基于以太网的倾角测量系统设计

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1、基于以太网的倾角测量系统设计摘要：针对工业长距离测控环境，设计了基于以太网的倾角测量系统，与传统的RS232，RS485/422通信接口相比，以太网接口具有低成本、易于组网的优势，方便实现企业管控一体化。根据MEMS加速度传感器的工作原理和特点，研究了一种基于MEMS加速度传感器以及体积最小的以太网芯片的倾角测量系统的实现方法，详细介绍了系统的工作原理，重点阐述了系统的硬件电路设计和软件设计，编写了基于UDP通信协议的微控制器端的软件和上位机端的实时显示软件，并进行了实验测试。实验结果显示：该系统集成度高，功耗低，可靠性高，可用于各种长距离姿态测量。与传统的倾角测量系统相

2、比具有测量精度高、测量范围大、使用及携带方便等特点。关键词：长距离测控;加速度传感器;以太网;倾角测量系统中图分类号：TP212.9文献标识码：A文章编号：1004?373X（2015）02?0108?03DesignofanglemeasurementsystembasedonEthernetGUOHui?jun，ZHOUGui?rong，XUJian?yuan（ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute10ofCOMAC，Shanghai201210，China）Abstract：Forthelong?distanceindu

3、strialmonitoringandcontrol，ananglemeasurementsystembasedonEthernetisdesigned.ComparedwiththetraditionalRS232andRS485/422communicationinterface，Ethernetinterfacehastheadvantagesoflowcostandeasynetworking，whichisconvenienttorealizeenterpriseintegrationmanagement.Accordingtotheworkingprincip

4、leandcharacteristicsoftheMEMSaccelerometersensor，arealizationmethodofanglemeasurementsystembasedonMEMSaccelerometersensorandthesmallestEthernetchipisstudied.Theworkingprincipleofthesystemisintroduced.Thehardwarecircuitdesignandsoftwaredesignofthesystemareexpoundedemphatically.Thesoftwaref

5、ormicrocontrollerandthePCreal?timedisplaysoftwarebasedonUDPcommunicationprotocolwerecompiledandtestedinexperiment.Theexperimentalresultsshowthatthesystemhashighintegration，lowpowerconsumption，highreliability，andcanbeusedforavarietyoflongdistanceattitudemeasurement.10Comparedwiththeconvent

6、ionalanglemeasurementsystem，thesystemhascharacteristicsofhighmeasuringaccuracy，largemeasuringrange，andisconvenienttocarryanduse.Keywords：long?distancemonitoringandcontrol;accelerometersensor;Ethernet;anglemeasurementsystem0引言倾角测量系统广泛应用于机器人的机械臂伸展确定、车船体的倾斜测量、岩体倾向判断、工程钻空轨迹检测等方面。随着传感技术的发展，新兴的

7、MEMS加速度传感器体积小、重量轻、功耗小、成本低、可靠性高、易于实现数字化和智能化，越来越多的运用在倾角测量领域。在工业测控环境中，长距离测量是必不可少的。常用的通信接口有RS232、RS485/422、以太网等[1?3]，其中RS232为最常用的双向通信接口，但其通信距离和传输速度有限;RS10485/422使用差分信号传输，具有更好的抗噪性和更远的传输距离，在应用中可以建立连向PC的分布式设备网络;以太网是一种标准的开放式通信网络，具有低成本、易于组网的优势，同时带宽高，资源共享能力强，易与Internet连接，方便实现