CN112414386B - 一种数字化调平控制方法、控制器及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数字化调平控制方法、控制器及控制系统，其中方法包括以下步骤：获取激光垂准仪上安装的水泡传感器的电压信号并进行输出显示，以指导用户调整水泡传感器，使得电压信号为满偏电压的一半；根据电压信号生成水泡位置显示图，以指导用户调整激光垂准仪，以使得激光垂准仪在旋转0度和90度时水泡偏移秒数均为零；获取激光垂准仪在旋转位置为0度时的旋转位置信号，并采集第一电压信号；获取激光垂准仪在旋转位置为180度时的旋转位置信号，并采集第二电压信号；计算第一电压信号与第二电压信号的电压平均值；以电压平均值作为水泡传感器偏移零点的电压值，对激光垂准仪进行校正。本发明具有调试效率高、精度高的技术效果。

Description

一种数字化调平控制方法、控制器及控制系统

技术领域

本发明涉及水平调试技术领域，尤其涉及一种数字化调平控制方法、控制器、控制系统及计算机存储介质。

背景技术

在建筑工程领域，建筑物的垂直度是评价建筑施工质量的一项重要指标，垂直度的检测可以通过激光垂准仪来完成。激光垂准仪是专门测设铅垂线用的测绘仪器，根据光学准直原理，利用半导体激光器产生一套与望远镜视准轴重合的可见激光束。该系统的激光轴与望远镜视准轴严格同心、同焦、同轴，激光垂准仪射出激光束可以在目标位置放置光靶，得到光斑图像，根据光斑位置评估激光光线的垂直度。激光垂准仪的精度可达到1/45000,视准轴与竖轴同轴误差小于2”，激光光轴与视轴同轴误差小于5”。

传统的激光垂准仪要先转动脚螺旋使圆准水泡位于中心位置，然后在各个方向转动激光外罩并调整脚螺旋在保证圆准水泡位于中心位置的同时，使长准水泡也位于中间刻度位置，实现激光垂准仪的调试过程。

由于采用目测的方法调试长准水泡，每次调整存在较大的人为误差，调试时需要在各个旋转方向上旋转垂准仪，重复调整长水泡，调试过程复杂，调试效率低。由此可见，现有的激光垂准仪在测量精度和调试方式上均有改进的空间。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种数字化调平控制方法、控制器及控制系统，用以解决人工调试激光垂准仪调试精度低、效率低的问题。

本发明提供一种数字化调平控制方法，包括以下步骤：

获取激光垂准仪上安装的水泡传感器的电压信号并进行输出显示，以指导用户调整所述水泡传感器，使得所述电压信号为满偏电压的一半；

根据所述电压信号生成水泡位置显示图，所述水泡位置显示图用于指导用户调整所述激光垂准仪，以使得所述激光垂准仪在旋转0度和90度时水泡偏移秒数均为零；

获取激光垂准仪在旋转位置为0度时的旋转位置信号，并采集水泡传感器当前的第一电压信号；获取激光垂准仪在旋转位置为180度时的旋转位置信号，并采集水泡传感器当前的第二电压信号；计算所述第一电压信号与第二电压信号的电压平均值；

