船摇倾角测量仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种船摇倾角测量仪，所述测量仪包含有微控制器以及连接于微控制器上的测量电路、显示电路和通讯电路，所述微控制器的型号为ATMEGA48，所述显示电路为数码管动态显示模块，所述微控制器的PC0~PC5口分别经电阻后接入数码管动态显示模块的输入端，所述微控制器的PD3~PD5口分别驱动数码管动态显示模块三个位选端口，所述测量电路包含有三轴加速度计芯片，三轴加速度计芯片与微控制器通过SPI总线相连，所述通讯电路采用MAX232串口通讯芯片。本实用新型专利技术一种船摇倾角测量仪，能够同时对横摇与纵摇进行测量，且测量精度高，能够对测量数据进行远程操作。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Ship roll angle measuring instrument

The utility model relates to a ship swing angle measuring instrument, the measuring instrument comprises a micro controller and a measuring circuit, connected to the microcontroller on the display circuit and the communication circuit, the micro controller for the model ATMEGA48, the display circuit for digital tube dynamic display module, the microcontroller PC0~PC5 port respectively. The dynamic display of the input end of the module to access the digital tube resistor, the microcontroller PD3~PD5 port respectively drive digital tube dynamic display module three selected port, the measurement circuit includes three axis accelerometer chip, three axis accelerometer chip and micro controller is connected through the SPI bus, the communication circuit MAX232 serial communication chip. The utility model relates to a ship pitching angle measuring instrument, which can simultaneously measure roll and roll, and has high measuring accuracy, and can remotely operate measuring data.

