[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

说明书

本发明提供一种基于5G移动通讯的远程倾角测量系统及方法，本发明系统包括：角度测量模块、5G通讯模块和电源模块。角度测量模块用于测量平面倾斜角度和旋转轴；5G通讯模块用于将角度测量模块的测量结果通过5G移动通讯网络发送到云服务器并接受控制指令；电源模块用于给角度测量模块和5G通信模块供电。本发明可测量平面旋转轴和旋转角度，降低了安装难度，同时利用5G移动通讯网络，能够远程实时监控角度测量结果，极大地减少了延时，增强了抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及5G移动通讯技术领域，特别是涉及种基于5G移动通讯的远程倾角测量系统及方法。

背景技术

2019年6月,工信部向中国移动、中国电信、中国联通和中国广电四家企业发放5G牌照,中国正式步入5G商用元年,5G商用进程全面加速推进，5G作为第五代移动通信技术,其高带宽、低延迟、广连接的特征。现有大部分倾角测量设备都为手持式终端，需要人工操作，无法做到远程部署和实时监控，少量的基于物联网的远程倾角测量设备存在延时大、测量频率低、易受干扰等问题。同时，现有大部分倾角测量设备需要和被测对象旋转轴平行或者垂直，对安装精度要求较高。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足，提供一种基于5G移动通讯的远程倾角测量系统及方法，该系统及方法可通过5G移动通信网络远程对飞机舵面等平面的倾斜角度进行测量并实时监控角度变化。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

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、5G通讯模块和电源模块三个部分。角度测量模块用于测量平面倾斜角度；5G通讯模块用于将角度测量模块的测量结果通过5G移动通讯网络发送到云服务器并接受控制指令，角度测量模块和5G通讯模块通过USB线缆连接；电源模块用于给角度测量模块和5G通信模块供电。

进一步，所述的角度测量传感器包括6轴惯性传感器和微处理器；所述6轴惯性传感器包括3轴加速度计和三轴陀螺仪；惯性传感器用于获取X、Y、Z三轴的加速度和角速度；微处理器用于实时处理惯性传感器数据，并利用加速度和角速度获得被侧面的倾斜角度和旋转轴。与此同时，微处理器将测量结果组成测量数据帧通过USB线缆发送给5G通讯模块并接受来自5G通讯模块控制指令帧。

进一步，所述角度测量模块中惯性传感器与微处理器之间采用SPI协议通信，微处理器通过SPI协议和惯性传感器通信，通过USB2.0协议与5G通讯模块通信。

进一步，所述角度测量模块中微处理器使用FIR滤波器对从惯性传感器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，具有鲁棒性强、响应速度快的优点。

进一步，微处理器向5G通讯模块通信发送的测量数据帧包括：起始字段、ID字段、数据字段和结束字段。起始字段用于标定数据帧开始；ID字段用于表示角度测量传感器的ID；数据字段用于承载角度测量信息、电量等信息；结束字段用于标定数据帧结束。

进一步，微处理器从5G通讯模块通信接受的控制指令帧包括：起始字段、指令字段和结束字段。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。

进一步，所述5G通讯模块支持TCP、UDP等多种网络协议，兼容4G移动通讯网络，具有数据透传功能，能够接受来自角度测量模块的数据并转发至云服务器，同时接受远程控制指令并转发给角度测量模块。

进一步，5G通讯模块包括5G无线数据终端、5G SIM卡和微型电脑，5G SIM卡于5G无线数据终端内部，5G无线数据终端和微型电脑通过USB线缆连接，采用USB3.0协议通信。

进一步，所述电源模块包括锂电池、稳压电路和充电电路，根据是否接入外部电源自行选择工作模式。