以所述电压平均值作为水泡传感器偏移零点的电压值，对所述激光垂准仪进行校正，完成调试过程。

进一步的，根据所述电压信号生成水泡位置显示图，具体为：

对所述电压信号进行模数转换得到数字信号；

对所述数字信号进行均值滤波处理：

其中，N_ad为均值滤波后的数字信号，N为滤波常数，v_i为均值滤波前的电压信号，V_max为满偏电压；

根据均值滤波后的数字信号计算相应的水泡偏移秒数：

其中，θ为水泡偏移秒数，Z_ad是水泡处在中间位置时的偏移零点的电压值；

根据均值滤波后的数字信号计算水泡位置显示图中水泡的偏移像素值：

其中，P是水泡位置显示图中水泡的偏移像素值；

根据所述水泡偏移秒数以及所述偏移像素值生成所述水泡位置显示图。

进一步的，根据计算所述第一电压信号与第二电压信号的电压平均值，具体为：

根据所述第一电压信号以及第二电压信号计算相应的电压值：

其中，v_ad为电压信号，N_ad为电压值，V_max为满偏电压；

计算所述电压平均值：

其中，Z_ad为平均值，N₀为第一电压信号对应的电压值，N₁₈₀为第二电压信号对应的电压值。

进一步的，获取激光垂准仪上安装的水泡传感器的电压信号并进行输出显示，具体为：

获取用户输入的电压检测触发信号后，获取激光垂准仪上安装的水泡传感器的电压信号并进行输出显示；

根据所述电压信号生成水泡位置显示图，具体为：

获取用户输入的水泡显示触发信号后，根据所述电压信号生成水泡位置显示图。

进一步的，还包括：

获取用户输入的完成信号后，进行睡眠模式。

本发明还提供一种数字化调平控制器，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现所述数字化调平控制方法。

本发明还提供一种数字化调平控制系统，包括所述数字化调平控制器，还包括水泡传感器、反射式光电开关、显示屏以及电源电路；

所述水泡传感器安装于激光垂准仪上，并与所述数字化调平控制器电连接，所述水泡传感器用于检测所述激光垂准仪的水平度得到所述电压信号，并将所述电压信号传送至所述数字化调平控制器；

所述反射式光电开关安装于所述激光垂准仪上，并与所述数字化调平控制器电连接，所述反射式光电开关用于检测所述激光垂准仪的旋转位置信号，并将所述旋转位置信号发送至所述数字化调平控制器；

所述显示屏与所述数字化调平控制器电连接，并用于对所述电压信号以及所述水泡位置显示图进行显示；

所述电源电路分别与所述水泡传感器、反射式光电开关、显示屏以及数字化调平控制器电连接，并用于供电。

进一步的，还包括蜂鸣器H1、按键S1、编程接口P3以及USART通信接口P5；

所述蜂鸣器H1、按键S1、编程接口P3以及USART通信接口P5分别与所述数字化调平控制器电连接；

所述数字化调平控制器根据所述旋转位置信号控制所述蜂鸣器H1发出蜂鸣声，实现旋转位置的提示；

所述按键S1用于接收用户输入的不同类型的触发信号，并将所述触发信号发送至所述数字化调平控制器，以触发不同的调试流程；

所述编程接口P3用于加载计算机程序至所述数字化调平控制器；

所述USART通信接口P5用于提供外设接口。

进一步的，所述反射式光电开关的数量为两个，一个所述反射式光电开关用于检测所述激光垂准仪在旋转位置为0度时的旋转位置信号，另一个所述反射式光电开关用于检测所述激光垂准仪在旋转位置为180度时的旋转位置信号。

本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现所述数字化调平控制方法。

有益效果：本发明通过水泡传感器检测激光垂准仪的水平度，对表征水平度的电压信号进行显示，用户先根据显示的电压信号调整水泡传感器至初始平衡状态。随后根据电压信号生成水泡位置显示图，从而使得用户可以根据水泡位置显示图形象的了解到激光垂准仪的偏移角度，同时，还可以准确的了解到激光垂准仪的偏移秒数，进而准确调节激光垂准仪在0度和90度方向上的水平。最后获取激光垂准仪在0度和180度的电压平均值，从而实现最后的校正，完成调试过程。本发明自动化的实现了激光垂准仪的可视化、精准化调试过程，提高了调试精度和调试速度，降低了调试难度。

附图说明

图1为本发明提供的数字化调平控制方法第一实施例的控制方法流程图；

图2为本发明提供的数字化调平控制方法第一实施例的调试过程流程图；

图3为本发明提供的数字化调平控制系统第一实施例的系统架构图；

图4为本发明提供的数字化调平控制系统第一实施例的电源电路图；

图5为本发明提供的数字化调平控制系统第一实施例的编程接口电路图；

图6为本发明提供的数字化调平控制系统第一实施例的反射式光电开关电路图；

图7为本发明提供的数字化调平控制系统第一实施例的水泡传感器电路图；

图8为本发明提供的数字化调平控制系统第一实施例的蜂鸣器电路图；

图9为本发明提供的数字化调平控制系统第一实施例的OLED显示屏电路图；

图10为本发明提供的数字化调平控制系统第一实施例的单片机电路图；

附图标记：

1、数字化调平控制器；2、水泡传感器；3、反射式光电开关；4、显示屏；5、电源电路。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本发明的实施例1提供了数字化调平控制方法，包括以下步骤：

