【摘要】：地質(zhì)勘測對地震預(yù)測、礦產(chǎn)尋找、勘探、滑坡預(yù)防及古生物演化等研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義,野外環(huán)境數(shù)據(jù)采集是地質(zhì)勘測的關(guān)鍵環(huán)節(jié),山體坡距是野外環(huán)境數(shù)據(jù)的重要組成部分。目前山體坡距的測量依然采用原始方法或激光測距儀近似的方法,存在智能性和精準(zhǔn)性不足,本文針對現(xiàn)有坡距測量的不足,基于嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)并制作了一套便攜式多功能坡距測量儀原型樣機(jī),為山體坡距測量提供了新的途徑。本系統(tǒng)采用模塊化思想設(shè)計(jì),由上位機(jī)和下位機(jī)組成,完成山體坡距的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)測量與顯示。其中,上位機(jī)根據(jù)曲線長度計(jì)算模型得出山體坡距測量結(jié)果,當(dāng)坡體平緩或者測量距離較近時(shí)采用直線近似的方式去計(jì)算坡距,當(dāng)坡體為一段曲線采用拋物線擬合方法,利用弧長來計(jì)算坡距,上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的顯示、選擇以及坡距計(jì)算結(jié)果和測量點(diǎn)的實(shí)時(shí)地圖顯示,采用VS2012軟件平臺(tái)作為開發(fā)工具;下位機(jī)以STM32F103ZET6為主控芯片,主要由電源電路、工業(yè)級紅外望遠(yuǎn)鏡、藍(lán)牙模塊、全球定位系統(tǒng)模塊、電子羅盤、傾角傳感器、顯示模塊等單元組成,可將測量的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在液晶顯示屏上,并通過藍(lán)牙模塊將實(shí)測數(shù)據(jù)傳輸至手機(jī),再由手機(jī)將實(shí)測數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)。根據(jù)坡距測量儀的設(shè)計(jì)要求及具體技術(shù)指標(biāo),制作了一套坡距測量儀原型樣機(jī),經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室性能測試和野外性能測試表明:本測量儀能準(zhǔn)確采集觀測點(diǎn)的相關(guān)信息,實(shí)時(shí)上傳觀測點(diǎn)的測量數(shù)據(jù),通過擬合算法實(shí)現(xiàn)坡距的計(jì)算,并有效顯示觀測點(diǎn)的位置,實(shí)現(xiàn)了山體坡距的自動(dòng)、精準(zhǔn)測量,提高了山體坡距測量的便攜性和智能化,減小了坡距測量的誤差。在實(shí)際測量某50米的山坡時(shí),采用五個(gè)觀測點(diǎn)擬合時(shí),其誤差為0.135%,滿足地質(zhì)勘測的要求,達(dá)到了本系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。
【圖文】：

本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是想通過測量山上目標(biāo)點(diǎn)的相關(guān)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)點(diǎn)之間距離的計(jì)算，系統(tǒng)測量方案圖如圖2.1 所示。圖 2.1 系統(tǒng)測量方案圖本論文目的在于測量山體的坡距，通過測量測量點(diǎn)的相關(guān)參數(shù)，利用坡距計(jì)算模型來計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)之間的距離，即坡距（曲線距離）。具體相關(guān)參數(shù)的測量如下：（1）由測量 A 點(diǎn)出發(fā)，發(fā)現(xiàn)目標(biāo) B 點(diǎn)，對目標(biāo)點(diǎn)與測量點(diǎn)的絕對距離 AB 進(jìn)行測量；（2）GPS 自動(dòng)定位測量 A 點(diǎn)的經(jīng)緯度及海拔高度；（3）測量直線 AB 與水平面的傾角α；（4）對測量點(diǎn) A 的方位角β進(jìn)行行測量。GPS 測量的坐標(biāo)系是 WGS-84 坐標(biāo)系，我們在實(shí)際工程測量中，獲取的信息數(shù)據(jù)都是經(jīng)度和緯度的相關(guān)信息，最終目的是要計(jì)算坡距，即距離，首先將 GPS 實(shí)際測量的經(jīng)度、緯度以及海拔高度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到空間直角坐標(biāo)系中，要將獲取的 GPS 坐標(biāo)需和空間直角坐標(biāo)進(jìn)行變換，，進(jìn)而計(jì)算出測量點(diǎn)的三維直角坐標(biāo)。在同一個(gè)空間點(diǎn)，大地坐標(biāo)系（WGS-84 坐標(biāo)）和空間直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系如

