超声波测距技术（精选9篇）
超声波测距技术 第1篇
1 问题的提出
在通信机房施工作业时, 设备间通信线缆多为光缆, 不宜断纤和熔接, 避免传输损耗过大。所以必须对线缆的总长度、走线路径及敷设工艺进行合理规划, 一次性布放到位。而线缆的总长由地面部分和竖井部分组成, 地面部分可直接分段测量, 但竖井部分由于条件限制, 如楼层间隔远、竖井环境复杂等, 为直接测量带来较大的难度。如何准确测量竖井的深度, 对线缆的整体布放起着决定性作用, 也具有重要的工程实际意义。
本文针对上述问题, 对距离测量的相关技术进行了深入学习和研究, 并最终基于超声波测距技术设计开发了机房竖井专用测距仪。
2 仪器设计思路及开发过程
2.1 设计思路及系统简介
超声波是一种频率较高的声波, 它具有幅/相频特性稳定、能量衰减较慢和反射特性良好的特点。利用它较长的传输距离和较强的抗干扰能力, 本文选取波频为40KHZ的超声波作为测距仪的基础波, 并针对电力竖井的温湿度特性, 设计了专用的测温电路和温度补偿模块, 提高测量的精度。
2.2 超声波收发电路设计
传统的超声波测距设备工作原理如下:超声波经固体表面或液体反射折回, 由另一传感器接收, 只需测量超声波从发出到接收到的时间t, 即可根据以下公式计算出发射点与反射点的距离s (m/s) :
式中:c为超声波在理想环境中的传播速度 (m/s) 。
针对声波测距中影响权重最大的温度, 本文提出相应的解决方案, 即加装温度测量和补偿模块, 实时读取测量时的环境温度值, 采用超声波在空气中传播的近似公式, 计算出相对准确的距离值, 如下所示。
超声波在空气中的传播速度c (℃) 大约为:
式中:T为电力竖井中环境温度 (℃) , c0为零度时超波的速度 (m/s) 。
2.3 测温电路设计
本文中实现测温功能的核心元器件是现行主流的数字化温度传感器, 型号为DS18B20, 其测量精度高达±1.5%, 量程范围为-54℃至+124℃, 支持单一总线式读写和精确数字化输出。
2.4 主板电路设计
作为仪器工作的“大脑”, 单片机及其复位电路支持程序代码的编译、读写和核心运算的执行, 并集中控制超声波收发模块的启停、温度测量及补偿电路的数据采集和液晶显示模块的显示状态。
3 功能测试及误差分析
测距准备工作:需将测距仪用水平井口架固定在竖井口A处, 并使用超声波收发装置竖直向下, 即图1中上部的椭圆物体, 在另一竖井口B处水平放置一声波遮挡板。此时接通电源, 方可从液晶屏幕中读取竖井的实时温度值和井深的测量值。
经过多次实地测试, 该仪器在0.30m至34m的测量范围内, 能够保持精度在±1.50%内, 符合线路施工作业的精度要求。下图选取了两组有代表性的测试结果, 测试时间分别为早上8:00和中午14:00, 测量对象为机房现已布好的空余纤芯, 其中实际距离的值由光时域反射仪OTDR测得光纤的总长减去地面敷设长度计算所得。
经分析, 测量误差的产生主要来自以下几方面:元器件纯手工焊接, 不规则的焊点会造成局部波纹泄露;测距公式和运算均采用近似算法;温度测量值本身含有误差;声波反射板难以做到绝对水平放置等因素。
为进一步提高该仪器的测量精度, 需针对上述因素进行改进, 如采用灵敏度更高的测温元件、设计声波挡板专用的水平井口架、提高焊接工艺等。现阶段, 该仪器的测量误差已在机房布线施工允许的范围内, 具有一定的工程实际意义和推广价值。
摘要：本文针对电力机房竖井环境复杂, 直接测量难度大的问题, 对距离测量的相关技术进行了深入学习和研究, 并最终基于超声波测距技术设计开发了机房竖井专用测距仪。
关键词：超声波,竖井,测距
参考文献
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超声波测距装置的研究和设计 第2篇
