數(shù)字測斜系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)的中期報告數(shù)字測斜系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)中期報告一、項目簡介：數(shù)字測斜系統(tǒng)是一種利用傳感器采集數(shù)據(jù)完成地質(zhì)構(gòu)造變形信息監(jiān)測的儀器。本系統(tǒng)基于MEMS硅微加速度計，通過挖掘機、PC機和傳感器三個系統(tǒng)組成，實現(xiàn)實時采集、處理、分析斜率數(shù)據(jù)，達(dá)到及時預(yù)警和避免不必要傷害的作用。二、設(shè)備介紹：主要設(shè)備包括MEMS硅微加速度計、RaspberryPi、LCD顯示器、聲光報警器等。1.MEMS硅微加速度計：MEMS硅微加速度計是一種微小、高靈敏度的三軸加速度計，其采用壓電傳感器作為振動質(zhì)量體，通過測試振動質(zhì)量體所受的外力大小及方向，確定加速度值。本系統(tǒng)采用需要通過I2C總線和單片機（RaspberryPi）連接進行數(shù)據(jù)傳輸。2.RaspberryPi：本系統(tǒng)采用了類似微型計算機的RaspberryPi作為單片機，也是控制裝置。它是一種便攜式電腦，擁有與一般電腦相似的IO接口，適用于控制傳感器、處理數(shù)據(jù)等任務(wù)。3.LCD顯示器：LCD顯示器是用來實時顯示斜率及相關(guān)信息。4.聲光報警器：聲光報警器用來預(yù)警斜率危險情況。三、實驗方案：1.系統(tǒng)要求：本系統(tǒng)要求能在挖掘機等大型設(shè)備中運行，在設(shè)備運行時能夠?qū)崟r采集三個軸的加速度數(shù)據(jù)，在單片機內(nèi)通過計算獲得當(dāng)前的斜率，并對變形超過安全范圍的情況，通過聲光報警器報警提醒。2.系統(tǒng)設(shè)計：數(shù)字測斜系統(tǒng)主要由如下三個模塊組成：a)數(shù)據(jù)采集模塊本系統(tǒng)采用MEMS硅微加速度計完成數(shù)據(jù)采集。加速度計模塊包含的物理量包括三軸加速度值。b)數(shù)據(jù)傳輸和處理模塊數(shù)據(jù)傳輸和處理模塊由RaspberryPi組成，通過I2C總線將MEMS加速度計采集到數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C內(nèi)，并通過計算獲得當(dāng)前的斜率，并實時顯示在LCD屏幕上。c)報警模塊當(dāng)采集到的數(shù)據(jù)超出安全范圍時，系統(tǒng)通過聲光報警器發(fā)出警報，提醒用戶做出必要的安全措施。3.實驗步驟：a)采集MEMS加速度計的數(shù)據(jù)，例如三軸加速度值。b)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絉aspberryPi通過I2C總線傳輸數(shù)據(jù)。c)通過計算獲得當(dāng)前的斜率。d)實時在LCD屏幕上顯示當(dāng)前的斜率。e)數(shù)據(jù)超出安全范圍時，通過聲光報警器發(fā)出警報。四、實驗結(jié)果：經(jīng)過測試，本系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集、傳輸和處理及報警等方面均達(dá)到了預(yù)期效果，能勝任斜率監(jiān)測工作。五、總結(jié)：本系統(tǒng)基于MEMS硅微加速度計，實現(xiàn)了地