一种多功能便携式光电测控综合实验平台制造技术

一种多功能便携式光电测控综合实验平台，涉及教学工具及教学系统领域，包含核心控制器、路径探测传感器、信号调理模块、存储模块、时钟模块、通讯模块、人机交互模块、驱动电机、转向舵机、测速编码器、光电探测器和供电电源模块。本发明专利技术可以自行设计、装置简单，高度集成化，模块化的便携式实验设备，可以有效训练学生的实际动手能力，初步达到“会设计、会调整、会使用”的要求。

Multifunctional portable photoelectric measurement and control integrated experimental platform

A multifunctional portable photoelectric measurement and control integrated experimental platform, which relates to the field of teaching tools and teaching system, including the core controller, path detection sensor, signal conditioning module, memory module, clock module, communication module, human-computer interaction module, drive motor, steering gear, encoder, photoelectric detector and power supply module. The invention can be designed, the device is simple, highly integrated, portable experimental equipment module, the actual effective training of students' practical ability, \reached a preliminary design and adjustment, will use\ requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能便携式光电测控综合实验平台
：本专利技术涉及教学工具及教学系统领域，具体涉及一种多功能便携式光电测控综合实验平台。
技术介绍
：光电测控技术在“测控仪器设计”、“及其视觉监测”、“传感器”等领域中都应用广泛，而目前的大学课程中大部分都以演示实验为主，以完成光信号与电信号之间的信息转换为实验目标，而实际工程应用中，光电监测器件常常与测量和控制单元结合，实现一定功能任务，涵盖了光、机、电、算各学科知识，具有较强的综合应用实践性能。但是目前的实验设备不能满足这一实验需求，市面类似的实验设备价格昂贵，体积笨重，不利于教师课堂演示，而且功能繁杂，需要添加的外部器件过多，不利于使用和教学活动的开展。
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种可以自行设计、装置简单，高度集成化，模块化的便携式实验设备，可以有效训练学生的实际动手能力，初步达到“会设计、会调整、会使用”的要求。本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：多功能便携式光电测控综合实验平台，包含核心控制器、路径探测传感器、信号调理模块、存储模块、时钟模块、通讯模块、人机交互模块、驱动电机、转向舵机、测速编码器、光电探测器和供电电源模块；所述核心控制器选用MC9S12XS128芯片，具有高速信号处理功能，所述路径探测装置采用常见的几种光电检测器件，为满足获取到的信号适应不同的测量环境和测量要求，选择的是线性CCD路径探测器、红外路径探测器和摄像头路径探测器，将光信号转换成电信号传输给信号调理模块，设计信号处理电路，完成运算放大，去噪滤波等功能后，由核心控制器进行D/A采样，主核心控制单元对路径信号进行分析处理后，根据控制策略，调控电机的转速和舵机的转角度数，实现测量系统的移动，其中，由测速编码器采集系统的转速，形成速度的闭环控制，该测量系统通过插件的形式，安装其他光电探测器，完成各类测量工作，测量数据可以通过人机交互模块，将测量结果显示在液晶屏界面，或者通过通信模块传输给终端接收设备手机或电脑上，完成更为复杂的处理和运算，获得更精确的测量数据，其中存储模块完成数据的存储，防止数据丢失；时钟模块为整个系统提供时间依据；供电电源模块肩负整个系统的供电工作，必不可少；上述多功能便携式光电测控综合实验平台，还可以根据培养目标和课程要求灵活调配，完成多项综合实验项目：1、仿真隧道长度测量实验：在仿真流水线工件计数实验系统中，用塑料长条块代替被测工件，放置在路径轨道两边，用小车的沿路径移动仿真流水传送带移动，虽被测件固定不动，但以此相对运动仿真流水线工件的移动，小车沿轨道运行，进入工件计数区域以后，系统查询工件检测信号到来，检测信号即为，安放在小车测边的激光信号受到被测件遮挡后，反射回光电接收器产生的光电信号，若检测到目标信号后，判断该信号是否为干扰信号，并进行二次检测，若第二次检测仍为目标信号，则系统认为该信号为真实的被检测信号，否则为误判信号，误判情况直接将程序跳转至等待查询阶段，对于真实的被检测信号，系统内部专门的计数器+1(流程图中的铅笔计数变量+1)，同时保存数据，数据处理完毕以后，将过程变量清零，小车进入下一个信号准备接收阶段；2、仿真流水线工件计数实验：采用与仿真流水线工件计数实验系统中相同的检测硬件，用亚克力板拼接放置在轨道沿途作为待测隧道，小车沿轨道运行，进入隧道检测区域后，系统查询检测隧道起始信号到来，若检测到该信号后，判断该信号是否为干扰信号，并进行二次检测。若第二次检测仍为目标信号，则系统认为该信号为真实的被检测信号，否则为误判信号，误判情况直接将程序跳转至等待查询起始信号阶段。对于真实的起始信号，系统内部打开专门计时器，同时保存数据。继续检测结束信号，若检测到该信号后，判断该信号是否为干扰信号，并进行二次检测。若第二次检测仍为目标信号，则系统认为该信号为真实的被检测信号，否则为误判信号，误判情况直接将程序跳转至等待查询结束信号阶段。若被检测到真实的结束信号，关闭计时器，同步处理数据，将并保存至存储器中。数据处理完毕以后，将过程变量清零，小车进入下一个准备接收阶段。本专利技术的有益效果是：可以自行设计、装置简单，高度集成化，模块化的便携式实验设备，可以有效训练学生的实际动手能力，初步达到“会设计、会调整、会使用”的要求。附图说明：图1为本专利技术系统硬件结构框图；图2为仿真隧道长度测量实验运算逻辑示意图；图3为仿真流水线工件计数实验运算逻辑示意图；具体实施方式：为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。如图1所示，多功能便携式光电测控综合实验平台，包含核心控制器、路径探测传感器、信号调理模块、存储模块、时钟模块、通讯模块、人机交互模块、驱动电机、转向舵机、测速编码器、光电探测器和供电电源模块；所述核心控制器选用MC9S12XS128芯片，具有高速信号处理功能，所述路径探测装置采用常见的几种光电检测器件，为满足获取到的信号适应不同的测量环境和测量要求，选择的是线性CCD路径探测器、红外路径探测器和摄像头路径探测器，将光信号转换成电信号传输给信号调理模块，设计信号处理电路，完成运算放大，去噪滤波等功能后，由核心控制器进行D/A采样，主核心控制单元对路径信号进行分析处理后，根据控制策略，调控电机的转速和舵机的转角度数，实现测量系统的移动，其中，由测速编码器采集系统的转速，形成速度的闭环控制，该测量系统通过插件的形式，安装其他光电探测器，完成各类测量工作，测量数据可以通过人机交互模块，将测量结果显示在液晶屏界面，或者通过通信模块传输给终端接收设备手机或电脑上，完成更为复杂的处理和运算，获得更精确的测量数据，其中存储模块完成数据的存储，防止数据丢失；时钟模块为整个系统提供时间依据；供电电源模块肩负整个系统的供电工作，必不可少；如图2所示，在仿真流水线工件计数实验系统中，用塑料长条块代替被测工件，放置在路径轨道两边，用小车的沿路径移动仿真流水传送带移动，虽被测件固定不动，但以此相对运动仿真流水线工件的移动，小车沿轨道运行，进入工件计数区域以后，系统查询工件检测信号到来，检测信号即为，安放在小车测边的激光信号受到被测件遮挡后，反射回光电接收器产生的光电信号，若检测到目标信号后，判断该信号是否为干扰信号，并进行二次检测，若第二次检测仍为目标信号，则系统认为该信号为真实的被检测信号，否则为误判信号，误判情况直接将程序跳转至等待查询阶段，对于真实的被检测信号，系统内部专门的计数器+1(流程图中的铅笔计数变量+1)，同时保存数据，数据处理完毕以后，将过程变量清零，小车进入下一个信号准备接收阶段；如图3所示，采用与仿真流水线工件计数实验系统中相同的检测硬件，用亚克力板拼接放置在轨道沿途作为待测隧道，小车沿轨道运行，进入隧道检测区域后，系统查询检测隧道起始信号到来，若检测到该信号后，判断该信号是否为干扰信号，并进行二次检测。若第二次检测仍为目标信号，则系统认为该信号为真实的被检测信号，否则为误判信号，误判情况直接将程序跳转至等待查询起始信号阶段。对于真实的起始信号，系统内部打开专门计时器，同时保存数据。继续检测结束信号，若检测到该信号后，判断该信号是否为干扰信号，并进行二次检测。若第二次本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能便携式光电测控综合实验平台，其特征在于：包含核心控制器、路径探测传感器、信号调理模块、存储模块、时钟模块、通讯模块、人机交互模块、驱动电机、转向舵机、测速编码器、光电探测器和供电电源模块。