S1、获取激光垂准仪上安装的水泡传感器的电压信号并进行输出显示，以指导用户调整所述水泡传感器，使得所述电压信号为满偏电压的一半；

S2、根据所述电压信号生成水泡位置显示图，所述水泡位置显示图用于指导用户调整所述激光垂准仪，以使得所述激光垂准仪在旋转0度和90度时水泡偏移秒数均为零；

S3、获取激光垂准仪在旋转位置为0度时的旋转位置信号，并采集水泡传感器当前的第一电压信号；获取激光垂准仪在旋转位置为180度时的旋转位置信号，并采集水泡传感器当前的第二电压信号；计算所述第一电压信号与第二电压信号的电压平均值；

S4、以所述电压平均值作为水泡传感器偏移零点的电压值，对所述激光垂准仪进行校正，完成调试过程。

本实施例通过水泡传感器检测激光垂准仪的水平度，对表征水平度的电压信号进行显示，用户先根据显示的电压信号调整水泡传感器至初始平衡状态。随后根据电压信号生成水泡位置显示图，从而使得用户可以根据水泡位置显示图形象的了解到激光垂准仪的偏移角度，同时，还可以准确的了解到激光垂准仪的偏移秒数，进而准确调节激光垂准仪在0度和90度方向上的水平。最后获取激光垂准仪在0度和180度的电压平均值，从而实现最后的校正，完成调试过程。本发明自动化的实现了激光垂准仪的可视化、精准化调试过程，提高了调试精度和调试速度，降低了调试难度。

优选的，根据所述电压信号生成水泡位置显示图，具体为：

对所述电压信号进行模数转换得到数字信号；

对所述数字信号进行均值滤波处理：

其中，N_ad为均值滤波后的数字信号，N为滤波常数，v_i为均值滤波前的电压信号，V_max为满偏电压；

根据均值滤波后的数字信号计算相应的水泡偏移秒数：

其中，θ为水泡偏移秒数，Z_ad是水泡处在中间位置时的偏移零点的电压值，Δv为水泡偏移单位秒数对应的电压信号变化值；

根据均值滤波后的数字信号计算水泡位置显示图中水泡的偏移像素值：

其中，P是水泡位置显示图中水泡的偏移像素值；

根据所述水泡偏移秒数以及所述偏移像素值生成所述水泡位置显示图。

在水泡位置显示图中显示模拟的水泡动态位置，以指示用户对激光垂准仪的旋转按钮的旋转方向以及旋转角度，便于用户直观准确的调整。水泡位置显示图中包括对水泡偏移秒数的显示以及水泡偏移像素值的显示。经测试，本实施例中水泡传感器电压信号每变化2.5mV对应水泡传感器水准泡的偏移秒数为1”的位置变化，即Δv＝2.5；本实施例中水泡出在中间位置时，即偏移零点时的电压值为512mv，因此式中Z_ad初始值为512。

优选的，根据计算所述第一电压信号与第二电压信号的电压平均值，具体为：

根据所述第一电压信号以及第二电压信号计算相应的电压值：

其中，v_ad为电压信号，N_ad为电压值，V_max为满偏电压；

计算所述电压平均值：

其中，Z_ad为平均值，N₀为第一电压信号对应的电压值，N₁₈₀为第二电压信号对应的电压值。

具体的，第一电压信号和第二电压信号均为进行模数转换和均值滤波后的电压信号。式中，N₀即当激光垂准仪在旋转位置为0度时的电压值，N₁₈₀即当激光垂准仪在旋转位置为180度时的电压值。

优选的，获取激光垂准仪上安装的水泡传感器的电压信号并进行输出显示，具体为：

获取用户输入的电压检测触发信号后，获取激光垂准仪上安装的水泡传感器的电压信号并进行输出显示；

根据所述电压信号生成水泡位置显示图，具体为：

获取用户输入的水泡显示触发信号后，根据所述电压信号生成水泡位置显示图。

通过用户输入的不同种类的触发信号触发各调试流程的进行，具体的，电压检测触发信号、水泡显示触发信号可以是按键信号、触屏信号等。

优选的，还包括：

获取用户输入的完成信号后，进行睡眠模式。

调试完成后，用户输入完成信号，即可触发睡眠模式，从而节省电量。

实施例2

本发明的实施例2提供了数字化调平控制器，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现实施例1提供的数字化调平控制方法。

