《现代传感器技术》课程—系统设计报告
图5 控制算法流程图
4.2 架构设计
主程序通过编写的设备操作接口获得正确的设备驱动，通过这个设备驱动与底层硬件进行数据交互。相当于在设备驱动和主程序之间添加了一层中间层，如图6 所示。
中间层实现了对设备驱动的封装，主程序通过中间层提供的标准接口访问底层设备，设备驱动的升级、更替不会对上层应用产生影响。这种方式使得设备的硬件操作相关的代码能够独立于应用程序而存在，双方只需关注各自的功能实现，从而降低了代码的耦合性、复杂性，提高了鲁棒性。
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图6 中间层架构
为了使框架更加清晰，进一步降低耦合性，模块之间传递参数不直接采用函数调用的方式，而采用邮箱机制。邮箱机制是一种典型的任务间通信方法，特点是开销比较低，效率高。邮箱中的每一封邮件只能容纳固定的4 字节内容，当线程间需要传递比较大的消息时，可以把指向一个缓冲区的指针作为邮件发送到邮箱中，如图7 所示。
图7 邮箱机制
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5 结束语
本文设计了一种非接触式高精度液位采集装置，采用了丝杆导程转电脉冲的方式实现对垂直位移的细分，通过计算脉冲个数得出光电传感器所走行程，进而得出液面高度，实现了远程自动高精度检测。该装置不参与检测过程，易于安装，便于维护，避免了在高精度检测过程中人为引入的误差，节约了劳动力，提高了检测效率。该液位高精度装置已经被成功应用于该航空材料生产企业的生产控制中。该装置有广泛的应用前景，已经申报了国家专利，可与各种需要精确测量液位的检测设备相结合，实现液位的精确自动测量与控制。
另外，该装置在硬件部分光敏管的设计，涉及到传感器测量精度的部分，没有给出具体的误差分析。由于光敏发射管发出的光在不同管壁不同液体中具有不同的折射特性，如果需要精确的计算设备的测量精度，需要根据相应的测量液体和装置具体分析。本文设计的传感器，采用非接触式、不受被测液体的影响、不受外界不同环境条件的影响、不需要温度补偿和调零、原理简单，这是该传感器相比于其他类型传感器的优势所在，可以做到在同性能的传感器中精度最高。
6 参考文献
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