一種采用脈沖計數(shù)的超聲波測距系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲波測距系統(tǒng)，尤其涉及一種采用脈沖計數(shù)的超聲波測距系統(tǒng)，屬于測距領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機械震蕩，它是由與介質(zhì)相接觸的震蕩源所引起的，其頻率在20kHz以上。由于超聲波的速度相對于光速要小得多，其傳播時間就比較容易檢測，并且易于定向發(fā)射，方向性好，強度好控制，因而利用超聲波測距在很多距離探測應(yīng)用中有很重要的用途，包括無損檢測、過程測量、機器人測量和定位，以及流體液面高度測且雄里寺。
[0003]隨著經(jīng)濟的發(fā)展，交通運輸業(yè)日益繁榮，但由于道路狀態(tài)、交通管理等硬件難以跟上，加上駕駛超車、出車開小差、錯誤估計車距等主觀的原理，使相互碰撞的交通事故頻頻發(fā)生。解決這個問題的根本措施在于給行進(jìn)中的汽車安裝能自動跟蹤測距，在危險距離內(nèi)自動剎車的裝置。
[0004]例如申請?zhí)枮椤?01210126584.8”的一種超聲波測距方法，屬于電子測量技術(shù)領(lǐng)域，超聲波發(fā)射器與脈沖激光器處于發(fā)射端，發(fā)射端接收到測量命令后，脈沖激光器觸發(fā)一束脈沖激光，同時超聲波發(fā)射器觸發(fā)超聲波，將觸發(fā)的超聲波與外部時鐘源進(jìn)行鎖相；超聲波接收器與光電二極管處于接收端，光電二極管接收到脈沖激光后，啟動計時器，超聲波接收器獲取接收的超聲波后，計時器停止，獲取渡越時間；渡越時間乘以修正后的聲速獲取被測距離粗測值；獲取相位差，則精測部分為獲取實測距離本發(fā)明使得接收器不易受發(fā)射器干擾，測量盲區(qū)大大減小，提高了超聲測距的指向性，將測距精度提高到一個超聲波長以內(nèi)，該發(fā)明雖然能夠通過超聲波進(jìn)行測距，但是尚未考慮溫度的影響且測量精度有待進(jìn)一步提聞。
[0005]又如申請?zhí)枮椤?01210169354.X”的一種壓電式超聲波測距系統(tǒng)，采用單片機STC12C5202AD產(chǎn)生超聲波方波信號；采用六反相器⑶4069作為發(fā)射系統(tǒng)的前置驅(qū)動和整理電路；采用集成電路CX20106A作為接收系統(tǒng)的信號的放大、限幅、帶通濾波、峰值檢波和波形整形電路；采用軟件分別控制超聲波發(fā)射器的開啟時間和超聲波接收器的開啟時間；超聲波頻率為40kHz，波長為34000/40000=0.85cm ;超聲波發(fā)生器和接收器的間隔距離在5cm以上，且平行于電路板放置。該發(fā)明測距系統(tǒng)雖然提高了壓電式超聲波測距系統(tǒng)的靈敏度和抗干擾能力，并且，體積小，易于集成化。但是尚未考慮溫度的影響且測量精度有待進(jìn)一步提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】的不足提供了一種采用脈沖計數(shù)的超聲波測距系統(tǒng)，其具有低成本，高精度，且能夠有效避免降低了溫度變化對測距精度的影響，有力提高了紅外線測距系統(tǒng)的測量精度。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
一種采用脈沖計數(shù)的超聲波測距系統(tǒng)，包含微控制器模塊以及與其連接的超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、顯示模塊和電源模塊，所述微控制器模塊包含計數(shù)單元、數(shù)據(jù)處理單元，所述超聲波發(fā)射模塊包含依次連接的振蕩器、恒流發(fā)射發(fā)路、第一指令發(fā)射電路和超聲波發(fā)射探頭，所述超聲波接收模塊包含依次連接的超聲波接收頭、放大電路、整形電路、第二指令發(fā)射電路；
其中，超聲波發(fā)射模塊，用于發(fā)射超聲波同時通過第一指令發(fā)射電路發(fā)送一個計數(shù)啟動信號至計數(shù)單元；
超聲波接收模塊，用于當(dāng)?shù)谝淮谓邮盏秸系K物反射回的超聲波時通過第二指令發(fā)射電路發(fā)送一個計數(shù)停止信號至計數(shù)單元；
計數(shù)單元，用于計算在收到超聲波發(fā)射模塊發(fā)送的計數(shù)啟動信號和超聲波接收模塊發(fā)送的計數(shù)停止信號之間的脈沖個數(shù)，進(jìn)而將脈沖個數(shù)上傳至數(shù)據(jù)處理單元；
數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)，t=nm, s=vt/2計算出距離障礙物的距離，同時通過顯示單元實時顯示；其中，V為當(dāng)前環(huán)境下聲速，t為發(fā)射超聲波與接收到反射波的時間差，η為脈沖數(shù)，m為脈沖的周期。
[0008]作為本發(fā)明一種采用脈沖計數(shù)的超聲波測距系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述微控制器模塊為AVR系列單片機。
[0009]作為本發(fā)明一種采用脈沖計數(shù)的超聲波測距系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述顯示模塊為IXD顯示屏。
[0010]作為本發(fā)明一種采用脈沖計數(shù)的超聲波測距系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊分別與微控制器模塊通過無線連接。
[0011]作為本發(fā)明一種采用脈沖計數(shù)的超聲波測距系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述電源模塊為可充電蓄電池。
[0012]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、具有低成本，測量精度高；
2、本發(fā)明采用“計數(shù)”方式，通過計算在收到超聲波發(fā)送模塊和超聲波接收模塊發(fā)送的計數(shù)啟動信號和計數(shù)停止信號之間的脈沖個數(shù)，使測量準(zhǔn)確度有了很大提高。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
如圖1所示，一種采用脈沖計數(shù)的超聲波測距系統(tǒng)，包含微控制器模塊以及與其連接的超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、顯示模塊和電源模塊，所述微控制器模塊包含計數(shù)單元、數(shù)據(jù)處理單元，所述超聲波發(fā)射模塊包含依次連接的振蕩器、恒流發(fā)射發(fā)路、第一指令發(fā)射電路和超聲波發(fā)射探頭，所述超聲波接收模塊包含依次連接的超聲波接收頭、放大電路、整形電路、第二指令發(fā)射電路；
其中，超聲波發(fā)射模塊，用于發(fā)射超聲波同時通過第一指令發(fā)射電路發(fā)送一個計數(shù)啟動信號至計數(shù)單元；
超聲波接收模塊，用于當(dāng)?shù)谝淮谓邮盏秸系K物反射回的超聲波時通過第二指令發(fā)射電路發(fā)送一個計數(shù)停止信號至計數(shù)單元；
計數(shù)單元，用于計算在收到超聲波發(fā)射模塊發(fā)送的計數(shù)啟動信號和超聲波接收模塊發(fā)送的計數(shù)停止信號之間的脈沖個數(shù)，進(jìn)而將脈沖個數(shù)上傳至數(shù)據(jù)處理單元；
數(shù)據(jù)處理