本发明实施例提供的数字化调平控制器，用于实现数字化调平控制方法，因此，数字化调平控制方法所具备的技术效果，数字化调平控制器同样具备，在此不再赘述。

实施例3

如图3所示，本发明的实施例3提供了数字化调平控制系统，以下简称本系统或系统，包括实施例2提供的数字化调平控制器1，还包括水泡传感器2、反射式光电开关3、显示屏4以及电源电路5；

所述水泡传感器2安装于激光垂准仪上，并与所述数字化调平控制器1电连接，所述水泡传感器2用于检测所述激光垂准仪的水平度得到所述电压信号，并将所述电压信号传送至所述数字化调平控制器1；

所述反射式光电开关3安装于所述激光垂准仪上，并与所述数字化调平控制器1电连接，所述反射式光电开关3用于检测所述激光垂准仪的旋转位置信号，并将所述旋转位置信号发送至所述数字化调平控制器1；

所述显示屏4与所述数字化调平控制器1电连接，并用于对所述电压信号以及所述水泡位置显示图进行显示；

所述电源电路5分别与所述水泡传感器2、反射式光电开关3、显示屏4以及数字化调平控制器1电连接，并用于供电。

本系统中，电源电路5负责提供工作电源，水泡传感器2是主要的检测外设，负责输出与水泡位置成线性关系的模拟电压信号，经数字化调平控制器1(以下简称控制器)的模数转换器转换为数字信号，计算得到水泡偏移中心位置的偏移秒数，并通过显示装置显示水泡动态位置。反射式光电开关3用来探测激光垂准仪0度和180度的旋转位置信号，控制器接收到旋转位置信号，即触发水泡传感器2进行电压信号的采集。

优选的，如图3所示，还包括蜂鸣器H1、按键S1、编程接口P3以及USART通信接口P5；

所述蜂鸣器H1、按键S1、编程接口P3以及USART通信接口P5分别与所述数字化调平控制器1电连接；

所述数字化调平控制器1根据所述旋转位置信号控制所述蜂鸣器H1发出蜂鸣声，实现旋转位置的提示；

所述按键S1用于接收用户输入的不同类型的触发信号，并将所述触发信号发送至所述数字化调平控制器1，以触发不同的调试流程；

所述编程接口P3用于加载计算机程序至所述数字化调平控制器1；

所述USART通信接口P5用于提供外设接口。

本系统中蜂鸣器H1用于对旋转位置信号进行提示，例如控制器接收到0度的旋转位置信号时，控制蜂鸣器H1发出一声蜂鸣声，控制器接收到180度的旋转位置信号时，控制蜂鸣器H1发出两声蜂鸣声。

本系统中，按键S1用于接收用户输入的不同类型的触发信号，由按键S1切换界面完成垂准仪的初始化调试步骤，从而使得用户可以掌控整个调试流程的进行；系统通过按键S1触发单片机中断，根据按键S1的按压长短、按压次数等执行不同调试流程。

具体的，如图2所示，本实施例中调试流程按以下步骤依次触发执行：

S10、通过编程接口P3连接下载器进行程序下载，并在程序烧录时由烧写软件烧录水泡处在偏移零点的电压值Z_ad和水泡传感器2满偏电压V_max至单片机的EEPROM存储区，精确度为0.01V；

S20、程序加载后，取下下载器，将系统主板安装在激光垂准仪上，安装OLED显示屏P2，连接水泡传感器2，接通电源；

S30、系统上电后即进入水泡位置显示功能界面；

S40、进入水泡位置显示功能界面后，如长按按键6s则进入电压检测功能界面，水泡传感器2采集电压信号，控制器对电压进行模数转换、中值滤波、计算得到相应电压值，并在显示屏4上显示电压值；

