[发明专利]一种基于5G移动通讯的远程倾角测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，包括角度测量模块(2)、5G通讯模块(3)和电源模块(1)；其特征在于：所述角度测量模块(2)用于测量平面倾斜角度和旋转轴；所述5G通讯模块(3)用于将角度测量模块(2)的测量结果通过5G移动通讯网络发送到云服务器并接受控制指令；所述角度测量模块(2)和5G通讯模块(3)通过USB线缆连接；所述电源模块(1)用于给角度测量模块(2)和5G通信模块(3)供电。

2.根据权利要求1所述的基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，其特征在于：所述角度测量模块(2)包括6轴惯性传感器(2-1)、以及微处理器(2-2)；所述6轴惯性传感器包括3轴加速度计和三轴陀螺仪；所述惯性传感器(2-1)用于获取X、Y、Z三轴的加速度和角速度；所述微处理器(2-2)用于实时处理惯性传感器数据得到被侧面的倾斜角度和旋转轴，同时通过USB线缆向5G通讯模块(3)发送测量数据帧、接受控制指令帧。

3.根据权利要求2所述的基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，其特征在于：所述角度测量模块(2)中惯性传感器(2-1)与微处理器(2-2)之间采用SPI协议通信，微处理器(2-2)与5G通讯模块(3)之间采用USB2.0协议通信。

4.根据权利要求2所述的基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，其特征在于：所述角度测量模块(2)中微处理器(2-2)使用FIR滤波器对从惯性传感器(2-1)获得的原始数据进行预处理，使用零速检测算法和变参数PI互补滤波算法融合角速度和加速度数据得到被测平面的倾斜角度和旋转轴。

5.根据权利要求2所述的基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，其特征在于：所述角度测量模块(2)的测量数据帧包括：

起始字段，用于标定数据帧开始；ID字段，用于表示角度测量模块的ID；

数据字段，用于承载角度测量结果、电量等信息；

结束字段，用于标定数据帧结束。

6.根据权利要求2所述的基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，其特征在于：所述角度测量模块(2)的控制指令帧包括：

起始字段，用于标定控制指令帧开始；

指令字段，用于承载控制指令，包括但不限于停止/开始发送数据帧、进入/退出待机状态；

结束字段，用于标定控制指令帧结束。

7.根据权利要求2所述的基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，其特征在于：所述角度测量模块(2)中微处理器(2-2)包括但不限于STM32、DSP。

8.根据权利要求1所述的基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，其特征在于：所述5G通讯模块(3)支持TCP、UDP多种网络协议，兼容4G移动通讯网络，具有数据透传功能。

9.根据权利要求8所述的基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，其特征在于：所述5G通讯模块(3)包括5G无线数据终端(3-2)、5G SIM卡和微型电脑(3-1)，5G SIM卡于5G无线数据终端(3-2)内部，5G无线数据终端(3-2)和微型电脑(3-1)通过USB3.0协议连接。

10.根据权利要求8所述的基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，其特征在于：所述5G通讯模块(3)中的微型电脑(3-1)包括但不限于RK3328、树莓派，5G无线数据终端(3-2)包括但不限于华为MH5000模组。

11.根据权利要求1所述的基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，其特征在于：所述电源模块包括锂电池、稳压电路和充电电路，可以根据是否接入外部电源自行选择工作模式。

12.一种基于5G移动通讯的远程倾角测量系统，采用根据权利要求1所述的基于5G移动通讯的远程倾角测量系统进行操作，其操作在于操作步骤如下：

1)设置ID号和网络通讯协议；

2)安装于被测平面上

3)角度测量模块初始化：包括初始化外设、初始化IMU、初始化滤波器参数、静置去陀螺仪零漂；

4)角度测量模块获取旋转角度，组成测量数据帧；

5)5G通讯模块将测量数据帧发送至云服务器；

6)通过上位机获取角度测量结果。