基于 ARM 的便攜式多功能坡距測量儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第三章 硬件設(shè)計(jì)通過第二章的分析和設(shè)計(jì)，提出了便攜式多功能坡距件方案設(shè)計(jì)，硬件選型以及硬件相關(guān)電路的設(shè)計(jì)。案設(shè)計(jì) STM32F 系列為主控芯片實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制，傾角水平尺確定絕對零度，進(jìn)行位置校正；工業(yè)級紅外望PS 和二維電子羅盤進(jìn)行經(jīng)緯度及方位角的測量；后臺(tái)示于控制操作的液晶觸摸屏；通過藍(lán)牙技術(shù)，實(shí)時(shí)可，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的操作及數(shù)據(jù)的處理，保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共能坡距測量儀硬件架構(gòu)如圖 3.1 所示。
【學(xué)位授予單位】：西京學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TH763

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李學(xué)橋,陳曉雷,郭功兵,李淑君;基于ARM的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2004年02期

2 姜平;姜虎強(qiáng);巴文廠;;基于ARM的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2007年10期

3 余永寶;葉敦范;楊金峰;;基于ARM的車載音響設(shè)計(jì)與研究[J];電子設(shè)計(jì)應(yīng)用;2007年11期

4 趙書朵;諶海云;高鳳水;武衛(wèi)麗;;基于ARM的嵌入式多路遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];中國測試;2010年05期

5 王彥文;段猛;王力伯;;基于ARM的城市消防用戶信息傳輸裝置設(shè)計(jì)[J];儀表技術(shù);2010年11期

6 王愛國;陸曄;;基于ARM的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器檢測裝置的設(shè)計(jì)[J];低壓電器;2013年13期

7 溫陽東;黃璐;;基于ARM處理器的微機(jī)繼電保護(hù)裝置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J];儀器儀表用戶;2007年01期

8 婁柯;;基于ARM的無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制器設(shè)計(jì)[J];電氣開關(guān);2010年04期

9 彭為蔣;蓁董;金秋;;基于ARM的四足機(jī)器人分層控制系統(tǒng)[J];機(jī)械制造;2011年01期

10 謝麗娟;;基于ARM的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)[J];山西電子技術(shù);2012年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 阮波;全書海;;基于ARM的燃料電池電動(dòng)汽車儀表信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];中國汽車工程學(xué)會(huì)汽車電子技術(shù)分會(huì)第七屆（2006）年會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

2 李杰;張仁杰;陳鵬;鄭哲;;基于ARM的蔬菜大棚智能無線監(jiān)控裝置的實(shí)現(xiàn)[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2）[C];2008年

3 李巍;;關(guān)于設(shè)計(jì)的思考[A];學(xué)校藝術(shù)教育與素質(zhì)教育論壇文集[C];2004年

4 陳昌龍;徐家棟;;基于ARM的太陽能交通誘導(dǎo)屏實(shí)現(xiàn)[A];2008全國LED顯示應(yīng)用技術(shù)交流暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)文集[C];2008年

5 于宏杰;;設(shè)計(jì)的思考[A];2013國際工業(yè)設(shè)計(jì)研討會(huì)暨第十八屆全國工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

6 ;國際發(fā)展趨勢[A];北京工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展報(bào)告[C];2000年

