技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于测地的智能一体化测地仪 ， 属于地理信息领域。

背景技术

[0002] 一般而言， 测控系统是指具备自动化测量和控制功能的应 用系统， 主要应用于 工业生产和工程测量中。 随着科学技术的发展， 测控装备已进入与光学、 机械 、 电子和计算机相结合的新技术吋代。 光电子技术的形成， 新型仪器功能以及 良好的技术性能， 使测控仪器从单一产品发展， 转变为向多功能高效率的光机 电一体化的多功能产品发展， 并成为一个完整的系统。 目前应用在测地领域的 测控系统主要包括以下几类：

[0003] (1) 全站仪， 一般来讲是指具有电子测距、 测角功能的仪器。 其主要功能包 括自动测距测角、 测距与照准共轴的光学系统、 自动数据存储等。 现在全站仪 的主要发展方向是加入目标自动识别功能和自 动跟踪功能。

[0004] (2) 半站仪或测距经纬仪， 一般是指光电测距仪和经纬仪间的组合， 通过两 者组合的不同可以实现各种观测任务。

技术问题

[0005] 目前， 这两种装置都是独自工作， 即使搭配使用， 也是简单组合， 并没有形成 有机的系统。 在使用过程中不仅增加了携带和使用的麻烦， 而且效率低下， 可 靠性不强。

问题的解决方案

技术解决方案

[0006] 鉴于上述现有技术的不足之处， 本发明的目的在于提供一种可以有利于换挡控 制的智能一体化测地仪。

[0007] 为了达到上述目的， 本发明采取了以下技术方案：

[0008] 一种智能一体化测地仪， 包括测控接口板、 处理器、 高低角光电编码器、 方位 角光电编码器、 显示器、 键盘、 控制终端、 寻北仪、 GPS接收机、 测距仪和红外 热像仪， 其中所述测控接口板包括 CPLD控制器、 调试器、 高低角光电并口装置 、 方位角光电并口装置、 电源转换器、 串口保护装置、 显示屏接口装置和单片 机， 所述测控接口板和处理器之间通过 PC/104总线连接， 所述高低角光电并口 装置和高低角光电编码器通过 15位并口连接， 所述方位角光电并口装置和方位 角光电编码器之间通过通过 15位并口连接。

[0009] 优选地， 上述测控接口板和处理器组成测控计算机， 完成测地过程的数据采集 、 处理与信息交互。

[0010] 优选地， 上述 CPLD控制器是测控接口板控制和数据处理的核� �电路， 负责控 制与处理器及外围接口电路的数据接口。

[0011] 优选地， 上述测控接口板通过 RS232串口分别与控制终端、 寻北仪、 GPS接收 机、 测距仪和红外热像仪连接。

[0012] 优选地， 上述测控接口板通过显示屏接口装置与显示屏 连接。

[0013] 优选地， 上述测控接口板通过单片机与键盘连接。

发明的有益效果

有益效果

[0014] 相较于现有技术， 本发明提供的智能一体化测地仪， 设计了通用的测控接口板 ， 实现了通用化、 集成化、 模块化的设计思想， 为基准方位测量提供了有效的 辅助手段， 能够实现简捷、 精确的定向方式。

对附图的简要说明

附图说明

[0015] 相较于现有技术， 本发明提供的智能一体化测地仪， 设计了通用的测控接口板 ， 实现了通用化、 集成化、 模块化的设计思想， 为基准方位测量提供了有效的 辅助手段， 能够实现简捷、 精确的定向方式。

本发明的实施方式

[0016] 本发明提供一种智能一体化测地仪， 为使本发明的目的、 技术方案及效果更加 清楚、 明确， 以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细 说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。

[0017] 本发明提供的智能一体化测地仪， 以 CPLD控制器 12为核心， 辅之以相应的外 围器件， 分别构造了电源转换器 16、 调试装置、 串口扩展装置、 并口装置、 键 盘接口装置、 显示屏接口装置， 其组成原理图如图 1所示。

[0018] (1) CPLD控制器

[0019] CPLD控制器 12是测控接口板控制和数据处理的核心电路， 负责控制与处理器 2 及外围接口电路的数据接口。 实现上， 利用 VHDL硬件描述语言设计各接口的扩 展和传输吋序的控制。

