一種用于土木施工過程中圖紙坐標(biāo)定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程測繪領(lǐng)域，是一種智能飛行定位儀，應(yīng)用于公路，鐵路，道橋，輸電工程等領(lǐng)域土木施工過程中圖紙坐標(biāo)定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]確定施工點(diǎn)是土木工程施工前期階段的準(zhǔn)備工作，這就要求對施工點(diǎn)進(jìn)行精確的定位，通常采用的定位的方法是使用全站儀人工定位，先以一個點(diǎn)為站點(diǎn)0，架設(shè)全站儀，另一個點(diǎn)為后視點(diǎn)A架設(shè)棱鏡，采集數(shù)據(jù)，輸入O點(diǎn)的坐標(biāo)，再輸入要定位的點(diǎn)的坐標(biāo)，用儀器瞄準(zhǔn)棱鏡，觀測顯示的坐標(biāo)和要定位點(diǎn)的坐標(biāo)相差多少，如果相差過大，就移動棱鏡，再次用儀器瞄準(zhǔn)棱鏡，觀察顯示的坐標(biāo)和要定位點(diǎn)的坐標(biāo)相差多少，直到找到定位點(diǎn)完成定位。
[0003]這種人工尋找定位點(diǎn)的方法，雖然具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但是過程耗時時間長，且必須有專業(yè)的測繪人員在場，而且還伴隨較多的人為誤差，所以在多定位點(diǎn)的大型工程的施工過程中會消耗較多時間和人力。為了解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計了一套智能定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠在現(xiàn)場沒有專業(yè)測繪人員的情況下，自動完成定位工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種用于土木施工過程中圖紙坐標(biāo)定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)完成多點(diǎn)同時定位，整個定位過程自動化和智能化，節(jié)省人力和時間；在野外較危險的施工情況下，無需測繪人員到達(dá)實際定位點(diǎn)，從而保證了人員的人身安全；此系統(tǒng)的校準(zhǔn)作用可以減少人為的誤差，并且使用觸摸顯示屏，操作簡單，便于理解。
[0005]本發(fā)明的目的是以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種用于土木施工過程中圖紙坐標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征是，它包括校準(zhǔn)基站、操縱手持器和定位飛行器，所述的校準(zhǔn)基站和操縱手持器通過配對模塊配對獲取能夠與基站進(jìn)行通訊的通訊信息，以使校準(zhǔn)基站和操縱手持器通過GPRS模塊通信，定位飛行器和操縱手持器通過配對模塊配對獲取能夠與基站進(jìn)行通訊的通訊信息，以使定位飛行器和操縱手持器通過GPRS模塊通信；施工的定位圖定位坐標(biāo)信息通過USB外接設(shè)備傳入操縱手持器中，操縱手持器中存儲著要定位各點(diǎn)的真實地球坐標(biāo)，將校準(zhǔn)基站安放在定位點(diǎn)附近的已知坐標(biāo)點(diǎn)上，在操縱手持器中輸入基站坐標(biāo)點(diǎn)，校準(zhǔn)基站通過GPS模塊獲取位置實測坐標(biāo)，操縱手持器通過和校準(zhǔn)基站GPRS通訊獲取校準(zhǔn)基站所在位置實測坐標(biāo)，操縱手持器將實測坐標(biāo)和真實坐標(biāo)做差，得到當(dāng)?shù)谿PS信號誤差信息，在操縱手持器點(diǎn)擊想要定位的定位點(diǎn)，定位點(diǎn)信息通過誤差信息轉(zhuǎn)化成實測定位點(diǎn)GPS信息，通過GPRS模塊，發(fā)送給定位飛行器，飛行器通過飛行姿態(tài)的調(diào)整向目標(biāo)點(diǎn)飛行，期間不斷通過飛行器GPS獲得當(dāng)前飛行器的坐標(biāo)信息，且與目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)信息做差比對，如果小于允許誤差值則懸停，如果大于允許誤差值，在繼續(xù)調(diào)整飛行姿態(tài)向目標(biāo)點(diǎn)飛行。
[0006]所述的校準(zhǔn)基站包括數(shù)據(jù)處理模塊，使用芯片STM32型號單片機(jī)，輸出傳輸GPRS模塊，使用西門子的MC55芯片，GPS模塊，使用neo6m型號芯片，配對模塊，選用PNC532近場通信模塊，電池電量檢測模塊，使用BQ27000芯片。
[0007]所述的操縱手持器包括數(shù)據(jù)處理模塊，使用芯片STM32型號單片機(jī)，輸出傳輸GPRS模塊，使用西門子的MC55芯片，GPS模塊，使用neo6m型號芯片，配對模塊，選用PNC532近場通設(shè)計有USB外界數(shù)據(jù)交換設(shè)備和顯示觸摸屏設(shè)備。
[0008]所述的定位飛行器包括數(shù)據(jù)處理模塊，使用芯片STM32型號單片機(jī)，輸出傳輸GPRS模塊，使用西門子的MC55芯片，GPS模塊，使用neo6m型號芯片，配對模塊，選用PNC532近場通信模塊，電池電量檢測模塊，使用BQ27000芯片，加速度計和陀螺儀使用GY-85集成芯片，超聲波測距模塊使用XKC - 007Y50H芯片，測距可達(dá)10m，滿足需要，激光器采用紅外激光打點(diǎn)集成芯片，電機(jī)驅(qū)動模塊選用BTN7971大電流電機(jī)驅(qū)動芯片，控制的電機(jī)型號為17HS8401B。