S401、判断显示电压值是否为满偏电阻的一半；如果是则轻按按键，退回水泡位置显示功能界面；

S402、如果显示电压值不是满偏电阻的一半，则调整水泡传感器2在激光垂准仪上的安装位置，使显示电压值为满偏电压的一半；

S50、进入水泡位置显示功能界面后，如长按按键3s则进入水泡零点校正功能界面，界面显示水泡的动态位置、偏移秒数和脚螺旋旋转指示；

S501、旋转激光垂准仪的旋转按钮到0度位置，用户调整激光垂准仪的底座旋钮使该位置的偏移秒数显示为0”，然后旋转激光垂准仪的旋转按钮到90度位置，用户调整激光垂准仪的底座旋钮使该位置的偏移秒数显示为0”。重新依次旋转激光垂准仪的旋转按钮到0度、90度位置，判断相应的偏移秒数是否为0”；

S502、如果激光垂准仪的旋转按钮到0度、90度位置时，偏移秒数不为0”，则重复调整底座旋钮操作，使0度、90度位置同时显示为0”；

S503、如果激光垂准仪的旋转按钮到0度、90度位置时，偏移秒数均为0”，则旋转激光垂准仪的旋转按钮到0度位置，单片机计算并记录此时的电压值；

S504、然后旋转激光垂准仪的旋转按钮到180度位置，单片机计算并记录此时的电压值；

S505、自动更新Z_ad存入单片机EEPROM存储区。至此激光垂准仪系统的初始化步骤已经完成，校正完成后长按按键3s即可退回水泡位置显示功能界面。

S60、进入水泡位置显示功能界面后，如轻按按键则系统进入睡眠模式，带使能引脚的线性稳压芯片的输出电压均被关断，显示瓶熄灭。当再次需要查看水泡偏移的位置时，再次轻按按键，系统唤醒，进入水泡位置显示界面。

本发明改进了传统激光垂准仪的控制方法，简化了传统调试方式的重复步骤，并使激光垂准仪出射激光偏离角度精度更高。

优选的，如图4所示，所述电源电路5包括电池P1、稳压芯片U6、线性稳压芯片U7以及线性稳压芯片U8；

所述电池P1的负极接数字地，所述电池P1的正极与二极管D1的正极电连接，所述二极管D1的负极与所述稳压芯片U6的输入引脚IN电连接，所述稳压芯片U6的GND引脚接数字地，所述稳压芯片U6的输出引脚OUT通过电容C7接数字地，电容C6与电容C7并联；

所述线性稳压芯片U7的输入引脚Vin与所述稳压芯片U6的输入引脚IN电连接，所述线性稳压芯片U7的GND引脚接数字地，所述线性稳压芯片U7的使能引脚EN与所述数字化调平控制器1电连接，所述线性稳压芯片U7的输出引脚Vout通过电容C10接数字地；

所述线性稳压芯片U8的输入引脚Vin与所述稳压芯片U6的输入引脚IN电连接，所述线性稳压芯片U8的GND引脚接数字地，所述线性稳压芯片U8的使能引脚EN与所述数字化调平控制器1电连接，所述线性稳压芯片U8的输出引脚Vout通过电容C11接数字地；

所述稳压芯片U6的输出引脚OUT与所述数字化调平控制器1电连接，所述线性稳压芯片U7的输出引脚Vout与所述反射式光电开关3电连接，所述线性稳压芯片U8的输出引脚Vout分别与所述显示屏4以及所述水泡传感器2电连接。

本实施例中，稳压芯片U6的型号为AMS1117-3.3V，线性稳压芯片U7和线性稳压芯片U8的型号均为SPX5205M5-3.3V。电池P1经过一块不带使能引脚的稳压芯片U6和两块带使能引脚的低压差线性稳压芯片U7、U8分别为各模块供电。具体的，稳压芯片U6为控制器供电，一个线性稳压芯片U7为反射式光电开关3供电，另一个线性稳压芯片为U8为显示屏4、水泡传感器2供电。两块线性稳压芯片的使能引脚分别由控制器控制，从而实现对反射式光电开关3、显示屏4以及水泡传感器2的电源供给控制。

优选的，如图5所示，所述编程接口P3为SPI接口，所述编程接口P3的电源引脚与所述稳压芯片U6的输入引脚IN电连接，所述编程接口P3的接地引脚接数字地，所述编程接口P3的SPI引脚与所述数字化调平控制器1电连接，所述SPI引脚包括SPI-MOSI引脚、SPI-RES引脚、SPI-SCK引脚以及SPI-MISO引脚。

