具体实施方式
客运专线I型轨道板I-PMS精调测量与远程监控系统,如图1所示,包括测量机器人1、无线数据传输器3、四个标架2、测量棱镜4、PDA微电脑5、八个无线数字显示器6、无线数字气象传感仪7、和远程控制器9,两个标架2为一组并且平行排列,一组标架2设置在轨道板8上,另一组标架2设置在相邻的轨道板8上,每个标架2上两端安装测量棱镜4,测量机器人1位于相邻的轨道板8之间,如图2所示,无线数据传输器3安装在测量机器人1上,测量机器人1与无线数据传输器3之间通过导线连接,无线数据传输器3与PDA微电脑5、无线数字显示器6、无线数字气象传感仪7和远程控制器9之间通过无线连接。
标架与轨道板连接采用螺栓等固定连接时,必须砸轨道板上钻孔,必然破坏轨道板;插入式连接虽然无需打孔,但连接不稳定,在恶劣的风雨环境下无法进行测量,影响施工进度,为了克服这一问题,如图3、图4和图5所示,所述的标架2包括壳体201,壳体201顶部中间开设两个通孔206,壳体201顶部中间设置两端向下弯曲的提手205,提手205的两端为提手竖杆226,提手竖杆226与通孔206相配合,提手竖杆226下端通过通孔206伸入壳体201内,提手竖杆226连接竖向弹簧207的一端,竖向弹簧207的另一端与壳体201连接,竖向弹簧207始终给提手205一个向上的力,提手竖杆226上设置限位块208,限位块208位于壳体201内,限位块208的直径大于通孔206的直径,每个提手竖杆226外侧均开设楔形槽209,楔形槽209的斜面向下,如图6所示,壳体201内以壳体201中心对称设置锁定装置,所述的锁定装置有一对导向板202、一个限位板212、横杆204、横向弹簧211导线柱213和拉线214,导向板202和限位板212与壳体201相配合,导向板202上开设导向孔203,导向孔203内设置横杆204,横杆204接近提手205的一端为内端,横杆204远离提手205的一端为外端,横杆204的内端开设斜面210,横杆204的内端与楔形槽209相配合,横杆204的外端连接横向弹簧211的一端,横向弹簧211的另一端安装在限位板212上,横向弹簧211始终给横杆204一个向内的力,如图8所示,限位板212外侧设置两个导线柱213,限位板212上开设线孔215,壳体201中部内部设置线辊216,线辊216的中轴设置在壳体201上,线辊216上设置把手217,把手217在壳体201外部,横杆204的外端安装拉线214,拉线214通过线孔215、绕过两个导线柱213与线辊216连接,壳体201底部开设支腿孔219,支腿孔219内设置支腿218,支腿218上端与横杆204固定连接,支腿218下端穿出支腿孔219。
测量过程如下: ①准备阶段: ⑴如图1所示,在两排轨道板8精装工作面中间位置L处安装测量机器人1,L=60m; ⑵在即将安装的轨道板8上安装标架2,如图5所示,每个轨道板8上安装一对标架2,每个标架2的具体安装过程为:将标架2的支腿218插入轨道板8的预留螺栓孔内,向下按下提手205,在横向弹簧211的作用下,横杆204向内运动,横杆204的内端插入楔形槽209内,此时,两个支腿218仅仅夹住轨道板8; ⑶安装无线数据传输器3,无线数字气象传感仪7; ⑷每四名工作人员手持无线数字显示器6在一个轨道板8四角,每个无线数字显示器6与无线数据传输器3进行信号分配; ⑸打开测量机器人1、无线数据传输器3、PDA微电脑5、无线数字显示器6、无线数字气象传感仪7。
②进行测量: ⑴利用测量机器人1对的八个测量棱镜4的位置进行自动测量,并计算测量机器人1位置的三维坐标,查看测量误差信息,合格后设置为测站数据; ⑵测量机器人1的测站数据、无线数字气象传感仪7的天气数据传送至无线数据传输器3,无线数据传输器3通过无线网络将数据传送至PDA微电脑5; ⑶PDA微电脑5进行作业建立、线路输入、读取测站数据、轨道板测量和进行数据导出与成表等操作,完成测量;
③安装调整:PDA微电脑5对数据进行修正,将修正的数据传送至无线数据传输器3,再通过无线数据传输器3将修正的数据传送至无线数字显示器6中,工作人员根据无线数字显示器6中的数据对轨道板8的位置进行调整;调整完毕后再进行测量,直到轨道板8的安装位置符合标准为止。
④测量、安装结束后,取下标架2,如图5所示,具体操作为:转动把手217使线辊216转动,拉线214向内拉动,拉线214绕过导线柱213拉动横杆204,横杆204内端与楔形槽209分离,在竖向弹簧207的作用下,提手205复位。