摘 要 利用超声波测量距离具有原理简单、抗干扰能力强等优点，因此超声波测距装置也具备了结构简单，工作情况稳定的优势，被广泛采用。本文通过对其工作原理的介绍和设计实例的分析，介绍了超声波测距装置的基本构造和工作过程。
关键词 基本原理 装置特征 装置设计
一、超声波测距装置的研究
1．装置的应用和基本原理
利用超声波进行距离测量的主要是发挥其受外界干扰较小的优势，而且传感器的结构相对简单，成本不高。在测量的过程中传输的声频不高，便于接收元件识别和计算。因此在机器人研制、车辆辅助系统、测量测绘等方面得到了广泛的应用。而且电子技术的发展让新型的电气元件和传统的超声波理论有机的结合起来，拓展了该技术领域的空间。目前超声波测距装置主要利用的是陶瓷超声波能量转器，作为固体超声波发生装置，发生超声波的频率为40kHz的固定频率，利用先进的单机芯片负责声波的收发，从而计算发射和接收的微量时间差测算出目标距离，这就是超声波测距的原理。
2．超声波测距装置特征
从理论上看，超声波发生装置的电压越高效果越好，这是因就同一个发生系统来看，电压越高其发出的超声波功率也就越大，这样在接收装置上接到的回波功率也就越高，测量也就越准确。但是在实际的应用过程中，设备的应用的工作电压是不可能超过一个极限的，如果超负荷运行就会对装置造成不可修复的损伤。因此在实际的工作中发射模块所产生的脉冲电压是相对的高，而不能无限的放大。基于这样的条件限制，在发射部分的电脉冲信号发出后，由物体反射回的信号当然也就受到一定的限制，其引起的压电晶片产生的电压当然也就较低，而且在其中还会混入一些环境因素导致的杂波，让装置出现错误。所以，在超声波测距装置的设计过程中需要着重研究系统对回收信号的处理，除了需要必要的放大外，也需要进行过滤，要达到芯片能够处理的强度。
二、超声波测距装置的设计
超声波装置的设计因为采用的元件有所差异，其设计的思路也不尽相同，但是其工作的原理、装置组成、工作过程是基本一致的，因此下面选择一种设计方式进行简要的介绍。
1．装置单机芯片功能选择
一般的超声波测距装置主要的系统构成为发射、接收放大、温度测量、数据处理这四个模块，以满足其功能实现。本例中采用的是低电压高性能的单机芯片，具备可编程存储器。这一款单机芯片由Atmel公司出品，可以完全与工业用80C51产品进行兼容，指令和脚本没有冲突。芯片的可编程存储器完全可以适应各种装置的设计需求，满足应用功能。
2．装置的发射电路设计
在超声波装置的应用过程中，理论认为40kHz的超声信号是理想频率。因此在利用555电路的时候电路产生的40kHz的超声波，其振荡可以利用公式：f≈1.43÷（（R1+2×R2）×C1）进行计算，其中R2采用的是可调节电阻，主要是为了实现转换频率的一致性。在设计的过程中R1、R2、C1这三个参数的选取可以利用软件进行选取，最后进行测试以保证准确。而且为了能够保证555的驱动能力装置采用了12伏电源进行供电。工作中555电路产生的40kHz方波通过元件调整，让超声波换能器发出超声波，而且在过程中利用单机芯片通过555的高低电平来实现超声波的发射控制。
3．回波接收的电路设计
装置的设计关键就在于对回波的处理，因为反射回来的声波信号十分的微弱，因此必须经过放大电路的放大，才能保证识别和计算。装置接收到声波信号后，先经过电容的耦合，然后加载到预算放大器上进行两级放大，这里可以采用NE5532，这不仅是因为回波的频带宽，噪声低，更是为了其共模抑制大，电源电压抑制小，因此偏置电压小。而且工作的性能较好，价格合理。在这里实现的两级放大分别为100倍，得到的最终信号放大了10000倍。放大的信号采用电子元件进行比较和调整，通过电阻对其进行调节已选择不同的比较电压，达到对测量距离的调整。
