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    重庆时时彩后二定7胆: 一种采用脉冲计数的超声波测距系统.pdf

    关 键 词:
    一种 采用 脉冲 计数 超声波 测距 系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510076337.5

    申请日:

    2015.02.12

    公开号:

    CN104678400A

    公开日:

    2015.06.03

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01S 15/08申请公布日:20150603|||实质审查的生效IPC(主分类):G01S 15/08申请日:20150212|||公开
    IPC分类号: G01S15/08 主分类号: G01S15/08
    申请人: 无锡市崇安区科技创业服务中心
    发明人: 叶强; 陈伟新; 潘琳
    地址: 214000江苏省无锡市崇安区解放南路688号
    优先权:
    专利代理机构: 南京经纬专利商标代理有限公司32200 代理人: 许方
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510076337.5

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.09.26|||2015.07.01|||2015.06.03

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种采用脉冲计数的超声波测距系统,包含微控制器??橐约坝肫淞拥某ǚ⑸淠??、超声波接收???、显示??楹偷缭茨??,所述微控制器??榘剖ピ?、数据处理单元,所述超声波发射??榘来瘟拥恼竦雌?、恒流发射发路、第一指令发射电路和超声波发射探头,所述超声波接收??榘来瘟拥某ń邮胀?、放大电路、整形电路、第二指令发射电路。本发明采用“计数”方式,通过计算在收到超声波发送??楹统ń邮漳?榉⑺偷募剖舳藕藕图剖V剐藕胖涞穆龀甯鍪?,使测量准确度有了很大提高。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种采用脉冲计数的超声波测距系统,其特征在于:包含微控制器??橐约坝肫淞拥某ǚ⑸淠??、超声波接收???、显示??楹偷缭茨??,所述微控制器??榘剖ピ?、数据处理单元,所述超声波发射??榘来瘟拥恼竦雌?、恒流发射发路、第一指令发射电路和超声波发射探头,所述超声波接收??榘来瘟拥某ń邮胀?、放大电路、整形电路、第二指令发射电路;
    其中,超声波发射???,用于发射超声波同时通过第一指令发射电路发送一个计数启动信号至计数单元;
    超声波接收???,用于当第一次接收到障碍物反射回的超声波时通过第二指令发射电路发送一个计数停止信号至计数单元;
    计数单元,用于计算在收到红外接收器发送的计数启动信号和计数停止信号之间的脉冲个数,进而将脉冲个数上传至数据处理单元;
    数据处理单元,用于根据,t=nm,s=vt/2计算出距离障碍物的距离,同时通过显示单元实时显示;
    其中,v为当前环境下声速,t为发射超声波与接收到反射波的时间差,n为脉冲数,m为脉冲的周期。

