基于線陣CCD的壩體變形監(jiān)測(cè)儀的研究及設(shè)計(jì).pdf

1、壩體變形監(jiān)測(cè)是大壩安全監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，其目的是通過(guò)提供壩體的實(shí)時(shí)變形情況，使人們及時(shí)發(fā)現(xiàn)大壩隱藏的安全隱患并采取相應(yīng)措施，降低潰壩風(fēng)險(xiǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)壩體變形監(jiān)測(cè)提出了新的要求，提高變形監(jiān)測(cè)的精度和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化是壩體變形監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。
　　本文結(jié)合光學(xué)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)和數(shù)字圖像技術(shù)研究和設(shè)計(jì)了一款高精度的壩體變形監(jiān)測(cè)儀。在詳細(xì)介紹線陣CCD的工作原理及應(yīng)用CCD測(cè)量壩體變形原理

2、的基礎(chǔ)上提出了一種基于雙溝道線陣CCD芯片TCD1703C對(duì)壩體變形進(jìn)行非接觸式監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)方案，該方案采用STM32F103為主控制器，并利用其豐富的外設(shè)資源和強(qiáng)大的片內(nèi)運(yùn)算能力進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集及處理；在分析各種邊緣檢測(cè)算法基礎(chǔ)上提出了一種針對(duì)一維圖像的邊緣檢測(cè)方法—梯度平方加權(quán)質(zhì)心法，該方法去噪能力強(qiáng)，程序?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單，適用于下位機(jī)的亞像素邊緣檢測(cè)，采用硬件降噪和軟件濾波相結(jié)合的方法提高儀器穩(wěn)定性，能實(shí)現(xiàn)儀器的高精度監(jiān)測(cè)。
　　硬件方

3、面主要介紹五個(gè)模塊：以紅光LED作為發(fā)光源的光源模塊；利用CPLD輸出線陣CCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)和同步采樣時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)模塊；線陣CCD模擬輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)處理電路后進(jìn)入高速A/D進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換模塊；將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)送入以 STM32F103為主控制器的處理系統(tǒng)中進(jìn)行運(yùn)算處理的主控模塊；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的通信模塊和供電方案設(shè)計(jì)模塊。軟件方面設(shè)計(jì)了CCD驅(qū)動(dòng)、信號(hào)采集控制程序、信號(hào)噪聲處理程序、邊緣檢測(cè)程序和變形監(jiān)測(cè)儀的功能程序，實(shí)現(xiàn)了壩體的變形測(cè)