4．装置的温度补偿设计
超声波在传播的过程中可以对其产生影响的因素包括湿度、压力、温度，实践证明温度对其影响最大。因此在超声波测距装置的设计中应当加入必须的温度补偿模块，以保证装置的适应性。在这里应用的是根据超声波的特性总结出的经验公式：V=331.5+0.607T以此作为测距中波速的补偿，V是实际速度，T为温度。一般的装置都会采用数字温度传感器来采集现场温度，并对波速进行补偿。其中如：DS18B20的应用，它是一总线器件，不需要其他调理电路，就能和单片机直接相连。工作过程是，通过DS18B20单片机可以实时采集温度值，在进行测量时将温度补偿给波速，保证单机芯片计算出该温度下的超声波速度。
三、结束语
目前超声波测距装置在电子技术的支持下，已经实现了集成化的控制。设计中利用电机芯片作为控制核心，通过简单的编程保证各部元件的相互配合，已经成为了设计的主要思路和方向。这能够让超声波测距装置更为简单小巧，应用范围也不断扩展。
参考文献：
超声波测距声场仿真研究 第3篇
对于超声波测距系统而言, 超声波的分布关系到被测物体定位的可靠性和准确性, 因此在超声波检测的研究中, 超声波声场的模拟尤为重要。从目前国际上的研究现状来看, 超声波的模拟主要包含了:工件中声场分布的模拟, 声源发射声场的模拟, 各向异性材料和高衰减的不均匀材料中声场模拟等, 这方面研究包括瑞典乌普萨拉大学开放的基于Matlab的工具箱程序包DREAM, 法国的Pierre Calmon先生等创建的Champsons数学模等。我国的超声检测模拟和仿真技术的发展相对滞后, 新技术研发中计算机技术的应用一直是我国超声检测的薄弱环节。20 世纪90 年代, 浙江大学开发了CAPPNDT系统, 冶金部压力容器站研发了NDTS软件, 标志着我国超声检测模拟技术得到了进一步发展。但从整体上看, 我国在超声检测模拟和仿真技术方面的研究成果相对较少。
1 超声场理论研究
1.1 描述超声场的物理量
超声波声场即在介质中超声振动所波及的质点所占据的空间范围。超声波声场的大小形状受到各种因素的影响, 通常采用声压、声强和声阻抗等物理量描述超声场。
超声波某一瞬间在某一点所具有的压强p1与超声波声场不存在时同一位置的静态压强p0之差称为该点的声压, 用p表示, 平面余弦波声压的大小为:
式中:ρ 为介质的密度;A为介质质点的振幅;c为超声波在介质中的传播速度;ω 为质点振动的角频率;x为质点到波源的距离;t为时间。
由式 (1) 可知, 声压的绝对值与角频率 ω 成正比, 由于 ω = 2πf, 因此声压与频率也成正比。
1.2 基尔霍夫积分定理
超声波换能器的声场, 可以利用基尔霍夫积分定理进行数学表述, 其中波动微分方程中与时间无关的部分, 对应为空间波动的亥姆霍兹方程[1], 即:
对式 (2) 求解可得:
式中:eikr/r为曲面S上的点传向P点的波动, 此解的物理意义是闭合曲面S包围其中的任一点P的波动 ψP, 可用该曲面上各点的波动积分求得。
1.3 圆盘声源的声场
1.3.1 圆盘声源轴线上声压分布
圆盘声源轴线上任一点的声压等于声源上各点辐射的声压在各点的叠加, 若声源发射的波为连续简谐波, 并假设以无衰减的液体作为介质, 则声压为:
式中:p0为声源起始处的声压值;D为声源的直径;λ为传播介质中超声波的波长;x为圆盘声源轴线上某一点与声源中心之间的距离。
1.3.2 轴线外任意点的声压分布
圆盘声源轴线外任一点的声压示意图如图1 所示。
设RS为圆形声场的半径, r为声源轴线外任意一点P与声源中心的距离, θ 为P点与声源中心的连线与圆盘声源轴线的夹角, 则P点的声压为:
式中:J1为第一类一阶贝塞尔函数;S为声源面积。
2 超声波探测模块