    2.  根据权利要求1所述的一种采用脉冲计数的超声波测距系统,其特征在于:所述微控制器??槲狝VR系列单片机。

    3.  根据权利要求1所述的一种采用脉冲计数的超声波测距系统,其特征在于:所述显示??槲狶CD显示屏。

    4.  根据权利要求1所述的一种采用脉冲计数的超声波测距系统,其特征在于:所述超声波发射??楹统ń邮漳?榉直鹩胛⒖刂破髂?橥ü尴吡?。

    5.  根据权利要求1所述的一种采用脉冲计数的超声波测距系统,其特征在于:所述电源??槲沙涞缧畹绯?。

    说明书

    说明书一种采用脉冲计数的超声波测距系统
    技术领域
    本发明涉及一种超声波测距系统,尤其涉及一种采用脉冲计数的超声波测距系统,属于测距领域。
    背景技术
    超声波是一种在弹性介质中的机械震荡,它是由与介质相接触的震荡源所引起的,其频率在20kHz以上。由于超声波的速度相对于光速要小得多,其传播时间就比较容易检测,并且易于定向发射,方向性好,强度好控制,因而利用超声波测距在很多距离探测应用中有很重要的用途,包括无损检测、过程测量、机器人测量和定位,以及流体液面高度测量等。
    随着经济的发展,交通运输业日益繁荣,但由于道路状态、交通管理等硬件难以跟上,加上驾驶超车、出车开小差、错误估计车距等主观的原理,使相互碰撞的交通事故频频发生。解决这个问题的根本措施在于给行进中的汽车安装能自动跟踪测距,在危险距离内自动刹车的装置。
    例如申请号为“201210126584.8”的一种超声波测距方法,属于电子测量技术领域,超声波发射器与脉冲激光器处于发射端,发射端接收到测量命令后,脉冲激光器触发一束脉冲激光,同时超声波发射器触发超声波,将触发的超声波与外部时钟源进行锁相;超声波接收器与光电二极管处于接收端,光电二极管接收到脉冲激光后,启动计时器,超声波接收器获取接收的超声波后,计时器停止,获取渡越时间;渡越时间乘以修正后的声速获取被测距离粗测值;获取相位差,则精测部分为获取实测距离本发明使得接收器不易受发射器干扰,测量盲区大大减小,提高了超声测距的指向性,将测距精度提高到一个超声波长以内,该发明虽然能够通过超声波进行测距,但是尚未考虑温度的影响且测量精度有待进一步提高。
    又如申请号为“201210169354.X”的一种压电式超声波测距系统,采用单片机STC12C5202AD产生超声波方波信号;采用六反相器CD4069作为发射系统的前置驱动和整理电路;采用集成电路CX20106A作为接收系统的信号的放大、限幅、带通滤波、峰值检波和波形整形电路;采用软件分别控制超声波发射器的开启时间和超声波接收器的开启时间;超声波频率为40kHz,波长为34000/40000=0.85cm;超声波发生器和接收器的间隔距离在5cm以上,且平行于电路板放置。该发明测距系统虽然提高了压电式超声波测距系统的灵敏度和抗干扰能力,并且,体积小,易于集成化。但是尚未考虑温度的影响且测量精度有待进一步提高。
    发明内容
    本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种采用脉冲计数的超声波测距系统,其具有低成本,高精度,且能够有效避免降低了温度变化对测距精度的影响,有力提高了红外线测距系统的测量精度。
    本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
    一种采用脉冲计数的超声波测距系统,包含微控制器??橐约坝肫淞拥某ǚ⑸淠??、超声波接收???、显示??楹偷缭茨??,所述微控制器??榘剖ピ?、数据处理单元,所述超声波发射??榘来瘟拥恼竦雌?、恒流发射发路、第一指令发射电路和超声波发射探头,所述超声波接收??榘来瘟拥某ń邮胀?、放大电路、整形电路、第二指令发射电路;
    其中,超声波发射???,用于发射超声波同时通过第一指令发射电路发送一个计数启动信号至计数单元;
    超声波接收???,用于当第一次接收到障碍物反射回的超声波时通过第二指令发射电路发送一个计数停止信号至计数单元;
    计数单元,用于计算在收到超声波发射??榉⑺偷募剖舳藕藕统ń邮漳?榉⑺偷募剖V剐藕胖涞穆龀甯鍪?,进而将脉冲个数上传至数据处理单元;
    数据处理单元,用于根据,t=nm,s=vt/2计算出距离障碍物的距离,同时通过显示单元实时显示;其中,v为当前环境下声速,t为发射超声波与接收到反射波的时间差, n为脉冲数,m为脉冲的周期。
     作为本发明一种采用脉冲计数的超声波测距系统的进一步优选方案,所述微控制器??槲狝VR系列单片机。
     作为本发明一种采用脉冲计数的超声波测距系统的进一步优选方案,所述显示??槲狶CD显示屏。
     作为本发明一种采用脉冲计数的超声波测距系统的进一步优选方案,所述超声波发射??楹统ń邮漳?榉直鹩胛⒖刂破髂?橥ü尴吡?。
     作为本发明一种采用脉冲计数的超声波测距系统的进一步优选方案,所述电源??槲沙涞缧畹绯?。
