本發(fā)明涉及教學(xué)工具及教學(xué)系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能便攜式光電測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

背景技術(shù)：
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光電測(cè)控技術(shù)在“測(cè)控儀器設(shè)計(jì)”、“及其視覺監(jiān)測(cè)”、“傳感器”等領(lǐng)域中都應(yīng)用廣泛，而目前的大學(xué)課程中大部分都以演示實(shí)驗(yàn)為主，以完成光信號(hào)與電信號(hào)之間的信息轉(zhuǎn)換為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，而實(shí)際工程應(yīng)用中，光電監(jiān)測(cè)器件常常與測(cè)量和控制單元結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一定功能任務(wù)，涵蓋了光、機(jī)、電、算各學(xué)科知識(shí)，具有較強(qiáng)的綜合應(yīng)用實(shí)踐性能。但是目前的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不能滿足這一實(shí)驗(yàn)需求，市面類似的實(shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)格昂貴，體積笨重，不利于教師課堂演示，而且功能繁雜，需要添加的外部器件過多，不利于使用和教學(xué)活動(dòng)的開展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可以自行設(shè)計(jì)、裝置簡(jiǎn)單，高度集成化，模塊化的便攜式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可以有效訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，初步達(dá)到“會(huì)設(shè)計(jì)、會(huì)調(diào)整、會(huì)使用”的要求。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

多功能便攜式光電測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包含核心控制器、路徑探測(cè)傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊、存儲(chǔ)模塊、時(shí)鐘模塊、通訊模塊、人機(jī)交互模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)向舵機(jī)、測(cè)速編碼器、光電探測(cè)器和供電電源模塊；

所述核心控制器選用MC9S12XS128芯片，具有高速信號(hào)處理功能，所述路徑探測(cè)裝置采用常見的幾種光電檢測(cè)器件，為滿足獲取到的信號(hào)適應(yīng)不同的測(cè)量環(huán)境和測(cè)量要求，選擇的是線性CCD路徑探測(cè)器、紅外路徑探測(cè)器和攝像頭路徑探測(cè)器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸給信號(hào)調(diào)理模塊，設(shè)計(jì)信號(hào)處理電路，完成運(yùn)算放大，去噪濾波等功能后，由核心控制器進(jìn)行D/A采樣，主核心控制單元對(duì)路徑信號(hào)進(jìn)行分析處理后，根據(jù)控制策略，調(diào)控電機(jī)的轉(zhuǎn)速和舵機(jī)的轉(zhuǎn)角度數(shù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)的移動(dòng)，其中，由測(cè)速編碼器采集系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，形成速度的閉環(huán)控制，該測(cè)量系統(tǒng)通過插件的形式，安裝其他光電探測(cè)器，完成各類測(cè)量工作，測(cè)量數(shù)據(jù)可以通過人機(jī)交互模塊，將測(cè)量結(jié)果顯示在液晶屏界面，或者通過通信模塊傳輸給終端接收設(shè)備手機(jī)或電腦上，完成更為復(fù)雜的處理和運(yùn)算，獲得更精確的測(cè)量數(shù)據(jù)，其中存儲(chǔ)模塊完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，防止數(shù)據(jù)丟失；時(shí)鐘模塊為整個(gè)系統(tǒng)提供時(shí)間依據(jù)；供電電源模塊肩負(fù)整個(gè)系統(tǒng)的供電工作，必不可少；

上述多功能便攜式光電測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，還可以根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和課程要求靈活調(diào)配，完成多項(xiàng)綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：

