基于TOF的海潮高度在线测量系统设计.pdf

《基于TOF的海潮高度在线测量系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、昴Z夺乖y硼传怂彼个子寸艮2015年9月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSSept．2015TheDesignofTidalLevelMeasurementSystemBasedonTOFHUANGZhanhua，WANGJihu(KeyLab0ratoryofOpto—electronicsInformationTechnology，MinistryofEducation，CollegeofPrecisionInstrumentandOpto—ElectronicEngineering扎0nji

2、nUniversity．Tianjin300072．China)Abstract：Inordertoimprovethereal—timeperformanceandstabilityoftheexistingtideandwaterlevelmeasuringinstrument，suchasfloattype，ultrasonic，radarlevelgauge，reducethesize，thecostandpowerconsumptionoftheinstrument，thispaperdescribesthedesigno

3、fawirelesssensornetworksystembasedonTOF(TimeofFlight)three—dimensionalimagingandXBEEMESHTechnology．Thesensornodeuses850nmfocusedinfraredLEDasemissionsource，theARM+CPLDarchitecturetocontrolandextracttheeffectivemeasurementdataofEPC610TOFimagingchipforreal-timecorrection

4、andcalculation．Asinglemeasurementnodecanachieveaner—rorof+1．25emattherangeof1m-7m．high—speedmeasurementrateat500times／secanditssizeisonly2．5emX2．5em．ThewirelessnetworkusesPeer—to—PeerMESHself-organizingtechnology，usingthewirelessmoduletoawakenthesensoractivelyandthecom

5、binationofsynchronousandasynchronoussleepmode，thusgreatlyreducedthepowerconsumption．Keywords：onlinemeasurement；TOF3Dimaging；Peer—to-PeerMESHnetwork；smallinsize；lowpowerconsump—tiondesignEEACC：7320Zdoi：10．39690．issn．1004-1699．2015．09．011基于TOF的海潮高度在线测量系统设计黄战华，王吉虎(天津大学精密仪

6、器与光电子T程学院，光电信息技术科学教育部重点实验室，天津300072)摘要：为提高现有的潮汐及水位仪器(如浮子式、超声波式、雷达式水位计)在线测量的实时性和稳定性，减小仪器的体积、成本和功耗，设计了一种基于TOF(TimeofFlight，即飞行时间法)三维成像测距并结合XBEEMESH技术的无线网络测量系统。传感节点使用准直的850nm红外LED发射光源，采用ARM+CPLD控制和提取EPC610TOF成像芯片的有效测量数据并进行实时校正和计算，单个测量节点能实现li337m范围内误差±1．25cin，测量速率为500次／秒的高

7、速测量，其尺寸只有2．5crux2．5am大小。无线网络部分采用Peer．to—PeerMESH自组织网络结构，采用无线模块主动唤醒传感器，同步和异步休眠相结合的控制形式大大降低了功耗。关键词：在线测量；TOF三维成像；Peer—to—PeerMESH自组网；体积小；低功耗设计中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：10O4—1699(2O15)09—1328-07潮位测量往往需要在海岸边建立验潮井，而验精度低，浮子式测量需接触水面，体积笨重，压力式潮井的底端通过输水管道与海水相连，所以井内水需将压力计置于水底，超声波和雷达易

8、受雷电和环面相对海面要平稳，故验潮仪器要安置于井口，通境影响，激光器能耗大，驱动繁琐，长时间工作不稳过接触或非接触的方式测量仪器与水面间的距离，定。从而间接测出水面至测站基面的距离，即潮高。常针对这一情况，本文采用准直过的850nm红