专利名称：具备定位功能的原位测试采集仪及其定位方法
技术领域：
本发明涉及原位测试的方法及系统，尤其涉及一种具备定位功能的原位测试采集仪及其定位方法。
背景技术：
在岩土工程勘察中，原位测试是重要勘察方法之一，外业测试数据采用原位测试采集仪记录，但目前使用的原位测试采集仪不具有定位功能，外业实施完成后原位测试位置需采用专门测量设备进行测量，这样工作繁琐，效率不高，且容易在室内造假，对于一些移位较大的测试孔，当出现外业施工队伍弄虚作假情况时，就不能真实反映外业实际测试位置与设计位置的偏差。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有全球定位功能，能采集并记录勘探孔的地理坐标数据的原位测试采集仪及其定位方法。为实现上述目的，本发明提供了一种具备定位功能的原位测试采集仪，包括AD转换单元、GPS模块、显示屏和单片机处理芯片；所述AD转换单元用于接收模拟信号并将所述模拟信号转换成数字信号，然后将所述数字信号传送给所述单片机处理芯片，所述模拟信号包括原位测试探头传感器采集到的贯入阻力数据及其对应的岩土深度数据；所述GPS模块用于自动收集卫星信号、采集勘探孔的地理坐标数据并将所述勘探孔的地理坐标数据传送到所述单片机处理芯片；所述单片机处理芯片用于处理外业测试数据，其中所述外业测试数据包括所述勘探孔的地理坐标数据、所述贯入阻力数据以及对应的岩土深度数据和采集信息数据，所述采集信息数据包括工程名称、工程编号、勘探孔孔号和设计孔深；所述显示屏与所述单片机处理芯片相连接，用于显示所述经单片机处理芯片处理过的外业测试数据。上述技术方案中，所述AD转换单元为多通道AD转换单元。上述技术方案中，所述显示屏为触摸式点阵显示屏。上述技术方案中，所述触摸式点阵显示屏还用于显示所述外业测试数据经所述单片机处理芯片处理后形成的数据曲线。上述技术方案中，所述原位测试采集仪还包括数据储存卡，所述数据储存卡与所述单片机处理芯片相连接，用于储存所述经单片机处理芯片处理后的外业测试数据。上述技术方案中，所述原位测试采集仪整机采用3. 3V电压设计。上述技术方案中，所述单片机处理芯片为8位低功耗高速单片机。 上述技术方案中，所述AD转换单元为美国ADI公司的可编程放大倍数高精度测量 M位AD转换专用集成芯片。上述技术方案中，所述GPS模块为RFIII处理芯片的ARM7内核模块。本发明还提供了一种原位测试采集仪的定位方法，包括如下步骤
启动原位测试采集仪，并输入采集信息，同时所述原位测试采集仪中的内置GPS 模块自动收集卫星信号、采集勘探孔的地理坐标数据并将所述勘探孔的地理坐标数据传送到单片机处理芯片，所述采集信息包括工程名称、工程编号、勘探孔孔号和设计孔深；进行原位测试工作由原位测试探头传感器每深入岩土 Xcm采集一次贯入阻力数据，同时记录对应的岩土深度数据，并将所采集的所述贯入阻力数据以及对应的岩土深度数据以模拟信号的方式传送到AD转换单元中，所述X值根据不同工程而设定，其范围为 8彡X彡12 ；所述AD转换单元将所述模拟信号转换为数字信号，并将所述数字信号传送至所述单片机处理芯片进行处理；外业测试数据经所述单片机处理芯片处理后，在所述原位测试采集仪自带的显示屏上显示，所述外业测试数据包括勘探孔的地理坐标数据、所述贯入阻力数据以及对应的岩土深度数据和所述采集信息；将所述经单片机处理芯片处理过的外业测试数据传输并储存到客户电脑。上述技术方案中，所述AD转换单元采用多通道AD转换单元。上述技术方案中，所述显示屏为触摸式点阵显示屏。上述技术方案中，所述原位测试探头传感器每深入岩土 IOcm采集一次贯入阻力数据。上述技术方案中，所述外业测试数据经所述单片机处理芯片处理后，存储于所述原位测试采集仪自带的数据储存卡。上述技术方案中，所述外业测试数据经所述单片机处理芯片处理后形成数据曲线，所述数据曲线在所述触摸式点阵显示屏上显示。上述技术方案中，将所述数据曲线传输到所述客户电脑。上述技术方案中，所述原位测试采集仪整机采用3. 3V电压设计。上述技术方案中，所述单片机处理芯片采用8位低功耗高速单片机。上述技术方案中，所述GPS模块采用RFIII处理芯片的ARM7内核模块。本发明是在现有原位测试采集仪的基础上加载内置GPS模块，使其具有全球定位功能，这样就能采集到勘探孔的地理坐标数据并记录、储存下来，在数据输出时将勘探孔的地理坐标数据和采集仪所测得的贯入阻力数据一起导出，终端软件不仅能显示贯入阻力数据和及其数据曲线，还能显示原位测试位置坐标信息，真实地反映实际测试位置与设计位置的偏差情况，可有效控制外业施工质量，且不需再携带专门测量设备进行测量，提高了工作效率。以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1是本发明一个较佳实施例的工作流成图。