测量机器人1适应天气要求差,在风雨环境中工作必须另行采取防风雨装置,测量准备工作复杂,为了避免风雨等恶劣天气破坏测量机器人1,如图2所示,所述的测量机器人1包括支座101、旋转座102和机器103,机器103固定安装在旋转座102上,旋转座102底部安装支座101,旋转座102上安装防护罩104,防护罩104由内罩和外罩组成,内罩和外罩之间形成空腔,如图9所示,外罩的侧壁上开设数个通风孔106,外罩顶部设置风机107,如图7所示,防护罩104底部设置排水孔108。这种结构不尽能够防雨,而且当风力较大时,启动风机107,此时空腔内形成负压,随通风孔106进入空腔的风被带走,从而避免大风吹到。测量机器人1还可以采用Leica TCRA1201+测量机器人。
各个测量装置之间相互独立,相同装置容易混用,整套装置分别携带,每次使用前需要进行无线调频,相互之间的精确度需要重新调整,影响测量的进度。为了克服上述问题,如图9所示,外罩的侧壁上设置八个固定孔109,其中两个固定孔109为一组,一组固定孔109之间的距离与标架2的支腿218之间的距离相等。标架2在运输过程中能够与测量机器人1配合,便于运输和管理。所述的四个无线数字显示器6为一组,每一组无线数字显示器6与每一组标架2相配合,每一组无线数字显示器6由第一无线数字显示器601、第二无线数字显示器602、第三无线数字显示器603和第四无线数字显示器604组成,如图10所示,每个无线数字显示器6后部的外壳612开设四个开关孔:分别是第一开关孔605、第二开关孔606、第三开关孔607和第四开关孔608,其中一个开关孔内设置按钮609,按钮609穿过开关孔,按钮609内端设置接触片610,接触片610和外壳612之间设置固定连接的开关弹簧611,开关弹簧611始终给接触片610一个向外的力,接触片610内侧的外壳612内设置接触板613,接触片610与接触板613接触时无线数字显示器6关闭。第一无线数字显示器601的第一开关孔605内设置按钮609,第二无线数字显示器602的第二开关孔606内设置按钮609,第三无线数字显示器603的第三开关孔607内设置按钮609,第四无线数字显示器604的第四开关孔608内设置按钮609。每一组标架的每个标架2上端均设置两个矩形凹槽:分别是第一凹槽220、第二凹槽221、第三凹槽222和第四凹槽223,每个凹槽内设置挡板224,,挡板位置如图11、图12、图13和图14所示,第一无线数字显示器601与第一凹槽220相配合,第一凹槽220的挡板224与第一无线数字显示器601的按钮609相配合,第二无线数字显示器602与第二凹槽221相配合,第二凹槽221的挡板224与第二无线数字显示器602的按钮609相配合,第三无线数字显示器603与第三凹槽222相配合,第三凹槽222的挡板224与第一无线数字显示器603的按钮609相配合,第四无线数字显示器604与第四凹槽223相配合,第四凹槽223的挡板224与第四无线数字显示器604的按钮609相配合。无线数字显示器6与凹槽一一对应配合,当错误放置时接触片610与接触板613无法接触,无线数字显示器6始终处于开启状态,通过无线数字显示器6的显示屏的光亮提示操作人员。无线数字显示器6与标架2的位置一一对应,从而避免每次准备阶段各个无线数字显示器6重新进行信号分配的工作,节约工作时间。
为了便于在标架2上安装测量棱镜4,如图5所示,所述的标架2安装磁块225,测量棱镜4底部设置钢座401,磁块225和钢座401配合。
本发明的软件部分如下所述:
相关软件部分:
1、无线组网通讯设计
a、PDA微电脑5作为控制端,其身份识别令ID = ‘0’。
b、测量机器人1连接作为第一组客户端,无线数据传输器3作为中间连接纽带,接收来自PDA微电脑5内置所研发的精调软件Ⅰ-PMS指令,测量、读取并发送数据回PDA微电脑5参与软件数据处理,因为测量机器人1的串口采用GeoCom协议与外部进行通信,对非GeoCom协议数据不予处理,因此不需要身份识别ID。
c、无线数字显示器6作为第二组客户端,其身份识别令ID=‘1’‘2’‘3’‘4’‘5’‘6’‘7’‘8’。
其中1’‘2’‘3’‘4’为一个工作组,使用于线路左线;‘5’‘6’‘7’‘8’为另一个工作组,使用于线路右线;PDA微电脑5可以控制一台测量机器人1对两个工作组并行进行双线轨道板精调作业。
d、无线数字气象传感仪7作为第三组客户端,其身份识别令ID=‘9’;
e、系统既可以通过变频与不同客户端进行通信,也可以通过同频进行身份ID识别进行通信,为了避免众多客户端变频造成的频率混乱,同时在通信数据量又比较小的情况下,本系统采用了同频进行身份ID识别来实现。每个客户端只处理自己ID身份的信息。
2、无线组网通讯程序软件
2.1软件环境
运行环境:windows CE 5.0平台。
开发工具:VS.net 2005平台的VC++开发环境。
2.2数传模块烧录程序
(1)通信协议
1)格式说明
$$TDLX…XC\r\n
$$:引导字=;
T:信息类型;
D:ID号码;
L:数据长度=X的个数;
X…X:信息数据
C:校验字=T^D^L^X^…^X;
2)实现的协议