为了研究超声场的特性, 选择超声波接收发射模块, 对其声波特性进行检测, 模块实物图如图2 所示。该模块所采用的是间断多脉冲发射, 发射电路主要由反向器和超声波发射传感器构成, 单片机端口输出的方波信号一路经一级反向器后送到超声波传感器的一个电极, 另一路经两级反向器后进到超声波传感器的另一个电极。超声波接收器将超声波调制脉冲转换为电压信号, 超声波接收换能器晶片接收到超声波垂直作用后, 因谐振而形成逐步加强的机械振动。
3 超声场模拟仿真
3.1 换能器圆盘声源轴线上的声压分布
图3 为发射频率f=1 MHz时直径为12.6 mm的圆盘声源轴线上的声压分布曲线, 由图3 再结合式 (4) 可知, 在超声波换能器和介质一定时, 圆盘声源轴线上声压是关于距离r的正弦函数。对式 (4) 进行数学推导, 可以得出声源轴线上最后一个声压极大值点的表达式:
式中:N称为近场长度。声场中距离小于N的区域称为近场区, 又称为菲涅耳区, 声压的最大值为2p0, 最小值为0。由图3 可以看出, 在近场区内, 声束的扩散不明显, 但由于干涉作用声压值存在多个极大值点。当x > N时称为远场区, 又称夫琅禾费区, 声束以一定的角度扩散, 并且声压值随距离r单调递减, 不再有起伏波动。
当D >> λ 时, λ 4 可以忽略, 则式 (6) 可简化为:
可以看出, 近场长度N与声源面积的平方成正比, 与超声波的波长成反比。
当x>3N时, 有, 圆盘声源轴线上声压表达式可简化为:
式中:S为圆盘声源的面积。此式是推导规则反射体的超声波回波声压的重要公式, 但是前提条件是必须满足x > 3N, 否则对于近场区测得的误差非常大。
3.2 超声波换能器圆盘声源远场声压分布
图4 是将直径为12.6 mm、发射频率f=1 MHz的超声波换能器发射声波入射到水中, 圆盘声源近场和远场中横截面上声压分布图。
3.3 发射频率及换能器尺寸对声压分布的影响
为了掌握发射频率和换能器尺寸对声压分布的影响, 编程计算时仍然选择用水作为传播介质, 通过设定不同的实验参数, 进一步对比其声压分布的不同点。图5所示的是直径12.6 mm的超声波换能器在发射不同频率时的模拟声场。
由图5 可以看出, 在其他参数相同的条件下, 随着超声波换能器发射频率的增大, 声束的主瓣变窄, 副瓣增多, 而声场辐射的范围随之变小, 并且声能集中在中心轴线的能力变强。
图6 所示的是发射频率为4 MHz, 超声波换能器直径D分别为20 mm、12 mm、8 mm、6 mm时超声波的模拟声场。
由图6 可以看出, 在其他参数相同的条件下, 随着超声波换能器直径的增大, 声束的主瓣变窄、声场辐射的范围随之变小, 声能集中在中心轴线的能力变强。但是当直径较大时, 声场的近场长度随之增大, 因此对于超声波系统测距系统测量较短的距离时, 声场会出现如图4 (a) 所示的声压值中心塌陷的现象, 从而影响测距的精度。发射频率和超声波换能器对超声波声场的影响, 理论上令声压幅值为0, 即J1 (k RSsin θ) = 0 时, k RSsin θ=3.832, 7.016, 10.17, …, 将远场中第一个声压为零的角度成为指向角, 以 θ0表示, 则:
不难看出, 式 (9) 的形式满足瑞利判据, 即指向角越小, 空间分辨率越大。因此随着发射频率和换能器尺寸的增大, 指向角减小, 声能的集中能力增强。但是在实际声场的研究表明, 实际声场与理论简化计算结果的差别主要集中在近场区。由前文仿真可知, 近场声压有多处极大值和极小值, 而实际声场近场区声压分布均匀, 幅值变化小, 造成这种差异的原因主要包括:近场声压的极值点主要由干涉引起的;脉冲波是各种不同频率简谐波的叠加, 各频率波在空间中的干涉造成的极值点不同, 使叠加后的总声压趋于均匀;实际超声波换能器的声源是非均匀激发的, 其中心幅度较大, 而边缘小。