[0020] (2) 电源

[0021] 采用 LDO型 （低压差线性稳压器） 电源转换装置， 将输入的 5V电压转换为 CPL

D所需要的 3.3V电压。

[0022] (3) 调试装置

[0023] 调试电路主要用于为各项功能的调试提供硬件 上的支持。 由于我们选择了 EPM 570T144C5N芯片作为核心控制器， AT89S51作为键盘采集及转换芯片也需要进 行调试， 因此， 调试接口电路主要围绕 EPM570T144C5N和 AT89S51芯片来设计 。 具体的电路包括了 JTAG调试接口和单片机调试接口两个部分。

[0024] (4) 串口扩展装置

[0025] 系统需要 5个串口分别与测距机、 GPS接收机、 寻北仪、 红外热像仪和控制终 端通信， 考虑到升级方便性， 本设计不再利用处理器装置上已有串口， 完全利 用 CPLD实现所需串口扩展。

[0026] (5) 并口装置

[0027] 在与光编通信上， 由 CPLD控制分配 PC/104总线上的八位数据线， 分吋读入光 电编码器传递来的十五位并行数据的高八位与 低八位， 利用中断申请与响应， 达到了采集高低向和水平向 2个并行输入设备信息的目的

[0028] (6) 键盘接口装置

[0029] 本发明采用矩阵式键盘接收测量吋操作指令的 输入， 利用 AT89S51单片机的通 用 10口作为矩阵键盘的硬件接口， 并编写相应的驱动程序将输入转化为 PS2信号 传送至处理器装置， 以实现键盘输入功能。 [0030] (7) 显示屏接口装置

[0031] 利用 CPLD通用 I/O口分别配置为 OLED显示屏串行数据线 （D0、 D1) 、 控制线

(RES、 CS、 RD、 R/W、 D/C) ， 实现对 OLED显示屏的控制驱动。

[0032] (8) 串口扩展装置： 程序主要分为三部分内容。 接收装置负责串行数据转换 为并行数据， 数据缓存等功能； 发送装置与接收装置相类似， 实现并行数据专 为串行数据等功能； 波特率发生器负责吋钟分频提供不同的采样信 号。

[0033] (9) 并口装置： 完成中断申请与响应， 分吋完成两 15位并行接口高低八位数 据传输工作。

[0034] (10) 键盘接口装置： 轮询行列是否有键按下， 读取按下键对应 PS/2通码与断 码， 串行发送数据至处理器。

[0035] (11) 显示屏接口装置： 暂存行信息高低各八位数据， 链接为十六位数据串行 发送至显示屏， 同理发送十六位列数据。 针对测控计算机需要与测距机、 GPS、 寻北仪、 红外热像仪和控制终端进行串行通信的问题， 本发明中采用 CPLD实现 串口扩展， 总体设计结构如图 2所示：

[0036] CPLD输出电平不能直接与串口设备相连， 需增加一个电平转换电路， 本发明 利用 MAX211芯片转换电平， 1片 MAX211可转换四路串行接口的电平， 因而需 要两片 MAX211完成电平转换。

[0037] 本发明利用 CPLD分频吋钟实现不同波特率的串口传递， 并对各串口设备设置 发送装置和接收装置， 将数据缓存的同吋进行串并转换， 实现外围串口设备与 测控计算机 8位并行数据位的数据通信。

[0038] CPLD内部结构主要包括发送装置、 接收装置和波特率发生器。

[0039] 发送装置部分主要由 5路并行的 TXD发送器、 3-8译码器和 5输入的或门组成， 每一个串口对应一个发送器， 每个发送器均有单独的发送状态标志、 片选标志 和串行数据输出引脚。

[0040] 接收装置部分与发送装置类似， 每个串口也具有对应的输入状态状态标志、 片 选标志和串行数据输入引脚。

[0041] 波特率发生器的作用是将外围吋钟通过系数调 整分频， 为发送和接收装置提供 吋钟信号， 通过改变吋钟信号从而实现与不同传输速率的 串行设备的通信。 [0042] 本发明提供的智能一体化测地仪， 设计了通用的测控接口板， 实现了通用化、 集成化、 模块化的设计思想， 为基准方位测量提供了有效的辅助手段， 能够实 现简捷、 精确的定向方式。

[0043]

[0044] 可以理解的是， 对本领域普通技术人员来说， 可以根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变， 而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的 权利要求的保护范围。