本实施例中，所述编程接口P3的SPI引脚分别为第1、5、7、9引脚，所述编程接口P3的电源引脚即所述编程接口P3的第2引脚，所述编程接口P3的接地引脚即所述编程接口P3的第2引脚。

编程接口P3采用SPI通信方式与控制器相连，同时可以给系统供电，电池P1阳极和编程接口P3的电源引脚间用二极管D1进行隔离。系统烧录程序时由编程接口P3为系统供电，程序烧写完成后由电池P1作为系统的主电源。

优选的，所述反射式光电开关3的数量为两个，一个所述反射式光电开关3用于检测所述激光垂准仪在旋转位置为0度时的旋转位置信号，另一个所述反射式光电开关3用于检测所述激光垂准仪在旋转位置为180度时的旋转位置信号。

反射式光电开关3的数量有两个，一个安装于激光垂准仪的旋转按钮旋转至0度的对应位置处，另一个安装于激光垂准仪的旋转按钮旋转至180度的对应位置处，当反射式光电开关3表面被激光垂准仪的旋转按钮上的挡板遮挡时，反射式光电开关3输出电平由低变高，控制器接收到电平信号后，即触发水泡传感器2进行电压信号的采集，同时触发蜂鸣器H1发出蜂鸣声。

反射式光电开关3由反射式光电开关3芯片和电压比较器组成，由于在激光垂准仪0度和180度的刻度位置上有挡板，激光垂准仪的旋转按钮旋转至0度和180度的对应位置处时，电压比较器的输出端会输出由低转高的电平信号，反映了激光垂准仪的旋转位置，控制器基于旋转位置信息控制水泡传感器2采集电压信号，并控制蜂鸣器发出相应次数的蜂鸣声。

具体的，如图6所示，一个所述反射式光电开关3包括光电开关芯片U1以及电压比较器U4A；

所述光电开关芯片U1的输入二极管的正极通过电阻R1与所述电源电路5电连接，所述光电开关芯片U1的输入二极管的负极接数字地，所述光电开关芯片U1的输出三极管的集电极通过电阻R2与所述电源电路5电连接，所述光电开关芯片U1的输出三极管的发射极接数字地，所述光电开关芯片U1的输出三极管的集电极与所述电压比较器U4A的同相输入端电连接，并通过电容C2接数字地，所述电压比较器U4A的反相输入端通过电阻R4接数字地，并通过电阻R3与所述电源电路5电连接，所述电压比较器U4A的电源端与所述电源电路5电连接，并通过电容C1接数字地，所述电压比较器U4A的的接地端接数字地，所述电压比较器U4A的输出端通过电容C3接数字地，并与所述数字化调平控制器1电连接；

另一个所述反射式光电开关3包括光电开关芯片U2以及电压比较器U4B；

所述光电开关芯片U2的输入二极管的正极通过电阻R5与所述电源电路5电连接，所述光电开关芯片U2的输入二极管的负极接数字地，所述光电开关芯片U2的输出三极管的集电极通过电阻R6与所述电源电路5电连接，所述光电开关芯片U2的输出三极管的发射极接数字地，所述光电开关芯片U2的输出三极管的集电极与所述电压比较器U4B的同相输入端电连接，并通过电容C4接数字地，所述电压比较器U4B的反相输入端通过电阻R8接数字地，并通过电阻R7与所述电源电路5电连接，所述电压比较器U4B的电源端与所述电源电路5电连接，并通过电容C12接数字地，所述电压比较器U4B的的接地端接数字地，所述电压比较器U4B的输出端通过电容C5接数字地，并与所述数字化调平控制器1电连接。

本实施例中，光电开关芯片U1和光电开关芯片U2的型号均为ITR8307，电压比较器U4A和电压比较器U4B的型号均为LM339。

优选的，如图7所示，所述水泡传感器P6的电源引脚(第1引脚)通过电容C12接模拟地，并通过电感L2与所述电源电路5电连接，所述水泡传感器P6的接地引脚(第3引脚)接模拟地，所述水泡传感器P6的输出引脚(第2引脚和第4引脚)与所述数字化调平控制器1电连接。