具体实施例方式如图1所示，本发明公开了一种具备定位功能的原位测试采集仪，包括多通道AD转换单元、单片机处理芯片、数据储存卡、触摸式点阵显示屏和GPS模块；所述多通道AD转换单元用于接收模拟信号并将所述模拟信号转换成数字信号，然后将所述数字信号传送给所述单片机处理芯片，所述模拟信号包括原位测试探头传感器采集到的贯入阻力数据及其对应的岩土深度数据；所述GPS模块用于自动收集卫星信号、采集勘探孔的地理坐标数据并将所述勘探孔的地理坐标数据传送到所述单片机处理芯片；所述单片机处理芯片用于处理外业测试数据并形成数据曲线，其中所述外业测试数据包括所述勘探孔的地理坐标数据、所述贯入阻力数据以及对应的岩土深度数据和采集信息数据，所述采集信息数据包括工程名称、工程编号、勘探孔孔号和设计孔深。所述数据储存卡与所述单片机处理芯片相连接，用于储存所述经单片机处理芯片处理后的外业测试数据；所述触摸式点阵显示屏与所述单片机处理芯片相连接，用于显示所述经单片机处理芯片处理过的外业测试数据及其数据曲线。本发明还公开了一种原位测试采集仪的定位方法，包括如下步骤启动原位测试采集仪，并输入采集信息，同时所述原位测试采集仪中的内置GPS 模块自动收集卫星信号、采集勘探孔的地理坐标数据并将所述勘探孔的地理坐标数据传送到单片机处理芯片，所述采集信息包括工程名称、工程编号、勘探孔孔号和设计孔深。进行原位测试工作将原位测试探头贯入岩土，所述原位测试探头每深入岩土 10cm，探头上的传感器采集一次贯入阻力数据，同时记录对应的岩土深度数据，并将所采集的所述贯入阻力数据以及对应的岩土深度数据以模拟信号的方式传送到多通道AD转换单元中。所述AD转换单元将所述模拟信号转换为数字信号，并将所述数字信号传送至所述单片机处理芯片进行处理。外业测试数据经所述单片机处理芯片处理后形成数据曲线，并在所述原位测试采集仪自带的触摸式点阵显示屏上显示，以方便外业操作人员读取，同时将经所述单片机处理芯片处理后的外业测试数据及其数据曲线输送到客户电脑；所述外业测试数据经所述单片机处理芯片处理后，存储于所述原位测试采集仪自带的数据储存卡，所述外业测试数据包括所述勘探孔的地理坐标数据、所述贯入阻力数据以及对应的岩土深度数据和所述采集信息数据。所述客户电脑接收所述外业测试数据及其数据曲线。在上述两个技术方案中，其中原位测试采集仪整机芯片采用3. 3V低电压设计，降低了整机功耗，其中单片机处理芯片为8位低功耗高速单片机；而AD转换单元为美国ADI 公司的可编程放大倍数高精度测量M位AD转换专用集成芯片，有利于提高采集精度；GPS 部分采用了 RFIII处理芯片的ARM7内核的小体积模块，具有搜寻快，定位精度高的特点。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
权利要求
1.一种具备定位功能的原位测试采集仪，包括AD转换单元、GPS模块、显示屏和单片机处理芯片；所述AD转换单元用于接收模拟信号并将所述模拟信号转换成数字信号，然后将所述数字信号传送给所述单片机处理芯片，所述模拟信号包括原位测试探头传感器采集到的贯入阻力数据及其对应的岩土深度数据；所述GPS模块用于自动收集卫星信号、采集勘探孔的地理坐标数据并将所述勘探孔的地理坐标数据传送到所述单片机处理芯片；所述单片机处理芯片用于处理外业测试数据，其中所述外业测试数据包括所述勘探孔的地理坐标数据、所述贯入阻力数据以及对应的岩土深度数据和采集信息数据，所述采集信息数据包括工程名称、工程编号、勘探孔孔号和设计孔深；所述显示屏与所述单片机处理芯片相连接，用于显示所述经单片机处理芯片处理过的外业测试数据。
