專利名稱：具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域；特別是具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯儀領(lǐng)域。
技術(shù)背景電子經(jīng)緯儀是用來(lái)測(cè)量水平角度和垂直角度的儀器，但是目前的電子經(jīng)緯儀產(chǎn)品 沒(méi)有免棱鏡測(cè)距功能。測(cè)量人員在測(cè)量角度時(shí)如果同時(shí)需要測(cè)量距離，原先的解決辦 法是另外采用免棱鏡測(cè)距儀進(jìn)行測(cè)距。在某些特定環(huán)境下，現(xiàn)有的單臺(tái)儀器無(wú)法解決 同時(shí)測(cè)量角度和測(cè)量距離的問(wèn)題。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯 儀。所采取的技術(shù)方案是具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯儀，其特征在于主要由 三大部分組成免棱鏡測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀和轉(zhuǎn)換裝置；轉(zhuǎn)換裝置與免棱鏡測(cè)距儀有 兩個(gè)接口互連，即免棱鏡測(cè)距儀的按鍵接口和顯示接口分別與轉(zhuǎn)換裝置的按鍵控制接 口和顯示控制接口連接；對(duì)于免棱鏡測(cè)距儀來(lái)講，按鍵接口屬于輸入端口，免棱鏡測(cè) 距儀把按鍵的信息轉(zhuǎn)換為功能代碼，顯示接口屬于輸出端口，免棱鏡測(cè)距儀由此接口 輸出測(cè)量數(shù)據(jù)和功能信息；轉(zhuǎn)換裝置與電子經(jīng)緯儀有一個(gè)接口互聯(lián)，即通訊及電源接 口 ；轉(zhuǎn)換裝置負(fù)責(zé)將接收到的免棱鏡測(cè)距儀的測(cè)量數(shù)據(jù)及信息轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)并通過(guò) 串行接口發(fā)送給電子經(jīng)緯儀，電子經(jīng)緯儀顯示測(cè)量結(jié)果，電子經(jīng)緯儀對(duì)免棱鏡測(cè)距儀 的功能設(shè)置數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送給轉(zhuǎn)換裝置，由轉(zhuǎn)換裝置把控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合免棱鏡 測(cè)距儀要求的按鍵代碼并通過(guò)按鍵控制接口發(fā)送給免棱鏡測(cè)距儀。轉(zhuǎn)換裝置和免棱鏡 測(cè)距儀統(tǒng)一供電，由通訊及電源接口的電源接線弓I入并連接到各裝置的電源輸入管腳。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是采用一臺(tái)儀器，既能測(cè)量角度，又 能進(jìn)行免棱鏡測(cè)量距離。


圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)框圖；圖2是本實(shí)用新型機(jī)械連接局部示意圖俯視圖；其中l(wèi)連接板，2免棱鏡測(cè)距裝 置，3、 4連接螺釘，5連接支架1， 6望遠(yuǎn)鏡主體，7~9連接螺釘，10連接支架2， 11 14、 連接螺釘。圖3是本實(shí)用新型機(jī)械連接局部示意圖主視圖；其中其中1連接板，2免棱鏡 測(cè)距裝置，3、 4連接螺釘，5連接支架1， 6望遠(yuǎn)鏡主體，7~9連接螺釘，IO連接支架2， ll連接螺釘。圖4是本實(shí)用新型電路系統(tǒng)框圖； 圖5是按鍵接口定義圖；圖6是顯示接口定義圖； 圖7是通訊及電源接口定義圖8是轉(zhuǎn)換裝置原理圖。圖9是轉(zhuǎn)換裝置的單片機(jī)芯片用于與CPLD芯片連接的接口定義圖。 圖10是轉(zhuǎn)換裝置的CPLD芯片用于與單片機(jī)芯片連接部分的連線定義圖。 圖11是轉(zhuǎn)換裝置的按鍵控制接口定義圖。 圖12是轉(zhuǎn)換裝置的顯示控制接口定義圖。圖13是轉(zhuǎn)換裝置的CPLD芯片用于與按鍵控制接口連接的接口定義圖。 圖14是轉(zhuǎn)換裝置的CPLD芯片用于與顯示控制接口連接的接口定義圖。 圖15是單片機(jī)的異步串行通訊端口定義圖。 圖16是轉(zhuǎn)換裝置的電源轉(zhuǎn)換模塊的電源輸入端定義圖。圖17是轉(zhuǎn)換裝置與電子經(jīng)緯儀的連接端口，包括異步串行通訊端口和電源端口。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)附圖1，是本實(shí)用新型全系統(tǒng)的框圖。