    本发明采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
    1、本发明结构简单、具有低成本,测量精度高;
    2、本发明采用“计数”方式,通过计算在收到超声波发送??楹统ń邮漳?榉⑺偷募剖舳藕藕图剖V剐藕胖涞穆龀甯鍪?,使测量准确度有了很大提高。
    附图说明
    图1是本发明的结构原理图。
    具体实施方式
    下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
     如图1所示, 一种采用脉冲计数的超声波测距系统,包含微控制器??橐约坝肫淞拥某ǚ⑸淠??、超声波接收???、显示??楹偷缭茨??,所述微控制器??榘剖ピ?、数据处理单元,所述超声波发射??榘来瘟拥恼竦雌?、恒流发射发路、第一指令发射电路和超声波发射探头,所述超声波接收??榘来瘟拥某ń邮胀?、放大电路、整形电路、第二指令发射电路;
    其中,超声波发射???,用于发射超声波同时通过第一指令发射电路发送一个计数启动信号至计数单元;
    超声波接收???,用于当第一次接收到障碍物反射回的超声波时通过第二指令发射电路发送一个计数停止信号至计数单元;
    计数单元,用于计算在收到超声波发射??榉⑺偷募剖舳藕藕统ń邮漳?榉⑺偷募剖V剐藕胖涞穆龀甯鍪?,进而将脉冲个数上传至数据处理单元;
    数据处理单元,用于根据,t=nm,s=vt/2计算出距离障碍物的距离,同时通过显示单元实时显示;其中,v为当前环境下声速,t为发射超声波与接收到反射波的时间差,n为脉冲数,m为脉冲的周期。
    其中,所述微控制器??槲狝VR系列单片机,所述显示??槲狶CD显示屏,所述超声波发射??楹统ń邮漳?榉直鹩胛⒖刂破髂?橥ü尴吡?,所述电源??槲沙涞缧畹绯?。
    当前测距系统所用的测距基本原理都是建立在测量时间差的基础上,而测量时间的方法主要有“脉冲方式”和“调频2连续波方式”。这两种测量方式都是以模拟电路来实现,由于器件延时的影响,使测量精度大大下降。本发明采用“计数”方式,通过单片机处理,使测量准确度有了很大提高。
    本发明采用“计数”方式,通过单片机处理进行测量,其基本原理是:超声波发射??槭贾沾τ诜⑸涑ǖ淖刺?,超声波发射??橛糜诜⑸涑?,同时发送一个计数启动信号至计数单元,微控制器??榭刂萍剖ピ家砸欢ㄆ德始剖?,当超声波接收??榈谝淮谓邮盏秸习锓瓷浠氐某ㄊ?,给出一个停止计数脉冲,计数单元停止计数。微控制器??樽远?,用脉冲的周期m乘以脉冲数n就得到发射超声波到接收超声波的时间差t;用于根据t=nm,s=ct/2计算出距离障碍物的距离,同时通过显示单元实时显示;其中,c为当前环境下光速,t为发射波与接收到反射波的时间差t=nm,其中,n为脉冲数,m为脉冲的周期。
    AVR单片机具有预取指令功能,即在执行一条指令时,预先把下一条指令取进来,使得指令可以在一个时钟周期内执行;多累加器型,数据处理速度快;AVR单片机具有32个通用工作寄存器,相当于有32条立交桥,可以快速通行;中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址,可快速响应中断;AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况,WDT关闭时为100nA,更适用于电池供电的应用设备;有的器件最低1.8 V即可工作;AVR单片机保密性能好。
    一种采用脉冲计数的超声波测距系统,包含微控制器??橐约坝肫淞拥某ǚ⑸淠??、超声波接收???、显示??楹偷缭茨??,所述微控制器??榘剖ピ?、数据处理单元,所述超声波发射??榘来瘟拥恼竦雌?、恒流发射发路、第一指令发射电路和超声波发射探头,所述超声波接收??榘来瘟拥某ń邮胀?、放大电路、整形电路、第二指令发射电路。本发明采用“计数”方式,通过计算在收到超声波发送??楹统ń邮漳?榉⑺偷募剖舳藕藕图剖V剐藕胖涞穆龀甯鍪?,使测量准确度有了很大提高。
    本技术领域技术人员可以理解的是,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义?;褂Ω美斫獾氖?,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
    以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的?;し段?,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明?;し段е?。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

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