【技术实现步骤摘要】
船摇倾角测量仪
本技术涉及一种测量仪，尤其是涉及一种对倾斜角度进行测量的仪器，用于指示船舶横摇、纵摇角度的测量装置，涉及船舶自动化测量与控制领域。
技术介绍
船摇倾角测量仪主要应用于各种类型船舶的摇摆姿态角度测量，常规的船舶摇摆姿态角度的测量采用一种机械结构的倾斜仪实现，它的构造是由重力摆锤、转动轴承、刻度盘组成，如图1所示；倾斜仪的安装校准要求在船舶处于水平状态时进行，将倾斜仪垂直安装固定于船舶舱壁上，并确保摆锤指针指向刻度盘上的零位；由于倾斜仪的刻度盘固定安装在船舶舱壁上，当船舶发生倾斜时，刻度盘随着船舶舱壁一起转动，而摆锤在重力的作用下始终垂直指向水平面，摆锤指针指向的刻度即为船舶的倾斜角度。倾斜仪只能测量一个方向的倾斜角度，如果要测量船舶横摇、纵摇两个方向的倾斜角度，就要在横摇、纵摇两个方向分别安装倾斜仪，有的倾斜仪还带有最大值记录指针，用于记录最大倾角；这种机械结构的倾斜仪测量精度较差，安装校准比较麻烦，测量数据的读取采取人工读取刻度盘的方式，在环境光线较暗的条件下取法读取数据，由于测量数据只能靠人工读取，存在较大的读数误差，且测量数据无法与计算机联网来实现远程数据传输。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种能够同时对横摇与纵摇进行测量，且测量精度高，能够对测量数据进行远程操作的船摇倾角测量仪。本技术的目的是这样实现的:一种船摇倾角测量仪，所述测量仪包含有微控制器以及连接于微控制器上的测量电路、显示电路和通讯电路。本技术船摇倾角测量仪，所述微控制器的型号为ATMEGA48，所述显示电路为数码管动态显示模块，所述微控制器的POTPC5 口分别经电阻后接入数码管动态显示模块的输入端，所述微控制器的PD3?PD5 口分别驱动数码管动态显示模块三个位选端口。本技术船摇倾角测量仪，所述测量电路包含有三轴加速度计芯片，所述三轴加速度计芯片的型号为ADXL345，三轴加速度计芯片与微控制器通过SPI总线相连。本技术船摇倾角测量仪，所述通讯电路采用MAX232串口通讯芯片，所述MAX232串口通讯芯片的9脚和10脚分别接入微控制器的30和31脚，所述MAX232串口通讯芯片的7脚和8脚分别接入串口接头。本技术船摇倾角测量仪，所述测量仪还包含有按键电路，所述按键电路包含有两个按钮，两个按钮的一端分别接入微控制器的12和13脚，另一端接地，且两个按钮上均并联有电容。本技术船摇倾角测量仪，所述测量仪还包含有电源电路，所述电源电路采用稳压芯片构成。与现有技术相比，本技术的有益效果是:本技术是一种基于三轴加速度计的数字显示船摇倾角测量仪，它能够准确测量、直观显示船摇倾角，具备远程数据传输功能，解决了机械结构倾斜仪测量船摇存在的精度差、读数不方便、数据无法远程传输的问题。【附图说明】图1为常规的倾斜仪结构图。图2为本技术船摇倾角测量仪才采用的三轴加速度计测量倾角示意图。图3为本技术船摇倾角测量仪的微控制器及动态显示电路图。图4为本技术船摇倾角测量仪的三轴加速度计电路图。图5为本技术船摇倾角测量仪的串口通信电路图。图6为本技术船摇倾角测量仪的按键电路图。图7为本技术船摇倾角测量仪的电源电路图。图8为本技术船摇倾角测量仪的主程序流程图。图9为本技术船摇倾角测量仪的外部输入中断流程图。图10为本技术船摇倾角测量仪的定时器比较匹配中断流程图。图11为本技术 船摇倾角测量仪的引脚电平中断流程图。【具体实施方式】参见图311，本技术涉及的一种船摇倾角测量仪，所述测量仪包含有微控制器以及连接于微控制器上的测量电路、显示电路和通讯电路；参见图3，所述微控制器的型号为ATMEGA48，所述显示电路为数码管动态显示模块，所述微控制器的POTPC5 口分别经电阻后接入数码管动态显示模块的输入端，所述微控制器的PD3~PD5 口分别驱动数码管动态显示模块三个位选端口(具体的讲，PD3~PD5分别通过对三极管Qf Q3的控制实现对数码管动态显示模块的位选操作，本领域技术人员在本技术构思的启示下，通过其他方式进行的位选操作均在本专利的保护范围之内)；参见图4，所述测量电路包含有三轴加速度计芯片，该三轴加速度计芯片的型号为ADXL345,三轴加速度计芯片与微控制器通过SPI总线相连，具体的讲，三轴加速度计芯片的12、13和14脚分别与微控制器的16、17和15脚相连，同时三轴加速度计芯片的片选信号脚7脚与微控制器的14脚相连；三周加速度计的工作原理为；三轴加速度计是一种测量X、Y、Z三个轴上的重力加速度的传感器，采用三轴加速度计测量倾角的示意图如图2所示，加速度计的Z轴平行于水平面，设XY平面与水平面的倾角为0，则 A IgxsinC B) ^ //n -_ - = 4 ig挪(约5= tan-1 卢) V其中，0为X轴倾角，单位为弧度，Ax为X轴的加速度值，Ay为Y轴的加速度值；采用同样的方法可以计算得到Z轴的倾角，采用三轴加速度计可以通过一次测量同时得到X轴、Z轴两个方向的倾角，应用于本专利船摇倾角测量上就可以同时测量横摇、纵摇角度值；参见图5，所述通讯电路采用MAX232串口通讯芯片，所述MAX232串口通讯芯片的9脚和10脚分别接入微控制器的30和31脚，所述MAX232串口通讯芯片的7脚和8脚分别接入串口接头；采用串口通讯是，其参数设置如下:波特率为9600bps，数据格式为8位数据位、I位停止位、无校验位；串行通信分两种数据:一种是测量数据，由船摇倾角测量仪自动发送，每秒约6帧，数据帧格式为:{AAA, BBB}其中分别为帧头、帧尾标志符，A为横摇数据，B为纵摇数据，带符号，无小数点，采用字符串方式传输，数据为角度值的10倍；另一种是通信数据，用于校准船摇倾角测量仪的安装偏差，采用查询、应答方式，命令帧格式为:PC端发；船摇倾角测量仪返回读校准设置:{R}; {RAABBCCDDV}写校准数据:{WBBDDV}； {T}船摇倾角测量仪从串口收到PC端命令时返回相应信息，如果数据传输出错则不返回。其中分别为帧头、帧尾标志符，R为读命令，W为写命令，T为确认命令，，V为校验和A为横摇数据，B为横摇补偿，C为纵摇数据，D为纵摇补偿；参见图6，所述测量仪还包含有按键电路，所述按键电路包含有两个按钮，两个按钮的一端分别接入微控制器的12和13脚，另一端接地，且两个按钮上均并联有电容；参见图7，所述测量仪还包含有电源电路，所述电源电路采用稳压芯片构成；参见图8?11，本技术船摇倾角测量仪的微控制器嵌入式软件采用C语言设计，由主程序和三个中断函数组成:(I)主程序主程序是一个无限循环，流程图如图8所示，程序中设置了软件看门狗防止单片机工作异常。主程序首先进行各种初始化，主要是配置单片机的输入输出端口，进行外部输入、引脚电平中断的初始化设置，设置定时器定时间隔、中断模式，完成加速度计、串口的初始化，然后开启全局中断使能，此时中断开始工作。主程序还要检测加速度计是否工作正常，并启动软件看门狗，完成以上初始化工作后，主程序进入无限循环，无限循环重复完成软件看门狗复位、数据更新标志检测、键按下标志检测、显示数据更新。在无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船摇倾角测量仪，其特征在于：所述测量仪包含有微控制器以及连接于微控制器上的测量电路、显示电路和通讯电路。

【技术特征摘要】
1.一种船摇倾角测量仪，其特征在于:所述测量仪包含有微控制器以及连接于微控制器上的测量电路、显示电路和通讯电路。2.如权利要求1所述一种船摇倾角测量仪，其特征在于:所述微控制器的型号为ATMEGA48，所述显示电路为数码管动态显示模块，所述微控制器的PC(TPC5 口分别经电阻后接入数码管动态显示模块的输入端，所述微控制器的PD3?PD5 口分别驱动数码管动态显示模块三个位选端口。3.如权利要求2所述一种船摇倾角测量仪，其特征在于:所述测量电路包含有三轴加速度计芯片，所述三轴加速度计芯片的型号为ADXL345，三轴加速度计芯片与微控制器通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国雄，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三六九八部队，
类型：实用新型
国别省市：