基于CCD和蓝牙通信的引张线仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于CCD和蓝牙通信的引张线仪，包括设备箱体、引张线、及设于设备箱体的点光源板、透镜板、CCD采集通信板，引张线位于透镜板与CCD采集通信板之间；CCD采集通信板包括微处理器、与微处理器连接的蓝牙通信模块、CAN总线通信模块、线阵CCD采集模块、flash存储模块、RTC时钟模块；点光源板的光源位于透镜板中菲涅尔透镜的焦点处；所述蓝牙通信模块用于微处理器与智能终端通信。本实用新型专利技术采用透镜焦点位置的单点光源通过菲涅尔透镜后形成平行光的照射方式，实现成本低，射出的平行光均匀，另外采用CAN总线和蓝牙通信方式，解决了现场参数配置、采集数据实时读取，以及增强了引张线联网通信的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于CCD和蓝牙通信的引张线仪
本技术涉及岩土监测领域，具体是一种基于CCD和蓝牙通信的引张线仪。
技术介绍
市面上的引张线仪大部分都采用线阵CCD(ChargeCoupledDevice，电荷耦合器件)的方式，具有自动采集、存储、传输功能，但都是采用RS485的方式进行通信，且现场需要通过连接笔记本电脑应用串口调试助手，还需按照引张线仪的通信协议编写简单的通信指令才能读取采集数据。引张线仪主要应用于大坝等水工建筑物的水平位移长期观测，引张线法是利用两固定基准点之间拉紧的不锈钢丝作为基准线(引张线)，利用此直线来测量建筑物各测点在垂直该基准线方向上的水平位移的方法，在测量时需要在一条引张线的范围内安装多个引张线仪，采用RS485的通信方式时，需要将多个引张线仪通过RS485的方式连接，经常会出现通信不稳定、易出错等情况，这对现场的安装及调试造成了很大的不便。在专利“一种基于线阵CCD的新型引张线仪201721744728.0”也提到了一种引张线仪，它采用平行光源反射器的照射方式，这对平行光源发射器的选取提出了很高的要求，而平行光源发射器可能出现平行光不均匀的现象。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术提供一种基于CCD和蓝牙通信的引张线仪，通过改进通信接口方式以及光源发射器，可以解决上述问题，实现成本低，且增强了引张线联网通信的可靠性，方便现场的安装及调试。一种基于CCD和蓝牙通信的引张线仪，包括设备箱体、引张线、及设于设备箱体的点光源板、透镜板、CCD采集通信板，引张线位于透镜板与CCD采集通信板之间；所述CCD采集通信板包括微处理器、与微处理器连接的蓝牙通信模块、CAN总线通信模块、线阵CCD采集模块、flash存储模块、RTC时钟模块；点光源板的光源位于透镜板中菲涅尔透镜的焦点处，点光源板的光源发出的光线通过菲涅尔透镜后形成平行光，照射到引张线上后再照射到CCD采集通信板中的线阵CCD采集模块上；所述微处理器通过与CAN总线通信模块的交互，将采集的数据通过CAN总线的方式进行远程传输，CAN总线通信模块具有两组CAN总线通信通信接口，用于通信组网时级联；所述蓝牙通信模块用于微处理器与智能终端通信。进一步的，所述智能终端为手机或平板电脑。进一步的，还包括设于设备箱体内的温湿度传感器、以及设于透镜板上的加热器，温湿度传感器和加热器与微处理器连接。进一步的，还包括与RTC时钟模块连接的备用电源模块。本技术采用透镜焦点位置的单点光源通过菲涅尔透镜后形成平行光的照射方式，这种方式成本低，易实现，射出的平行光均匀，另外采用CAN总线和蓝牙通信方式，解决了现场参数配置、采集数据实时读取，以及增强了引张线联网通信的可靠性。附图说明图1是本技术基于CCD和蓝牙通信的引张线仪的结构示意图；图2是本技术中的电路原理图；图3是本技术通过CAN总线组网示意图。图中：1—点光源板，2—透镜板，3—引张线，4—CCD采集通信板，5—微处理器，6—蓝牙通信模块，7—CAN总线通信模块，8—线阵CCD采集模块，9—温湿度传感器，10—加热器，11—flash存储模块，12—RTC时钟模块，13—备用电源模块。具体实施方式下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。请参阅图1，本技术基于CCD和蓝牙通信的引张线仪其中一个实施例包括设备箱体、引张线3、及设于设备箱体的点光源板1、透镜板2、CCD采集通信板4，引张线3位于透镜板2与CCD采集通信板4之间。点光源板1的光源位于透镜板2中菲涅尔透镜的焦点处，点光源板1的光源发出的光线通过菲涅尔透镜后形成平行光，照射到引张线3上后再照射到CCD采集通信板4中的线阵CCD采集模块8上，引张线3的遮挡位置会影响线阵CCD采集模块8的不同像素点的采集值，根据采集值的不同判断引张线3位于哪些像素点处，从而定位引张线的水平位置。本技术采用高像素点线阵CCD，具有较高的采集精度，整个外形采用密封防潮结构。