激光測距傳感器在無線物聯網中的應用 

激光測距傳感器的工作原理是，先由激光二極管對準目標發射激光脈沖，經目標反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學系統接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內部具有放大功能的光學傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，記錄并處理從光脈沖發出到返回被接收所經歷的時間，即實現測定目標距離。

世界上首臺激光器，是由美國休斯飛機公司的科學家梅曼于1960年，首先研制成功的紅寶石激光器。美國軍方很快就在此基礎上開展了對激光裝置的研究。1961年，首一臺激光測距儀通過了美國軍方論證試驗，對此后激光測距儀很快就進入了實用階段。由于激光測距儀價格不斷下調，工業上也逐漸開始使用激光測距儀。國內外出現了一批新型的具有測距快、體積小、性能可靠等優點的微型測距儀，

目前使用激光測距的方法一般為相位激光測距和脈沖激光測距。常用的是相位激光測距，相位激光測距是采用無線電波段頻率的激光，進行幅度調制并將正弦調制光往返測距儀與目標物間距離所產生的相位差測定，根據調制光的波長和頻率，換算出激光飛行時間，再依次計算出待測距離。該方法一般需要在待測物處放置反射鏡，將激光原路反射回激光測距儀，由接收模塊的鑒波器進行接收處理。相比如脈沖測距相位測距測量距離較短，測量精度高。

北京德天馳鼎科技有限公司開發的無線物聯網控制器支持4~20mA標準信號接口，將輸出4~20mA信號的激光測距傳感器連接到無線物聯網控制器后，無線物聯網控制器經過對信號的采集、濾波、放大處理后，轉換成數字信號，通過無線方式發送到遠程云服務器。當然任何輸出4~20mA或其它模擬信號的設備都可以與無線物聯網控制器連接，實現信號和數據的無線傳輸。無線物聯網控制器的通訊方式支持WIFI、4G、NB、GPRS、藍牙等多種網絡，數據傳輸穩定，測量準確，抗干擾能力強，可以適應諸多環境。

無線物聯網控制器的另一個重要特點是超低的待機功耗，最低可達2uA，內置5000mAH電池供電時，續航時間可將近一年。而且支持移動端查看數據，自定義服務器等功能，可以滿足大部分項目需求。

圖1：松下HG-C系列激光測距傳感器

我們項目中選擇的是松下HG-C1200激光測距傳感器，其內置高精度CMOS影像傳感器，測量范圍200±80mm，重復精度可達200um，性能非常穩定。

圖2：技術員在組裝無線物聯網控制器和傳感器

圖3：傳感器與無線物聯網控制器組裝完成

設備組裝完成，配置服務器IP地址和端口號的參數后，設備會自動連接網絡并周期上傳數據到遠程云服務器。傳輸完成后，設備自動進入低功耗待機狀態。

圖4：使用上位機軟件讀取無線物聯網控制器數據

圖5：無線物聯網控制器還可以使用藍牙方式傳輸數據

圖6：數據上傳云端手機隨時可以輕松查看傳感器數據

無線物聯網控制器通過國家標準高低溫試驗，可穩定在-40~+85度內運行，安全可靠。

圖7：高低溫檢測報告

產品細節

應用領域

相位式激光測距傳感器應用廣泛，其測量距離從幾米到幾百米不等，精度一般在毫米級，與工業中大多數場景需求相符合。相位式激光傳感器用途包括尺寸測量、位置測量、形變監測等，不同的場景作用不同。

工業場景：例如在金屬切割中通過將激光測距設備安裝在切割設備上，對切割長度進行監測，準確進行切割。此外還包括鋼鐵的鍛造和灌裝等。

橋梁建筑：通過激光測距傳感器對橋梁的上下橋面進行監測，監測桁架傾斜和變形；對古跡建筑的監測，比如布達拉宮其建筑結構內有多數裂縫，利用測距傳感器實時監測，統計數據有效的控制和維護古建筑。

鐵路交通：鐵路的軌道監測包括鐵路基礎設施的監測，鐵路隧道形變監測，山區鐵路巖層的泥石流監測等

【北京德天馳鼎科技有限公司：無線物聯網解決方案+技術轉讓+項目定制開發】