7 孔凡讓;李川奇;鄭慶和;;設(shè)計(jì)與發(fā)明[A];2004“安徽制造業(yè)發(fā)展”博士科技論壇論文集[C];2004年

8 王家民;孫浩章;張娜;;綠色設(shè)計(jì)的理論前瞻與實(shí)踐后顧[A];2010中國包裝行業(yè)人力資源發(fā)展戰(zhàn)略高峰論壇論文集[C];2010年

9 張成忠;曹海艷;況成泉;;簡析設(shè)計(jì)中的復(fù)古[A];第十一屆全國包裝工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（二）[C];2007年

10 高洋;劉志峰;黃海鴻;張雷;;產(chǎn)品拆卸性能的設(shè)計(jì)過程評估[A];2009海峽兩岸機(jī)械科技論壇論文集[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 寸十;談與“設(shè)計(jì)”相關(guān)的幾個(gè)概念[N];建筑時(shí)報(bào);2003年

2 Sami Nerenberg;設(shè)計(jì)的維度[N];21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道;2011年

3 實(shí)習(xí)記者 全文鑫;年江：設(shè)計(jì),個(gè)人思想的延續(xù)[N];中華建筑報(bào);2011年

4 中航工業(yè)制造所 段愛琴　王興華;應(yīng)用六西格瑪設(shè)計(jì)究竟改變了什么?[N];中國航空報(bào);2011年

5 王慶林 山東天翔毛紡織有限公司開發(fā)部主任;讓設(shè)計(jì)附加值成為企業(yè)“必殺技”[N];中國紡織報(bào);2014年

6 記者紀(jì)可真;省有色金屬地質(zhì)勘測局與建國村對接幫扶[N];佳木斯日報(bào);2009年

7 本報(bào)記者 蔡萌;中國設(shè)計(jì)：暗香涌動(dòng)[N];中國文化報(bào);2014年

8 于 丹;景觀的過度設(shè)計(jì)與適度設(shè)計(jì)[N];建筑時(shí)報(bào);2006年

9 記者 王光睿;中國工程院院士潘鏡芙:艦船設(shè)計(jì)要在實(shí)踐中不斷優(yōu)化[N];中國船舶報(bào);2010年

10 中國聯(lián)合工程公司;“杭州之門”項(xiàng)目的綠色設(shè)計(jì)及分析[N];中華建筑報(bào);2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 于加晴;基于分解的設(shè)計(jì)過程重用方法研究[D];北京交通大學(xué);2011年

2 容芷君;基于群體決策的協(xié)同設(shè)計(jì)過程研究[D];華中科技大學(xué);2007年

3 崔衛(wèi)華;產(chǎn)品多領(lǐng)域協(xié)同設(shè)計(jì)過程的CCM-A建模技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

4 羅天洪;網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的協(xié)同設(shè)計(jì)幾何模型共享技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2005年

5 周丹;基于設(shè)計(jì)元與公理設(shè)計(jì)理論的能量優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 謝欣欣;基于ARM的便攜式多功能坡距測量儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西京學(xué)院;2017年

2 梅春雷;基于ARM的砂輪動(dòng)平衡控制器及其系統(tǒng)軟件研究[D];鄭州大學(xué);2015年

3 羅路;基于ARM平臺(tái)的語音降噪算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D];山東大學(xué);2015年

4 劉鍇;基于ARM平臺(tái)的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃研究[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2015年

5 羅浩;基于ARM和無線射頻技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南昌大學(xué);2015年

6 田漢卿;基于ARM平臺(tái)遠(yuǎn)程控制的寵物喂養(yǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

7 曾皮亮;基于ARM的短波模擬設(shè)備軟件設(shè)計(jì)[D];西安電子科技大學(xué);2014年

8 張明;基于ARM及wifi的內(nèi)燃機(jī)數(shù)據(jù)采集測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];江蘇大學(xué);2015年

9 李德振;基于ARM的3D打印機(jī)控制系統(tǒng)研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

10 陳超;基于ARM的自動(dòng)氣象站手持測試終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];黑龍江大學(xué);2014年

本文編號：2669452