2.如权利要求1所述的具备定位功能的原位测试采集仪，其中，所述AD转换单元为多通道AD转换单元。
3.如权利要求1所述的具备定位功能的原位测试采集仪，其中，所述显示屏为触摸式点阵显示屏。
4.如权利要求3所述的具备定位功能的原位测试采集仪，其中，所述触摸式点阵显示屏还用于显示所述外业测试数据经所述单片机处理芯片处理后形成的数据曲线。
5.如权利要求1所述的具备定位功能的原位测试采集仪，其中，所述原位测试采集仪还包括数据储存卡，所述数据储存卡与所述单片机处理芯片相连接，用于储存所述经单片机处理芯片处理后的外业测试数据。
6.如权利要求1所述的具备定位功能的原位测试采集仪，其中，所述原位测试采集仪整机采用3. 3V电压设计。
7.如权利要求1所述的具备定位功能的原位测试采集仪，其中，所述单片机处理芯片为8位低功耗高速单片机。
8.如权利要求1所述的具备定位功能的原位测试采集仪，其中，所述AD转换单元为美国ADI公司的可编程放大倍数高精度测量M位AD转换专用集成芯片。
9.如权利要求1所述的具备定位功能的原位测试采集仪，其中，所述GPS模块为RFIII 处理芯片的ARM7内核模块。
10.一种原位测试采集仪的定位方法，包括如下步骤启动原位测试采集仪，并输入采集信息，同时所述原位测试采集仪中的内置GPS模块自动收集卫星信号、采集勘探孔的地理坐标数据并将所述勘探孔的地理坐标数据传送到单片机处理芯片，所述采集信息包括工程名称、工程编号、勘探孔孔号和设计孔深；进行原位测试工作由原位测试探头传感器每深入岩土 Xcm采集一次贯入阻力数据，同时记录对应的岩土深度数据，并将所采集的所述贯入阻力数据以及对应的岩土深度数据以模拟信号的方式传送到AD转换单元中，所述X值根据不同工程而设定，其范围为 8彡X彡12 ；所述AD转换单元将所述模拟信号转换为数字信号，并将所述数字信号传送至所述单片机处理芯片进行处理；外业测试数据经所述单片机处理芯片处理后，在所述原位测试采集仪自带的显示屏上显示，所述外业测试数据包括所述勘探孔的地理坐标数据、所述贯入阻力数据以及对应的岩土深度数据和所述采集信息；将所述经单片机处理芯片处理过的外业测试数据传输并储存到客户电脑。
11.如权利要求10所述的原位测试采集仪的定位方法，其中，所述AD转换单元采用多通道AD转换单元。
12.如权利要求10所述的原位测试采集仪的定位方法，其中，所述显示屏为触摸式点阵显示屏。
13.如权利要求10所述的原位测试采集仪的定位方法，其中，所述原位测试探头传感器每深入岩土 IOcm采集一次贯入阻力数据。
14.如权利要求10所述的原位测试采集仪的定位方法，其中，所述外业测试数据经所述单片机处理芯片处理后，存储于所述原位测试采集仪自带的数据储存卡。
15.如权利要求12所述的原位测试采集仪的定位方法，其中，所述外业测试数据经所述单片机处理芯片处理后形成数据曲线，所述数据曲线在所述触摸式点阵显示屏上显示。
16.如权利要求15所述的原位测试采集仪的定位方法，其中，将所述数据曲线传输到所述客户电脑。
17.如权利要求10所述的原位测试采集仪的定位方法，其中，所述原位测试采集仪整机采用3. 3V电压设计。
18.如权利要求10所述的原位测试采集仪的定位方法，其中，所述单片机处理芯片采用8位低功耗高速单片机。
19.如权利要求10所述的原位测试采集仪的定位方法，其中，所述GPS模块采用RFIII 处理芯片的ARM7内核模块。
全文摘要
本发明公开了一种具备定位功能的原位测试采集仪，是在现有原位测试采集仪的基础上加载内置GPS模块，使其具有全球定位功能，这样就能采集到勘探孔的地理坐标数据并记录、储存下来，在数据输出时将勘探孔的地理坐标数据和采集仪所测得的贯入阻力数据一起导出，终端软件不仅能显示贯入阻力数据和及其数据曲线，还能显示原位测试位置坐标信息，真实地反映实际测试位置与设计位置的偏差情况，可有效控制外业施工质量，且不需再携带专门测量设备进行测量，提高了工作效率。本发明还公开了上述原位测试采集仪的定位方法。
文档编号G01S19/42GK102296582SQ201110153350
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日
发明者徐敏生, 殷立宏, 沈日庚 申请人:上海市城市建设设计研究院