1、仿真隧道長度測(cè)量實(shí)驗(yàn)：

在仿真流水線工件計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，用塑料長條塊代替被測(cè)工件，放置在路徑軌道兩邊，用小車的沿路徑移動(dòng)仿真流水傳送帶移動(dòng)，雖被測(cè)件固定不動(dòng)，但以此相對(duì)運(yùn)動(dòng)仿真流水線工件的移動(dòng)，小車沿軌道運(yùn)行，進(jìn)入工件計(jì)數(shù)區(qū)域以后，系統(tǒng)查詢工件檢測(cè)信號(hào)到來，檢測(cè)信號(hào)即為，安放在小車測(cè)邊的激光信號(hào)受到被測(cè)件遮擋后，反射回光電接收器產(chǎn)生的光電信號(hào)，若檢測(cè)到目標(biāo)信號(hào)后，判斷該信號(hào)是否為干擾信號(hào)，并進(jìn)行二次檢測(cè)，若第二次檢測(cè)仍為目標(biāo)信號(hào)，則系統(tǒng)認(rèn)為該信號(hào)為真實(shí)的被檢測(cè)信號(hào)，否則為誤判信號(hào)，誤判情況直接將程序跳轉(zhuǎn)至等待查詢階段，對(duì)于真實(shí)的被檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)內(nèi)部專門的計(jì)數(shù)器+1(流程圖中的鉛筆計(jì)數(shù)變量+1)，同時(shí)保存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理完畢以后，將過程變量清零，小車進(jìn)入下一個(gè)信號(hào)準(zhǔn)備接收階段；

2、仿真流水線工件計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)：

采用與仿真流水線工件計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中相同的檢測(cè)硬件，用亞克力板拼接放置在軌道沿途作為待測(cè)隧道，小車沿軌道運(yùn)行，進(jìn)入隧道檢測(cè)區(qū)域后，系統(tǒng)查詢檢測(cè)隧道起始信號(hào)到來，若檢測(cè)到該信號(hào)后，判斷該信號(hào)是否為干擾信號(hào)，并進(jìn)行二次檢測(cè)。若第二次檢測(cè)仍為目標(biāo)信號(hào)，則系統(tǒng)認(rèn)為該信號(hào)為真實(shí)的被檢測(cè)信號(hào)，否則為誤判信號(hào)，誤判情況直接將程序跳轉(zhuǎn)至等待查詢起始信號(hào)階段。對(duì)于真實(shí)的起始信號(hào)，系統(tǒng)內(nèi)部打開專門計(jì)時(shí)器，同時(shí)保存數(shù)據(jù)。繼續(xù)檢測(cè)結(jié)束信號(hào)，若檢測(cè)到該信號(hào)后，判斷該信號(hào)是否為干擾信號(hào)，并進(jìn)行二次檢測(cè)。若第二次檢測(cè)仍為目標(biāo)信號(hào)，則系統(tǒng)認(rèn)為該信號(hào)為真實(shí)的被檢測(cè)信號(hào)，否則為誤判信號(hào)，誤判情況直接將程序跳轉(zhuǎn)至等待查詢結(jié)束信號(hào)階段。若被檢測(cè)到真實(shí)的結(jié)束信號(hào)，關(guān)閉計(jì)時(shí)器，同步處理數(shù)據(jù)，將并保存至存儲(chǔ)器中。數(shù)據(jù)處理完畢以后，將過程變量清零，小車進(jìn)入下一個(gè)準(zhǔn)備接收階段。

本發(fā)明的有益效果是：可以自行設(shè)計(jì)、裝置簡(jiǎn)單，高度集成化，模塊化的便攜式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可以有效訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，初步達(dá)到“會(huì)設(shè)計(jì)、會(huì)調(diào)整、會(huì)使用”的要求。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為仿真隧道長度測(cè)量實(shí)驗(yàn)運(yùn)算邏輯示意圖；

圖3為仿真流水線工件計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)運(yùn)算邏輯示意圖；

具體實(shí)施方式：

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1所示，多功能便攜式光電測(cè)控綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包含核心控制器、路徑探測(cè)傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊、存儲(chǔ)模塊、時(shí)鐘模塊、通訊模塊、人機(jī)交互模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)向舵機(jī)、測(cè)速編碼器、光電探測(cè)器和供電電源模塊；