具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯儀，其 特征在于主要由三大部分組成免棱鏡測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀和轉(zhuǎn)換裝置；轉(zhuǎn)換裝置 與免棱鏡測(cè)距儀有兩個(gè)接口互連，即免棱鏡測(cè)距儀的按鍵接口和顯示接口分別與轉(zhuǎn)換 裝置的按鍵控制接口和顯示控制接口連接；對(duì)于免棱鏡測(cè)距儀來(lái)講，按鍵接口屬于輸 入端口，免棱鏡測(cè)距儀把按鍵的信息轉(zhuǎn)換為功能代碼，顯示接口屬于輸出端口，免棱 鏡測(cè)距儀由此接口輸出測(cè)量數(shù)據(jù)和功能信息；轉(zhuǎn)換裝置與電子經(jīng)緯儀有一個(gè)接口互聯(lián)， 即通訊及電源接口；轉(zhuǎn)換裝置負(fù)責(zé)將接收到的免棱鏡測(cè)距儀的測(cè)量數(shù)據(jù)及信息轉(zhuǎn)換成 串行數(shù)據(jù)并通過(guò)串行接口發(fā)送給電子經(jīng)緯儀，電子經(jīng)緯儀顯示測(cè)量結(jié)果，電子經(jīng)緯儀 對(duì)免棱鏡測(cè)距儀的功能設(shè)置數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送給轉(zhuǎn)換裝置，由轉(zhuǎn)換裝置把控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換為符合免棱鏡測(cè)距儀要求的按鍵代碼并通過(guò)按鍵控制接口發(fā)送給免棱鏡測(cè)距儀。轉(zhuǎn) 換裝置和免棱鏡測(cè)距儀統(tǒng)一供電，由通訊及電源接口的電源接線引入并連接到各裝置 的電源輸入管腳。系統(tǒng)框圖中的箭頭方向代表數(shù)據(jù)流/電流的方向。 免棱鏡測(cè)距儀和轉(zhuǎn)換裝置統(tǒng)一通過(guò)電子經(jīng)緯儀供電。 所述的免棱鏡測(cè)距儀的人機(jī)接口部分就包括顯示接口和按鍵接口 。 所述的電子經(jīng)緯儀采用單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理器件，并且具有異步串行通訊接口能夠與轉(zhuǎn)換裝置通訊。參見(jiàn)附圖2、 3，本實(shí)用新型機(jī)械連接局部示意圖電子經(jīng)緯儀、免棱鏡測(cè)距裝置 和轉(zhuǎn)換裝置這三部分通過(guò)新設(shè)計(jì)的機(jī)械機(jī)構(gòu)組合在一起，在外觀上是一臺(tái)全新的儀器， 不是分別獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。所述的免棱鏡測(cè)距儀通過(guò)連接支架連接到連接板上，再與電子 經(jīng)緯儀上的望遠(yuǎn)鏡主體固定連接。詳細(xì)的聯(lián)結(jié)方式是連接板1通過(guò)連接螺釘7、 11、 13、 15與望遠(yuǎn)鏡主體連接，連接支架10通過(guò)連接螺釘8、 14連接到連接板1上，這樣 完成連接支架10通過(guò)連接板1連接到望遠(yuǎn)鏡主體上。連接支架5通過(guò)連接螺釘3、 12 連接到望遠(yuǎn)鏡主體上。免棱鏡測(cè)距儀2通過(guò)連接螺釘4 (左右各1，共2個(gè)連接螺釘)， 連接螺釘9 (左右各1，共2個(gè)連接螺釘)分別固定在連接支架5和連接支架10上。 從而達(dá)到了免棱鏡測(cè)距儀與電子經(jīng)緯儀連接的目的。參見(jiàn)附圖4，本實(shí)用新型系統(tǒng)接線示意圖；轉(zhuǎn)換裝置與免棱鏡測(cè)距模塊有兩個(gè)接口 互聯(lián)，即轉(zhuǎn)換裝置的按鍵控制接口(J1)和免棱鏡測(cè)距儀的按鍵接口(J1)連接，轉(zhuǎn)換裝置 的顯示控制接口(J2)與免棱鏡測(cè)距儀的顯示接口(J2)連接。轉(zhuǎn)換裝置與電子經(jīng)緯儀有一 個(gè)接口互聯(lián)，即轉(zhuǎn)換裝置的通訊及電源接口(J3)與電子經(jīng)緯儀的通訊及電源接口(J3)連 接。連接要求是互聯(lián)的的兩個(gè)接口的接線定義要完全相同，和接線示意圖一樣。
