仪的测量速度是使用的倍，而精度上没有差别。因此，数字水准仪投放市场以来很快受到用户青睐。我国是在年代中后期开始引进数字水准仪的，虽然数字水准仪在国内使用时间较短，但是使用的范围和数量正在逐年扩大。数字水准仪的研究历程和现状高程测量中的几何水准测量方法是最古老耗费最大但又是最精密的测量方法，天津职业技术师范大学届本科生毕业设计因而直运用至今。目前还没有其他方法可以完全取代几何水准测量。但其主要弱点是外业工作量大，因而近几十年来人们直致力于如何提高几何水准测量的作业效率。六十年代初由前民主德国大地测量学者开创了摩托化水准测量方法，经二十余年的发展，到年，蔡司厂向市场投放了可用作摩托化水准测量主机的水准仪，该仪器己使测微器读数能自动完成，但粗读数还需人工读出并按键输入，与精读数起存入存储器，该仪器在很多国家得到了应用，但是它的体积和重量仍然较大，测量效率也不高，这些都使得它不能达到预期效果。提高水准测量作业效率的另途径是实现测量自动化。六十年代末前民主德国德累斯顿大学的大地测量学者曾研制过窄束水平无线电波加主动水准标尺的测量系统，由于当时科学技术水平的限制而未获成功。七十年代至八十年代前西德研制过自动化测量系统，是用扫平仪与主动水准标尺构成测量系统，前者产生束水平旋转激光作为测量基准面，后者是由大面积差分光敏二极管组成的探测器，该探测器可沿标尺垂直移动，直至探测到由扫平仪张开的激光束平面为止，然后由人工读出标尺读数。试验样机的测量精度较高，但上述系统的致命弱点是标尺结构复杂而娇嫩，极易损坏，故未能实现商品化生产。的研制工作被看成是无激光束和电子水准标尺的被动测量方法的开端。他在年己经论述了电子水准方法的全部基本特征。特殊标尺图案在像平面上的成像采样位移和作为距离函数的物象比例的匹配以及光学传递函数等都在实验样机上首次实现了。因为当时还没有合适的光学传感器或传感行阵，所以标尺上特殊标志的照准还要观测员进行。由于同样原因，随距离改变的物象比例还是用变焦光学系统来补偿的。但是求值和显示己经数字化响。同时，赵丽老师丰富的经验使我受益匪浅，让我十分敬佩。在赵老师的精心指导严格要求和热情鼓励之下，我顺利地完成毕业设计。在此，向赵丽老师致以崇高的敬意和由衷的感谢,感谢同学们对我的帮助感谢老师们为我们提供实验室，使我们有更多的时间来修改论文。感谢家人在这段时间给我的支持与鼓励。谨向所有指导和帮助过我的老师和同学们表示衷心的感谢。天津职业技术师范大学毕业设计专业测控技术与仪器班级学号测控学生姓名高雅璐指导教师赵丽教授二〇年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计数字水准仪测量系统设计专业班级测控班学生姓名高雅璐指导教师赵丽教授学院自动化与电气工程学院年月摘要水准仪作为水准测量的重要工具在实际工程测量中有着广泛的应用，传统的水准仪在测量过程中需要人工不断的读数和记录，不仅增加了工人的劳动强度，人工读数的精度也不高。随着数字时代的到来，数字水准仪应运而生，它是种集现代电子技术计算机软硬件技术材料技术精密机械加工技术和图像处理技术等于体的高科技产品。作为水准测量的仪器，数字水准仪具有测量速度快读数客观精度高能减轻作业劳动强度测量数据便于输入计算机和容易实现水准测量内外业体化的优点。本文主要论述种基于单片机的数字水准仪测量系统的设计。此系统主要由条码标尺和主机两部分组成。系统硬件以单片机为核心，计数器作为同步控制器，控制转换器对的输出信号定时采样，并将采集结果通过串口传给微机，在微机系统采用数字滤波边缘检测等数字图像处理技术对采集数据进行数据处理，提取条码边缘，再根据几何光学物象比的关系，求出视距和视线高读数。关键词数字水准仪单片机检测模块边缘检测，目录绪论引言数字水准仪的研究历程和现状数字水准仪的应用领域本文研究的主要内容数字水准仪的基本原理和特点数字水准仪的基本组成及原理数字水准仪的特点数字水准仪的测量算法相关法几何法相位法数字水准仪的总体设计方案条码标尺的选择系统硬件设计方案系统软件设计方案数字水准仪测量系统的硬件设计组成和工作原理检测模块数据采集模块低通滤波电路采样时序控制电路转换电路单片机外围电路串行通讯接口模块数字水准仪测量系统的软件设计数据采集程序模块数据通讯程序模块数字滤波程序模块边缘检测条码识别程序模块视距和视线高计算程序模块结论参考文献附录程序致谢天津职业技术师范大学届本科生毕业设计绪论引言早在几千年以前，由于当时社会生产发展的需要，中国埃及希腊等古代国家的人民就创造了测量工具，并运用其进行测量。在史记中记载了四千年以前大禹治水左准绳，右规矩，载四时，以开九州，说明了公元前世纪我国就己经开始使用测量工具。世纪工业革命发明了望远镜，使人类能够利用光学仪器进行测量，减轻了劳动强度，提高了工作效率。世纪中叶，随着光学电子学计算机等技术的迅猛发展，为测量科学开拓了广阔的道路，创造了发展的条件，推动了测量技术和仪器的变革和进步。微处理机的出现自动安平水准仪的问世，标志着测量自动化的开端。随着图像处理技术的进步，计算机处理能力的增强，特别是光电探测器件的出现，大大促进了水准测量自动化数字化的研究。经过各国科研人员的不懈努力，年瑞士徕卡公司的前身威特厂推出了世界上第台数字水准仪。数字水准仪的出现，是传统几何水准测量技术的突破，代表了现代水准测量技术的发展方向。它创造性的采用取代观测员的肉眼读取编码标尺，并用数字图像技术处理标尺影像，依据图像识别原理，将水准编码标尺的图像信息与事先存储的参考信息进行比较进而获得测量高程信息，从而实现了水准测量的数据采集数据处理及数据记录的全程自动化。到年，蔡司拓普康也相继研制成功自己的数字水准仪产品，最近几年，索佳的数字水准仪也推向了市场。尽管出现了三角高程测量和高程测量等些快速确定高程的手段和技术，但它们的精度较低，只能达到三四等水准测量精度，对于需要实现高精度高难度高程值的测量时，如地壳形变监测大型工程设备的安装等，仍是采用几何水准测量的手段，目前还没有其它方法可以，边沿检测和条码识别程序每行采集的点数行总共采集的像素点数采集的第个像素点的位置天津职业技术师范大学届本科生毕业设计阶算子和二阶算子分别检测出的边缘点数天津职业技术师范大学届本科生毕业设计天津职业技术师范大学届本科生毕业设计二阶导数递归公式天津职业技术师范大学届本科生毕业设计天津职业技术师范大学届本科生毕业设计致谢本论文的研究和写作工作都是在赵丽老师的悉心指导下完成的。在做整个毕业设计的阶段，赵丽老师严谨务实的工作作风精益求精的治学态度循循善诱的悉心教导对我产生了很深的