请进一步参阅图2，所述CCD采集通信板4包括微处理器5、与微处理器5连接的蓝牙通信模块6、CAN总线通信模块7、线阵CCD采集模块8、flash存储模块11、RTC时钟模块12、与RTC时钟模块12连接的备用电源模块13。所述微处理器5通过RTC时钟模块12及控制引脚的时序、电平控制线阵CCD采集模块8的采集，采集的数据全部输入到微处理器5；线阵CCD采集模块8输出的是一连串的采集数据，每个数据代表每个像素点的受光程度，引张线3会遮挡一部分平行光，有一部分像素点的受光强度程度较弱，对应的采集值也较小，将数据进行滤波及算法处理后，可定位引张线3的位置，当引张线3相对于引张线仪水平移动时，采集的一连串数据也会变化，通过数据变化的换算，可计算出引张线3相对于引张线仪水平移动的距离。所述微处理器5通过与CAN总线通信模块7的交互，将采集的数据通过CAN总线的方式进行远程传输，CAN总线通信模块7具有两组CAN总线通信通信接口，用于通信组网时级联。在两固定基准点之间拉紧的一条引张线，需要安装多个引张线仪在建筑物沿线的各测点处，用于测量各测点在垂直该引张线方向上的水平位移的距离。各引张线仪运用CAN总线连接(如图3所示)，每台仪器均有一个独立的物理地址，可通过CAN总线组网使用，在组网末端通过CAN总线转以太网的模块接入系统。组网时利用引张线仪的CAN总线通信模块7，通过级联的方式连接。所述微处理器5通过与蓝牙通信模块6连接，可与智能终端(例如手机或平板电脑)手机通信，一方面通过APP软件现场配置引张线仪的通信参数、运行参数等，另一方面，可以通过APP软件采集引张线仪的实时数据及查看历史数据。所述flash存储模块11通过SPI总线与微处理器连接，微处理器5将采集的传感器数据存储到失电后数据不会丢失的flash存储模块11，手机APP及远程软件都可以进行数据读取。RTC时钟模块12通过IO口与微处理器连接，为引张线仪提供精准的时间，并可提供容量大的备用电源模块13(例如纽扣电池)备用，防止设备掉电时RTC时钟模块12停止工作。本技术还可包括与微处理器5连接的温湿度传感器9、加热器10，所述温湿度传感器9设于设备箱体内，通过SPI总线与微处理器5连接，采集设备箱体内的温度和湿度信息，透镜板2中的菲涅尔透镜如果在高湿环境下容易起雾，影响测量精度，因此透镜板2上设置有加热器10，微处理器5在温湿度传感器9检测设备箱体内温度和湿度信息达到阈值时，启动加热器10对透镜板2进行加热，以满足菲涅尔透镜正常工作。本技术提供通过点光源和线阵CCD的运用，实现了引张线的水平位移的自动测量，运用蓝牙通信与智能手机APP通信，解决了现场参数配置、采集数据实时读取的问题，运用微处理器和CAN总线的通信方式，解决了传统通信方式不稳定的问题，具有可靠性高、智能化程度高、无人值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CCD和蓝牙通信的引张线仪，其特征在于：包括设备箱体、引张线(3)、及设于设备箱体的点光源板(1)、透镜板(2)、CCD采集通信板(4)，引张线(3)位于透镜板(2)与CCD采集通信板(4)之间；所述CCD采集通信板(4)包括微处理器(5)、与微处理器(5)连接的蓝牙通信模块(6)、CAN总线通信模块(7)、线阵CCD采集模块(8)、flash存储模块(11)、RTC时钟模块(12)；点光源板(1)的光源位于透镜板(2)中菲涅尔透镜的焦点处，点光源板(1)的光源发出的光线通过菲涅尔透镜后形成平行光，照射到引张线(3)上后再照射到CCD采集通信板(4)中的线阵CCD采集模块(8)上；所述微处理器(5)通过与CAN总线通信模块(7)的交互，将采集的数据通过CAN总线的方式进行远程传输，CAN总线通信模块(7)具有两组CAN总线通信通信接口，用于通信组网时级联；所述蓝牙通信模块(6)用于微处理器(5)与智能终端通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于CCD和蓝牙通信的引张线仪，其特征在于：包括设备箱体、引张线(3)、及设于设备箱体的点光源板(1)、透镜板(2)、CCD采集通信板(4)，引张线(3)位于透镜板(2)与CCD采集通信板(4)之间；所述CCD采集通信板(4)包括微处理器(5)、与微处理器(5)连接的蓝牙通信模块(6)、CAN总线通信模块(7)、线阵CCD采集模块(8)、flash存储模块(11)、RTC时钟模块(12)；点光源板(1)的光源位于透镜板(2)中菲涅尔透镜的焦点处，点光源板(1)的光源发出的光线通过菲涅尔透镜后形成平行光，照射到引张线(3)上后再照射到CCD采集通信板(4)中的线阵CCD采集模块(8)上；所述微处理器(5)通过与CAN总线通信模块(7)的交互，将采集的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李端有，周芳芳，毛索颖，黄跃文，韩贤权，牛广利，何亮，张乾，刘亚翔，徐彪，刘源，余信江，秦朋，田亚岭，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江科学院，
类型：新型
国别省市：湖北;42