基于线阵CCD和CAN总线通信的引张线仪的设计与实现
2021-04-19 06:48:40周芳芳毛索颖黄跃文
长江科学院院报
2021年4期
周芳芳，毛索颖，黄跃文，胡 蕾
(1.长江科学院 工程安全与灾害防治研究所，武汉 430010；2.长江科学院 水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心，武汉 430010； 3. 长江科学院 国家大坝安全工程技术研究中心，武汉 430010)
1 研究背景
引张线仪主要应用于大坝等水工建筑物水平位移的长期观测，引张线法是利用两固定基准点之间拉紧的不锈钢丝作为基准线(引张线)，利用此直线来测量建筑物各测点在垂直该基准线方向上的水平位移的方法[1]，在测量时需要在一条引张线的范围内安装多个引张线仪[2]。目前大部分引张线仪都采用RS485的通信方式，将多个引张线仪通过RS485的方式连接[3]，容易出现通信不稳定、易出错等情况，且现场需要通过笔记本电脑连接串口调试助手，按照引张线仪的通信协议编写简单的通信指令才能读取采集数据，这对现场的安装及调试造成了很大的不便。
针对现有技术存在的不足，本文设计了一种采用线阵电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)非接触式自动化测量的引张线仪，通过采用控制器局域网(Controller Area Network，CAN)总线的通信方式，增强了引张线联网通信的可靠性，运用蓝牙通信及手机APP，方便现场的安装及调试。
线阵CCD 属于半导体光电器件，具有很高的光灵敏度，其像元集成度高、尺寸精确、间距固定，稳定性好，使用寿命长，测量结果重复性好。随着 CCD 应用技术的快速发展和进步，CCD 的应用范围越来越广泛，如几何尺寸测量、光谱检测分析、图形扫描等技术领域[4]。