參見(jiàn)附圖5，按鍵接口定義圖；按鍵接口是一個(gè)8管腳的連接線。負(fù)責(zé)連接測(cè)距儀 的按鍵接口和轉(zhuǎn)換裝置的按鍵控制接口。其中4個(gè)管腳H1 H4:按鍵水平序列定義。 另外4個(gè)管腳V1 V4:按鍵垂直序列定義。垂直序列和水平序列進(jìn)行組合產(chǎn)生按鍵代碼。測(cè)距儀根據(jù)按鍵代碼進(jìn)行動(dòng)作。垂直系列和水平系列交叉組合，最多可以產(chǎn)生16個(gè)按鍵代碼，系統(tǒng)對(duì)鍵碼進(jìn)行功能定義，當(dāng)按下按鍵后，跟據(jù)鍵碼的功能定義運(yùn)行相應(yīng)的功能模塊。例如V1H1組合鍵碼為O，在系統(tǒng)里對(duì)鍵碼O定義為開(kāi)始測(cè)距，那么當(dāng)按下V1H1組合的按鍵后，免棱 鏡測(cè)距儀判斷鍵碼為0，開(kāi)始運(yùn)行測(cè)距模塊。參見(jiàn)附圖6，顯示接口定義圖；顯示接口是一個(gè)8PIN的連接線，負(fù)責(zé)連接測(cè)距儀的顯示接口和轉(zhuǎn)換裝置的顯示控制接口。其中VCC:電源；GND:地；Dl、 D2、 D3、M、 D5:數(shù)據(jù)線。測(cè)距模塊的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線發(fā)送給轉(zhuǎn)換裝置，由轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并通過(guò)串行端口發(fā)送給電子經(jīng)緯儀，由電子經(jīng)緯儀顯示測(cè)量結(jié)果和功能信息。參見(jiàn)附圖7，通訊及電源接口定義圖在這套系統(tǒng)中，以電子經(jīng)緯儀為主動(dòng)方，轉(zhuǎn)換裝置為從屬方，此處的通訊接口定義的數(shù)據(jù)流方向是針對(duì)電子經(jīng)緯儀的。通訊方式 采用單片機(jī)集成的異步串行通訊方式。RxD:數(shù)據(jù)接收 TxD:數(shù)據(jù)發(fā)送 V+:電源GND:地參見(jiàn)附圖8,轉(zhuǎn)換裝置原理圖轉(zhuǎn)換裝置主要由四部分組成單片機(jī)模塊、CPLD 模塊、接口模塊、LDO模塊。各功能模塊的劃分在原理圖中以虛線方式劃分。 轉(zhuǎn)換裝置各模塊功能描述如下單片機(jī)模塊串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換、控制CPLD的工作。接收電子經(jīng)緯儀發(fā)送的 控制數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為按鍵代碼，控制CPLD發(fā)送給測(cè)距儀。把免棱鏡測(cè)距模塊的顯示數(shù)據(jù)翻譯為串行數(shù)據(jù)并通過(guò)串行通訊端口發(fā)送給電子經(jīng)緯儀。CPLD模塊數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、與測(cè)距儀接口。按照單片機(jī)的指令接收測(cè)距儀發(fā)送的顯示數(shù)據(jù)并進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)處理，然后發(fā)送給單片機(jī)。另一個(gè)功能是把單 片機(jī)翻譯的按鍵代碼發(fā)送給免棱鏡測(cè)距模塊。接口模塊為免棱鏡測(cè)距模塊和電子經(jīng)緯儀之間的連接提供數(shù)據(jù)和電源的物理連接通道。LD0模塊電子經(jīng)緯儀的電源供電方式是電池供電。這部分電路負(fù)責(zé)為轉(zhuǎn)換裝置和免棱鏡測(cè)距模塊提供穩(wěn)壓電源。 轉(zhuǎn)換裝置的各部分連接關(guān)系描述-參見(jiàn)附圖9、附圖10:單片機(jī)芯片的P0端口和P2端口的第l至第4管腳(圖9) 連接到CPLD芯片(圖10)。實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和CPLD之間的數(shù)據(jù)傳輸。參見(jiàn)附圖ll、附圖12、附圖13、附圖14:按鍵控制接口 (圖11)和顯示控制接 口 (圖13)連接到CPLD芯片(圖12、圖14), CPLD提供免棱鏡測(cè)距儀和轉(zhuǎn)換裝置的單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換通道。參見(jiàn)附圖15、附圖16、附圖17:通訊與電源接口負(fù)責(zé)與電子經(jīng)緯儀連接，通訊線 (RxD和TxD)(圖17)連接到單片機(jī)的通訊端口 (圖15)。電源線則連接到LDO(電 源轉(zhuǎn)換)電路的輸入端(圖16)。所采用的電子經(jīng)緯儀部分在結(jié)構(gòu)上具有安裝轉(zhuǎn)換裝置和免棱鏡測(cè)距的機(jī)械空間；其 數(shù)據(jù)處理部分采用單片機(jī)并且具有串行通訊接口能夠與轉(zhuǎn)換裝置通訊；軟件能夠升級(jí)， 添加通訊功能和測(cè)距數(shù)據(jù)處理功能。
