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基于TOF的潮位在线测量技术研究

发布时间:2018-01-08 16:15

  本文关键词:基于TOF的潮位在线测量技术研究 出处:《天津大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: TOF深度成像 EPC610 在线测量 ZigBee Mesh无线传感网络


【摘要】:海洋的潮位信息一直就是海洋资源勘探、海水养殖、海上军事演习或作战中不可或缺的重要因素,是海洋参数的重要指标之一。如何实时而又准确的测量潮位信息是海洋仪器研发中的重要内容。本文基于TOF深度成像的测距技术结合ZigBee Mesh无线传感网络设计了一种潮位在线实时测量系统,实验表明,该测量系统在2-6m的测量范围内绝对精度为±15mm,相对精度为±0.5%,系统的最大测量范围为7.5m,距离分辨率为2.5mm。节点的采集速度每秒可以达到500次,且使用xbee模块组建的ZigBee Mesh无线传感网络具有动态路由、自组织、自愈性好的特点,适合海上恶劣环境下大规模的组网应用。本文的研究内容主要有以下几个方面:基于TOF深度成像测距技术的理论和ZigBee Mesh无线传感网络的相关知识。光学与机械结构的设计,包括光源的选取,LED准直器的设计,接收透镜参数的计算选型,探测器接收能量大小的分析,窄带红外滤光片选取。基于EPC610 TOF红外成像芯片的探测电路的设计,包括红外LED驱动电路的设计,EPC610供电系统的设计,EPC610外围电路的设计以及探测板PCB的设计。设计EPC610的控制电路,完成ARM端读写控制程序和距离计算程序的编写。配置ZigBee Mesh网状网的各个节点,包括协调器、路由器和终端,编写协调器和终端节点之间的通信协议。进行实际实验,包括EPC610的测距实验和ZigBee网络的收发实验,验证系统功能的可行性和可靠性。
[Abstract]:Ocean tidal level information has always been an indispensable factor in marine resource exploration, mariculture, marine military exercises or operations. How to measure tidal level information in real time and accurately is an important content in the research and development of ocean instruments. This paper combines TOF depth imaging technology with ZigBee. An online real-time tidal level measurement system based on Mesh wireless sensor network is designed. The experimental results show that the absolute accuracy and relative accuracy of the system are 卤15mm and 卤0.5mm respectively in the 2-6 m range, and the maximum measurement range of the system is 7.5 m. The range resolution is 2.5 mm 路s. The acquisition speed of the node can reach 500 times per second, and the ZigBee Mesh wireless sensor network based on xbee module has dynamic routing and self-organization. Characteristic of good self-healing. The research contents of this paper are as follows: based on the theory of TOF depth imaging ranging technology and ZigBee. Knowledge of Mesh Wireless Sensor Networks. Design of optical and mechanical structures. It includes the design of LED collimator, the calculation and selection of receiving lens parameters, and the analysis of detector receiving energy. The design of detecting circuit based on EPC610 TOF infrared imaging chip, including the design of infrared LED driving circuit and the design of power supply system of EPC610. The design of peripheral circuit of EPC610 and the design of detection board PCB. The control circuit of EPC610 is designed. Complete the programming of ARM read and write control program and distance calculation program. Configure each node of ZigBee Mesh mesh network, including coordinator, router and terminal. The communication protocol between the coordinator and the terminal node is written, and the practical experiments, including the ranging experiment of EPC610 and the transceiver experiment of ZigBee network, are carried out to verify the feasibility and reliability of the system function.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P714;TN92

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本文编号:1397806

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