优选的，如图8所示，所述蜂鸣器H1的负极接数字地，所述蜂鸣器H1的正极与三极管Q1的集电极电连接，所述三极管Q1的发射极与所述电源电路5电连接，所述三极管Q1的基极通过可调电阻R11与所述数字化调平控制器1电连接。

控制器通过三极管Q1驱动蜂鸣器H1发出蜂鸣声，可调电阻R11用于调节蜂鸣声的大小。

优选的，如图9所示，所述显示屏4为OLED显示屏P2，所述OLED显示屏P2的OLED-/CS引脚以及OLED-/DC引脚分别与所述数字化调平控制器1电连接，所述OLED显示屏P2的SPI-SCK引脚以及SPI-MOSI引脚通过SPI接口与所述数字化调平控制器1电连接，所述OLED显示屏P2的电源引脚与所述电源电路5电连接，所述OLED显示屏P2的接地引脚接数字地。

OLED显示屏P2以SPI通讯的方式与控制器相连，OLED驱动芯片的复位端采用LC振荡电路的方式进行开机复位，节省了SPI通讯方式的复位脚。本实施例中，OLED屏像素为128*64。

优选的，如图10所示，所述USART通信接口P5的接地引脚接数字地，所述USART通信接口P5的数据引脚与所述数字化调平控制器1电连接。

优选的，如图10所示，所述数字化调平控制器1为型号为ATmega8L-8AU的单片机U3；

所述单片机U3的PD3引脚和PD4引脚分别与两个所述电压比较器U4A的输出端电连接；所述单片机U3的数字GND引脚接数字地，所述单片机U3的VCC引脚与所述稳压芯片U6的输出引脚OUT电连接，并通过电阻R13与所述线性稳压芯片U8的输出引脚Vout电连接；所述单片机U3的PD6引脚与所述线性稳压芯片U7的使能引脚EN电连接，所述单片机U3的PD7引脚与所述线性稳压芯片U8的使能引脚EN电连接；所述单片机U3的PB0引脚与所述蜂鸣器H1电连接；所述单片机U3的PB1引脚与所述OLED显示屏P2的OLED-/DS引脚电连接，所述单片机U3的PB2引脚与所述OLED显示屏P2的OLED-/CS引脚电连接，所述单片机U3的PB3引脚与所述SPI接口的SPI-MOSI引脚电连接，所述单片机U3的PB4引脚与所述SPI接口的SPI-MISO引脚电连接，所述单片机U3的PB5引脚与所述SPI接口的SPI-SCK引脚电连接，所述单片机U3的PC6引脚与所述SPI接口的SPI-/RES引脚电连接；所述单片机U3的AVCC引脚通过电感L1与所述稳压芯片卡U6的输出引脚OUT电连接，并通过电容C9接模拟地；所述单片机U3的AREF引脚通过电容C8接模拟地，所述单片机U3的模拟GND引脚接模拟地；所述单片机U3的PC2引脚和PC3引脚分别与所述水泡传感器2的输出引脚电连接；所述单片机U3的PD0引脚与所述USART通信接口P5的RXD引脚电连接，所述单片机U3的PD1引脚与所述USART通信接口P5的TXD引脚电连接；所述单片机U3的PD2引脚通过所述按键S1接数字地，并通过电阻R12与所述稳压芯片U6的输出引脚OUT电连接，所述数字地与模拟地之间电连接电阻R9。

实施例4

本发明的实施例4提供了计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现实施例1提供的数字化调平控制方法。

本发明实施例提供的计算机存储介质，用于实现数字化调平控制器方法，因此，数字化调平控制方法所具备的技术效果，计算机存储介质同样具备，在此不再赘述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数字化调平控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取激光垂准仪上安装的水泡传感器的电压信号并进行输出显示，以指导用户调整所述水泡传感器，使得所述电压信号为满偏电压的一半；

根据所述电压信号生成水泡位置显示图，所述水泡位置显示图用于指导用户调整所述激光垂准仪，以使得所述激光垂准仪在旋转0度和90度时水泡偏移秒数均为零；

获取激光垂准仪在旋转位置为0度时的旋转位置信号，并采集水泡传感器当前的第一电压信号；获取激光垂准仪在旋转位置为180度时的旋转位置信号，并采集水泡传感器当前的第二电压信号；计算所述第一电压信号与第二电压信号的电压平均值；