權(quán)利要求1、具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯儀，其特征在于由三大部分組成免棱鏡測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀和轉(zhuǎn)換裝置；轉(zhuǎn)換裝置與免棱鏡測(cè)距儀有兩個(gè)接口互連，即免棱鏡測(cè)距儀的按鍵接口和顯示接口分別與轉(zhuǎn)換裝置的按鍵控制接口和顯示控制接口連接；轉(zhuǎn)換裝置與電子經(jīng)緯儀有一個(gè)接口互聯(lián)，即通訊及電源接口；轉(zhuǎn)換裝置負(fù)責(zé)將接收到的免棱鏡測(cè)距儀的測(cè)量數(shù)據(jù)及信息轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)并通過(guò)串行接口發(fā)送給電子經(jīng)緯儀，電子經(jīng)緯儀顯示測(cè)量結(jié)果，電子經(jīng)緯儀對(duì)免棱鏡測(cè)距儀的功能設(shè)置數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送給轉(zhuǎn)換裝置，由轉(zhuǎn)換裝置把控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合免棱鏡測(cè)距儀要求的按鍵代碼并通過(guò)按鍵控制接口發(fā)送給免棱鏡測(cè)距儀。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯儀，其特 征在于所述的轉(zhuǎn)換裝置由四部分組成單片機(jī)模塊、CPLD模塊、接口模 塊、LD0模塊，其中單片機(jī)芯片與CPLD芯片相連，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和CPLD 之間的數(shù)據(jù)傳輸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯儀，其特 征在于所述的免棱鏡測(cè)距儀通過(guò)連接支架連接到連接板上，再與電子經(jīng) 緯儀上的望遠(yuǎn)鏡主體固定連接。
4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯儀，其特征 在于所述的按鍵控制接口是一對(duì)8管腳的連接線。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯儀，其特征在于所述的顯示控制接口是一個(gè)8PIN的連接線，負(fù)責(zé)連接免棱鏡測(cè)距儀的顯示接口和轉(zhuǎn)換裝置的顯示控制接口。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯儀，其特征在于所述的轉(zhuǎn)換裝置和免棱鏡測(cè)距儀由同一電池供電，由通訊及電源 接口的電源接線引入到電源轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出連接到各模塊 的電源管腳。
專利摘要具有免棱鏡測(cè)距功能的電子經(jīng)緯儀，其特征在于主要由三大部分組成免棱鏡測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀和轉(zhuǎn)換裝置；轉(zhuǎn)換裝置與免棱鏡測(cè)距儀有兩個(gè)接口互連，轉(zhuǎn)換裝置與電子經(jīng)緯儀有一個(gè)接口互聯(lián)，即通訊及電源接口；轉(zhuǎn)換裝置負(fù)責(zé)將接收到的免棱鏡測(cè)距儀的測(cè)量數(shù)據(jù)及信息轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)并通過(guò)串行接口發(fā)送給電子經(jīng)緯儀，電子經(jīng)緯儀顯示測(cè)量結(jié)果，電子經(jīng)緯儀對(duì)免棱鏡測(cè)距儀的功能設(shè)置數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送給轉(zhuǎn)換裝置，由轉(zhuǎn)換裝置把控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符合免棱鏡測(cè)距儀要求的按鍵代碼并通過(guò)按鍵控制接口發(fā)送給免棱鏡測(cè)距儀。
文檔編號(hào)G01C1/02GK201034582SQ20072009503
公開(kāi)日2008年3月12日 申請(qǐng)日期2007年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月23日
發(fā)明者吳金章, 溫運(yùn)星, 計(jì)國(guó)安 申請(qǐng)人:天津歐波精密儀器股份有限公司