【附圖說明】
[0009]圖1為定位流程圖；
圖2為校準(zhǔn)基站的電路原理圖；
圖3為操縱手持器的電路原理圖；
圖4為定位飛行器的電路原理圖；
圖5為校準(zhǔn)基站、操縱手持器、定位飛行器的GPS模塊電路示意圖；
圖6為校準(zhǔn)基站、操縱手持器、定位飛行器的GPRS模塊電路示意圖；
圖7為校準(zhǔn)基站、操縱手持器、定位飛行器的配對模塊電路示意圖；
圖8為數(shù)據(jù)處理STM32芯片的基本電路原理圖；
圖9為操縱手持器的顯示屏驅(qū)動電路原理圖；
圖10為操縱手持器的USB接口電路原理圖；
圖11為定位飛行器的電機(jī)驅(qū)動接口電路原理圖；
圖12為定位飛行器的速度計和陀螺儀接口電路原理圖；
圖13為定位飛行器的蜂鳴器電路原理圖；
圖14為定位飛行器的激光發(fā)射探頭電路原理圖；
圖15為飛行器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面利用附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0011]參考圖1，一種用于土木施工過程中圖紙坐標(biāo)定位系統(tǒng)，包括校準(zhǔn)基站、操縱手持器和定位飛行器，所述的校準(zhǔn)基站和操縱手持器通過配對模塊配對獲取能夠與基站進(jìn)行通訊的通訊信息，以使校準(zhǔn)基站和操縱手持器通過GPRS模塊通信，定位飛行器和操縱手持器通過配對模塊配對獲取能夠與基站進(jìn)行通訊的通訊信息，以使定位飛行器和操縱手持器通過GPRS模塊通信；施工的定位圖定位坐標(biāo)信息通過USB外接設(shè)備傳入操縱手持器中，操縱手持器中存儲著要定位各點(diǎn)的真實地球坐標(biāo)，將校準(zhǔn)基站安放在定位點(diǎn)附近的已知坐標(biāo)點(diǎn)上，在操縱手持器中輸入基站坐標(biāo)點(diǎn)，校準(zhǔn)基站通過GPS模塊獲取位置實測坐標(biāo)，操縱手持器通過和校準(zhǔn)基站GPRS通訊獲取校準(zhǔn)基站所在位置實測坐標(biāo)，操縱手持器將實測坐標(biāo)和真實坐標(biāo)做差，得到當(dāng)?shù)谿PS信號誤差信息，在操縱手持器點(diǎn)擊想要定位的定位點(diǎn)，定位點(diǎn)信息通過誤差信息轉(zhuǎn)化成實測定位點(diǎn)GPS信息，通過GPRS模塊，發(fā)送給定位飛行器，飛行器通過飛行姿態(tài)的調(diào)整向目標(biāo)點(diǎn)飛行，期間不斷通過飛行器GPS獲得當(dāng)前飛行器的坐標(biāo)信息，且與目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)信息做差比對，如果小于允許誤差值則懸停，如果大于允許誤差值，在繼續(xù)調(diào)整飛行姿態(tài)向目標(biāo)點(diǎn)飛行。
[0012]參考圖2、圖5-8，圖2是校準(zhǔn)基站的電子原理圖，其數(shù)據(jù)處理模塊使用STM32單片機(jī)，圖5-7是此數(shù)據(jù)處理模塊的外圍電路，參考圖8是STM32單片機(jī)的基本電路，STM32單片機(jī)的8、9號兩個引腳為兩個晶振的輸入引腳，12、13號引腳為兩個晶振的輸出引腳，晶振的作用是設(shè)定時鐘周期，8號、9號引腳分別接電容C1、C2的一端，電容的另一端都接地，在8號與9號的中間，并聯(lián)晶振Y1，大小為32.768KHZ，作為外部低頻晶振；12號、13號引腳分別接電容C3、C4的一端，電容的另一端都接地，在12號與13號的中間，并聯(lián)晶振Y2，大小為8MHz，作為高頻晶振，保護(hù)電容C1、C2、C3、C4的大小均為22pF，芯片的50、75、100、28、
11、22號六個引腳均為電源引腳，全部接入3.3V電壓，49、74、99、27、10、21號引腳均為電源負(fù)極，全部接地，此外，14號引腳為復(fù)位引腳NRST，設(shè)計復(fù)位按鈕，將按鈕SI和0.1uF的保護(hù)電容C5并聯(lián)，一端接入14號引腳，另一端通過1K的上拉電阻R1，接到3.3V電壓，復(fù)位按鈕的作用是對單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，設(shè)計一個開關(guān)，3.3V電壓通過1K上拉電阻R2后，引出兩根信號線，一根接46號的PE15引腳，另一跟通過按鈕S2接地，改基本電路，在設(shè)計的三個中可以通用，只需根據(jù)不同需要，在每個上添加其它模塊即可。
[0013]參考圖5，GPS定位模塊，選用neo6m型號芯片，共24個引腳，其中23號引腳VCC為電源引腳，接3.3V，7號、10號、12號、13號、14號、24號引腳全部接地，8號和9號引腳為天線接入端，兩者并聯(lián)后與22 Ω電阻、22nH電感串聯(lián)，接入天線，20號的RXDl引腳和21號引腳TXDl作為數(shù)據(jù)傳輸，分別與STM32的任意兩個信號端相連，此處選擇PA6和PA7，其它引腳全部空置。
[0014]參考圖6，GPRS模塊，使用西門子的MC55芯片，共16個引腳，I號_5號引腳都是BATT+，全部接入3.3V電壓，6號寫引腳TXDO接入STM32的85號引腳PD4，7號讀引腳RXDO接入STM32的86號引腳TO5，兩者讀寫信號，16號引腳IGT是信號使能端，接入三極管Ql的集電極端，基極端