尽管实际声场与理论分析有所差异, 但是在远场区是基本符合的, 所以基于该理论推导并仿真出来的实验结果, 基本满足实际的测距系统要求。
4 结语
影响测距系统精度的因素很多, 包括超声波传播过程的衰减和环境温度等。因此本系统采用了多级放大电路放大接收的信号, 并引入了温度补偿技术, 以提高其测量精度。本研究采用基尔霍夫积分法, 推导出了超声波换能器在圆盘声源轴线上、远场任意点和声束横截面上的声场, 利用Matlab对均匀介质中的超声波声场进行模拟并将模拟结果可视化, 总结了超声波声场的传播特性和分布规律, 可以有效地降低检测成本。因此, 将可视化技术应用于无损检测和超声波声场的模拟中具有重要的实际意义。
参考文献
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超声波测距技术 第4篇
关键词：超声波测距，RBF网络，非线行误差校正
1、引言
超声波测距具有信息处理简单、快速和价格低，易于实时控制等许多优势，它被广泛的应用在各种距离测试的设备中。但超声波传感器在实际应用中也有一定的局限性。在超声波测距中，由于超声波传感器本身的结构和受外界温度等因素的干扰，其输入输出特性呈明显的非线性，靠硬件或软件补偿修正的方法对提高其测距精度的效果不大。所以，本文提出了基于径向基函数神经网络实现超声波传感器的建模，对超声波测距进行温度补偿和非线性误差校正的方法。
2、用 RBF神经网络改善超声波测距的精度
２.１神经网络实现非线性误差校正的原理
设超声波传感器要测量的实际距离为 d，实际距离d决定t2-t1，环境温度为T，超声波传感器测量输出的结果为h，经RBF网络校正后的距离为Dr，则超声波传感器测距系统可以表示为 h=f(d，T)，由于传感器产生的非线性误差和温度的影响，使得 f(d，T)呈现非线性特性。校正的目的是根据测的 h求未知的 d，即 d＝g(h，T)，也就是需要建立超声波传感器的模型其原理可以表示为图 1所示。
超声波传感器输出 Dr通过一个补偿模型，该模型的特性函数为Dr=g(h，T) ，其中Dr为非线性补偿后的输出， g(h，T)显然是一个非线性函数。通常非线性函数的表达式很难准确求解，但可以利用神经网络能很好地逼近非线性函数的特点，通过建立神经网络模型来逼近该非线性函数。本文选取RBF神经网络模型。
２.２ RBF 神经网络
RBF网络是一种局部逼近网络。它对于每个输入输出数据对 , 只有少量的权值需要进行调整。它采用一组正交归一化的基函数 —— 径向基函数的线性组合来逼近任意函数。
常用径向基函数有高斯函数、多二次函数、薄板样条函数等。由于输入矢量直接映射到隐层空间 , RBF的中心确定后 , 这种非线性映射关系也就确定 ,因此 RBF的学习算法首先要确定径向基函数的中心 ,本文径向基函数的中心采用高斯函数（Radbas(n)=e-n2）,其隐含层的输入输出模型如图２。
对于本文的超声波传感器逆模型的RBF网络模型，输入为h和T，训练后的实际输出为Dr，期望输出为d。超声波传感器非线性校正逆模型采用RBF网络，输入层2个节点，输出层1个节点，扩展系数为0.5（实验结果表明扩展常数为 0.5 时对应隐含层神经元个数适中，故扩展常数选为 0.5），通过测量获取了50组数据集作训练样本，将输入量作归一化处理后，按照上述的RBF神经网络的学习方法学习。神经网络的训练和仿真是在Matlab 6.5环境下，通过神经网络工具箱，编制相应的程序而实现。
在matlab上应用 RBF神经网络进行仿真温度补偿和非线性误差校正后，系统的测距精度大大提高，表 1所示为未经神经网络处理和神经网络处理后的测距比较。