a、PDA微电脑5发送的显示数据命令
发送:'0'(ID)LX…XC\r\n
(ID):接收数据的遥控器的ID,是ASCII
响应:无
b、PDA微电脑5查询温度气压命令
发送:'9''M'0C\r\n
响应:无线数字气象传感仪7响应
'9''0'LHHHHHPPPPPPTTTTTTAAAAAAC\r\n
L=5+6+6+6
HHHHH:湿度,例如42.12,是相对湿度;
PPPPPP:气压,例如101325Pa,单位Pa;
TTTTTT:温度,例如34.1度,单位度;
AAAAAA:海拔,例如9876.1米,单位米;
当按下无线数字气象传感仪7的发送按钮,也发送如上响应信息。
1ATM = 101325Pa = 1013.25hpa = 101.325kpa = 14.504psi
c、遥控器复位命令
发送:'0''0'1 (ID) C \r\n
ID:复位的遥控器ID,是ASCII
3)发送协议实现指令
/******************************************************/
/*transmitdata
/*功能:实现按协议发送
/*ucType:命令类型,ID:身份ID,ucLen:数据长度,pb:数据指针
/*uchar:unsigned char
/******************************************************/
void transmitdata(uchar ucType,uchar ID,uchar ucLen,uchar * pb)
{
uchar idata i;
uchar ucCheck;
//按协议封装数据
pbTemp[0]='';
pbTemp[1]='';
pbTemp[2]=ucType;
pbTemp[3]=ID;
……(此处有隐藏。)
pbTemp[i+7] = '\n';
//发送
//********************
}
3组网系统涉及部分程序
3.1测量机器人1串口GeoCom协议指令
void Test()
{
CString m_Port=_T("COM1:");
CString m_BautRay=_T("9600");
CString m_Adjust=_T("None(无)");
……(此处有隐藏。)
Test_GRC(MSerialPort);
Test_AUT(MSerialPort);
Test_SUP(MSerialPort);
Test_TMC(MSerialPort);
/*--------------------------------shut down---------------------------------*/
//关闭设备
//TRACE(_T("\nReturn=%d\n"),MSerialPort.COM_SwitchOffTPS(COM_TPS_STARTUP_LOCAL));
//ASSERT(0==MSerialPort.COM_SwitchOffTPS (COM_TPS_STARTUP_LOCAL));
//TRACE(_T("\nReturn=%d\n"),MSerialPort.COM_SwitchOffTPS(COM_TPS_STARTUP_REMOTE));
//ASSERT(5==MSerialPort.COM_SwitchOffTPS (COM_TPS_STARTUP_REMOTE));
}
}
3.2接收或设置气象数据指令
class CTempPress : public CDialog
{
DECLARE_DYNAMIC(CTempPress)
public:
CTempPress(CWnd* pParent = NULL); // standard constructor
virtual ~CTempPress();
// Dialog Data
……(此处有隐藏。)
public:
afx_msg void OnBnClickedButtonSetstation();
public:
afx_msg void OnEnChangeEditVCi();
}
4.3.3发送或接收无线数字显示器6数据指令
class CGDBCom :
public CGeoComTMC
{
public:
……(此处有隐藏。)
public:
~CGDBCom(void);
public:
GRC_TYPE SendMSG(int ID,Cstring MMSG);
//线程函数专门用来发送检测消息
static UINT CommProc_DNUM(LPVOID pParam);
//线程函数专门用于接收无线显示终端机复位键消息
}。
本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。