传感器定制
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利用无线物联网控制器实现无线激光测距

        激光测距传感器是一种利用激光技术测量距离的传感器。它一般由激光器、光学部件和光电器件组成。它可以将测得的物理距离转换成光信号,然后用光电转换器将光信号转换成电信号。通过相应电路的滤波、放大、整流,得到输出信号,从而计算出被测量。

激光测距传感器

激光测距传感器


        激光测距传感器的工作原理是测量激光脉冲从目标反射并返回发射器所需的时间。这称为“飞行时间”原理,该方法称为“飞行时间”或“脉冲”测量。激光测距仪向目标发射激光脉冲,然后脉冲从目标反射并发送回激光测距仪。“飞行时间”原理是基于激光在空气中以恒定的速度传播的事实。仪器内部有微型处理器可以快速计算出到目标的距离。用这种计算距离的方法测量地球到月球的距离精度可以达到几厘米以内。发射的激光经过增强后,利用激光在空间传播时调制信号的相位变化,根据调制波的波长,计算出相位延迟所代表的距离。这种测量原理是激光发出的光经聚光透镜聚焦后聚焦在被测物体表面,接收透镜接收入射光斑的散射光在被测物体表面形成图像。光电位置检测器位于敏感侧。物体运动时,通过光斑在成像面上的位移计算出物体运动的相对距离。三角激光测距分辨率非常高,可以达到微米量级。

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激光测距传感器工作原理


        激光测距传感器主要用于监测运动物体的位置;测量铁路接触网,测量建筑物的边界;检测不合格的产品;工业自动化和智能化生产管理;车速和流量统计;工业监控信号触发控制;塔式起重机的XY定位;自动目标距离控制;监控船舶安全停靠位置;容器的定位;车辆安全距离测量;架空电缆的测量和高度限制;传送带上箱子宽度的测量。

        激光测距传感器输出的信号通常是工业上标准的4~20mA。北京德天驰鼎科技有限公司开发的无线物联网控制器支持4~20mA标准信号接口,将输出4~20mA信号的激光测距传感器连接到无线物联网控制器后,无线物联网控制器经过对信号的采集、滤波、放大处理后,转换成数字信号,通过无线方式发送到远程云服务器。当然任何输出4~20mA或其它模拟信号的设备都可以与无线物联网控制器连接,实现信号和数据的无线传输。无线物联网控制器的通讯方式支持WIFI、4G、NB、GPRS、蓝牙等多种网络,数据传输稳定,测量准确,抗干扰能力强,可以适应诸多环境。

        无线物联网控制器的另一个重要特点是超低的待机功耗,最低可达2uA,内置5000mAH电池供电时,续航时间可将近一年。而且支持移动端查看数据,自定义服务器等功能,可以满足大部分项目需求。

        我们项目中选择的是松下HG-C1200激光测距传感器,其内置高精度CMOS影像传感器,测量范围200±80mm,重复精度可达200um,性能非常稳定。

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工程师在组装无线物联网控制器


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组装完成


        设备组装完成,配置服务器IP地址和端口号的参数后,设备会自动连接网络并周期上传数据到远程云服务器。传输完成后,设备自动进入低功耗待机状态。

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无线激光测距传感器数据


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蓝牙传输


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数据与曲线


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无线物联网控制器


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工作图


        相位式激光测距传感器应用广泛,其测量距离从几米到几百米不等,精度一般在毫米到微米级,与工业中大多数场景需求相符合。相位式激光传感器用途包括尺寸测量、位置测量、形变监测等,不同的场景作用不同。

        工业场景:例如在金属切割中通过将激光测距设备安装在切割设备上,对切割长度进行监测,准确进行切割。此外还包括钢铁的锻造和灌装等。

        桥梁建筑:通过激光测距传感器对桥梁的上下桥面进行监测,监测桁架倾斜和变形;对古迹建筑的监测,比如布达拉宫其建筑结构内有多数裂缝,利用测距传感器实时监测,统计数据有效的控制和维护古建筑。

        铁路交通:铁路的轨道监测包括铁路基础设施的监测,铁路隧道形变监测,山区铁路岩层的泥石流监测等。

【北京德天驰鼎科技有限公司:无线物联网解决方案+可设置服务器地址+项目定制开发】

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