【技术特征摘要】
1.一种多功能便携式光电测控综合实验平台，其特征在于：包含核心控制器、路径探测传感器、信号调理模块、存储模块、时钟模块、通讯模块、人机交互模块、驱动电机、转向舵机、测速编码器、光电探测器和供电电源模块。2.根据权利要求1所述的一种多功能便携式光电测控综合实验平台，其特征在于：所述路径探测装置采用光电检测器件，线性CCD路径探测器、红外路径探测器和摄像头路径探测器中的任一种。3.根据权利要求1所述的一种多功能便携式光电测控综合实验平台，其特征在于：在仿真隧道长度测量实验过程中的使用方法为：在仿真流水线工件计数实验系统中，用塑料长条块代替被测工件，放置在路径轨道两边，用小车的沿路径移动仿真流水传送带移动，小车沿轨道运行，进入工件计数区域，系统查询工件检测信号到来，检测信号即为，安放在小车测边的激光信号受到被测件遮挡后，反射回光电接收器产生的光电信号，若检测到目标信号后，判断该信号是否为干扰信号，并进行二次检测，若第二次检测仍为目标信号，则系统认为该信号为真实的被检测信号，否则为误判信号，误判情况直接将程序跳转至等待查询阶段，对于真实的被检测信号，系统内部专门的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊宏，刘善林，吴健，王学琪，徐悦，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34