所述核心控制器選用MC9S12XS128芯片，具有高速信號(hào)處理功能，所述路徑探測(cè)裝置采用常見的幾種光電檢測(cè)器件，為滿足獲取到的信號(hào)適應(yīng)不同的測(cè)量環(huán)境和測(cè)量要求，選擇的是線性CCD路徑探測(cè)器、紅外路徑探測(cè)器和攝像頭路徑探測(cè)器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸給信號(hào)調(diào)理模塊，設(shè)計(jì)信號(hào)處理電路，完成運(yùn)算放大，去噪濾波等功能后，由核心控制器進(jìn)行D/A采樣，主核心控制單元對(duì)路徑信號(hào)進(jìn)行分析處理后，根據(jù)控制策略，調(diào)控電機(jī)的轉(zhuǎn)速和舵機(jī)的轉(zhuǎn)角度數(shù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)的移動(dòng)，其中，由測(cè)速編碼器采集系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，形成速度的閉環(huán)控制，該測(cè)量系統(tǒng)通過插件的形式，安裝其他光電探測(cè)器，完成各類測(cè)量工作，測(cè)量數(shù)據(jù)可以通過人機(jī)交互模塊，將測(cè)量結(jié)果顯示在液晶屏界面，或者通過通信模塊傳輸給終端接收設(shè)備手機(jī)或電腦上，完成更為復(fù)雜的處理和運(yùn)算，獲得更精確的測(cè)量數(shù)據(jù)，其中存儲(chǔ)模塊完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，防止數(shù)據(jù)丟失；時(shí)鐘模塊為整個(gè)系統(tǒng)提供時(shí)間依據(jù)；供電電源模塊肩負(fù)整個(gè)系統(tǒng)的供電工作，必不可少；

如圖2所示，在仿真流水線工件計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，用塑料長條塊代替被測(cè)工件，放置在路徑軌道兩邊，用小車的沿路徑移動(dòng)仿真流水傳送帶移動(dòng)，雖被測(cè)件固定不動(dòng)，但以此相對(duì)運(yùn)動(dòng)仿真流水線工件的移動(dòng)，小車沿軌道運(yùn)行，進(jìn)入工件計(jì)數(shù)區(qū)域以后，系統(tǒng)查詢工件檢測(cè)信號(hào)到來，檢測(cè)信號(hào)即為，安放在小車測(cè)邊的激光信號(hào)受到被測(cè)件遮擋后，反射回光電接收器產(chǎn)生的光電信號(hào)，若檢測(cè)到目標(biāo)信號(hào)后，判斷該信號(hào)是否為干擾信號(hào)，并進(jìn)行二次檢測(cè)，若第二次檢測(cè)仍為目標(biāo)信號(hào)，則系統(tǒng)認(rèn)為該信號(hào)為真實(shí)的被檢測(cè)信號(hào)，否則為誤判信號(hào)，誤判情況直接將程序跳轉(zhuǎn)至等待查詢階段，對(duì)于真實(shí)的被檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)內(nèi)部專門的計(jì)數(shù)器+1(流程圖中的鉛筆計(jì)數(shù)變量+1)，同時(shí)保存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理完畢以后，將過程變量清零，小車進(jìn)入下一個(gè)信號(hào)準(zhǔn)備接收階段；

如圖3所示，采用與仿真流水線工件計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中相同的檢測(cè)硬件，用亞克力板拼接放置在軌道沿途作為待測(cè)隧道，小車沿軌道運(yùn)行，進(jìn)入隧道檢測(cè)區(qū)域后，系統(tǒng)查詢檢測(cè)隧道起始信號(hào)到來，若檢測(cè)到該信號(hào)后，判斷該信號(hào)是否為干擾信號(hào)，并進(jìn)行二次檢測(cè)。若第二次檢測(cè)仍為目標(biāo)信號(hào)，則系統(tǒng)認(rèn)為該信號(hào)為真實(shí)的被檢測(cè)信號(hào)，否則為誤判信號(hào)，誤判情況直接將程序跳轉(zhuǎn)至等待查詢起始信號(hào)階段。對(duì)于真實(shí)的起始信號(hào)，系統(tǒng)內(nèi)部打開專門計(jì)時(shí)器，同時(shí)保存數(shù)據(jù)。繼續(xù)檢測(cè)結(jié)束信號(hào)，若檢測(cè)到該信號(hào)后，判斷該信號(hào)是否為干擾信號(hào)，并進(jìn)行二次檢測(cè)。若第二次檢測(cè)仍為目標(biāo)信號(hào)，則系統(tǒng)認(rèn)為該信號(hào)為真實(shí)的被檢測(cè)信號(hào)，否則為誤判信號(hào)，誤判情況直接將程序跳轉(zhuǎn)至等待查詢結(jié)束信號(hào)階段。若被檢測(cè)到真實(shí)的結(jié)束信號(hào)，關(guān)閉計(jì)時(shí)器，同步處理數(shù)據(jù)，將并保存至存儲(chǔ)器中。數(shù)據(jù)處理完畢以后，將過程變量清零，小車進(jìn)入下一個(gè)準(zhǔn)備接收階段。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。