以所述电压平均值作为水泡传感器偏移零点的电压值，对所述激光垂准仪进行校正，完成调试过程；

根据所述电压信号生成水泡位置显示图，具体为：

对所述电压信号进行模数转换得到数字信号；

对所述数字信号进行均值滤波处理：

其中，N_ad为均值滤波后的数字信号，N为滤波常数，v_i为均值滤波前的电压信号，V_max为满偏电压；

根据均值滤波后的数字信号计算相应的水泡偏移秒数：

其中，θ为水泡偏移秒数，Z_ad是水泡处在中间位置时的偏移零点的电压值；

根据均值滤波后的数字信号计算水泡位置显示图中水泡的偏移像素值：

其中，P是水泡位置显示图中水泡的偏移像素值；

根据所述水泡偏移秒数以及所述偏移像素值生成所述水泡位置显示图。

2.根据权利要求1所述的数字化调平控制方法，其特征在于，根据计算所述第一电压信号与第二电压信号的电压平均值，具体为：

根据所述第一电压信号以及第二电压信号计算相应的电压值：

其中，v_ad为电压信号，N_ad为电压值，V_max为满偏电压；

计算所述电压平均值：

其中，Z_ad为平均值，N₀为第一电压信号对应的电压值，N₁₈₀为第二电压信号对应的电压值。

3.根据权利要求1所述的数字化调平控制方法，其特征在于，获取激光垂准仪上安装的水泡传感器的电压信号并进行输出显示，具体为：

获取用户输入的电压检测触发信号后，获取激光垂准仪上安装的水泡传感器的电压信号并进行输出显示；

根据所述电压信号生成水泡位置显示图，具体为：

获取用户输入的水泡显示触发信号后，根据所述电压信号生成水泡位置显示图。

4.根据权利要求1所述的数字化调平控制方法，其特征在于，还包括：

获取用户输入的完成信号后，进行睡眠模式。

5.一种数字化调平控制器，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-4任一项所述的数字化调平控制方法。

6.一种数字化调平控制系统，其特征在于，包括如权利要求5所述的数字化调平控制器，还包括水泡传感器、反射式光电开关、显示屏以及电源电路；

所述水泡传感器安装于激光垂准仪上，并与所述数字化调平控制器电连接，所述水泡传感器用于检测所述激光垂准仪的水平度得到所述电压信号，并将所述电压信号传送至所述数字化调平控制器；

所述反射式光电开关安装于所述激光垂准仪上，并与所述数字化调平控制器电连接，所述反射式光电开关用于检测所述激光垂准仪的旋转位置信号，并将所述旋转位置信号发送至所述数字化调平控制器；

所述显示屏与所述数字化调平控制器电连接，并用于对所述电压信号以及所述水泡位置显示图进行显示；

所述电源电路分别与所述水泡传感器、反射式光电开关、显示屏以及数字化调平控制器电连接，并用于供电。

7.根据权利要求6所述的数字化调平控制系统，其特征在于，还包括蜂鸣器H1、按键S1、编程接口P3以及USART通信接口P5；

所述蜂鸣器H1、按键S1、编程接口P3以及USART通信接口P5分别与所述数字化调平控制器电连接；

所述数字化调平控制器根据所述旋转位置信号控制所述蜂鸣器H1发出蜂鸣声，实现旋转位置的提示；

所述按键S1用于接收用户输入的不同类型的触发信号，并将所述触发信号发送至所述数字化调平控制器，以触发不同的调试流程；

所述编程接口P3用于加载计算机程序至所述数字化调平控制器；

所述USART通信接口P5用于提供外设接口。

8.根据权利要求6所述的数字化调平控制系统，其特征在于，所述反射式光电开关的数量为两个，一个所述反射式光电开关用于检测所述激光垂准仪在旋转位置为0度时的旋转位置信号，另一个所述反射式光电开关用于检测所述激光垂准仪在旋转位置为180度时的旋转位置信号。

9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如权利要求1-4任一项所述的数字化调平控制方法。

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