比较结果表明，神经网络处理后的结果与实际距离很接近，精度大大提高了。
3、结束语
实际应用中，超声波测距易受温度等多种因素的影响，利用RBF神經网络良好的非线性逼近特性、自适应能力学习能力，可优化超声波的输出特性，而且网络结构简单，便于单片机实现或固化在硬件中。仿真结果表明，利用RBF 神经网络能很好地逼近非线性函数，实现了超声波传感器建模，对传感器进行非线性误差校正，效果相当明显，大大提高了超声波测距的精度，使其测距误差控制在毫米级以内，这是采用其它校正方法是无法达到的。
参考文献：
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超声波测距信号处理算法研究 第5篇
超声测距指的是利用超声波的反射特性进行距离测量。常见的测距原理和方法主要有脉冲回波法和相位差法两种, 二者的不同主要体现在对回波的处理方式上。由于相位测量存在以2n为周期的多值解, 从而容易造成解的不确定性, 为了消除多解, 常常需要引入包络检测和采用发射多种不同频率波的方式减小不确定度, 这就使得该方法的实现复杂化。因此, 国内外绝大多数超声测距研究都使用脉冲回波法, 本文也将对基于此原理的超声信号处理算法进行研究。
1、超声信号处理算法的原理
Pellam和Galt于1946年提出了脉冲回波法, 其工作原理是:用超声脉冲激励超声探头向外辐射超声波, 同时接收从被测物体反射回来的超声波 (简称回波) , 通过检测或估计从发射超声波至接收回波所经历的射程时间To F (Time of Flight) , 按下式计算超声波探头与被测物体之间的距离d, 即
其中, c为空气介质中声波的传播速度。
当c确定以后, 准确测量射程时间To F就成为本方法的关键问题。为了尽量准确地捕捉到回波起点, 提高射程时间To F的测量精确度, 国内外学者研究了许多特殊的超声波测距方法或时延估计算法, 如互相关时延估计法、伪随机码扩频测距方法、LMS自适应时延估计法以及综合了免疫算法、遗传算法等理论的多种处理算法。这几种方法已经比较成熟, 在研的人员也比较多, 所以无论从精度还是可靠性方面都做得较好, 在实际的超声测距系统中, 经常混合使用多种方法。
1.1 互相关时延估计法
互相关时延估计法是综合了实用性和较高可靠性的一种常见方法, 在工程中应用尤为广泛。其实现过程是:将发射器发送的超声波信号作为参考信号, 在每次发送超声波的终止时刻, 立即开始对接收器的输出进行采样, 并计算采样值与参考信号间的互相关函数。若超过了事先约定的阈值, 则说明采样值是换能器接收到的回波信号, 相关峰值出现的时刻对应的时间点就是射程时间。相关估计法充分利用了回波信号的相近性、相关性和窄带性, 其精确度和灵敏度明显高于阈值检测法。在实现方式方面, 该方法也呈现出多思路、多渠道, 融合了其他多种理论。
互相关时延估计法作为一种主流处理算法, 原理简单、容易理解, 在实现上运算量适中, 精度可靠。虽然和许多复杂算法相比, 其测量精度有限, 但它为各种理论的应用提供了基础平台, 在很长一段时间内具有经典的借鉴意义。
1.2 伪随机码扩频测距法
伪随机码扩频测距法实际是互相关时延估计法的发展和创新, 利用的是伪随机码的统计特性。这种方法借助于一个经适当选择的伪随机码, 将基带脉冲信号调制成为超声频编码信号, 用以激励换能器, 使之向外界发送超声频编码信号[1]。在大多数情况下, 外部干扰信号与所发送的编码信号是不相关的。因此, 通过计算该编码信号与回波信号的相关函数, 就可以把混在回波信号中的外部干扰信号消除或减小到最低程度, 从而实现对回波信号的检测。利用伪随机码尖锐的自相关特性, 采用相关检测的方法, 可使得超声波测距系统的抗干扰能力大大增强, 其测量精度高于发射单脉冲时的测量精度。扩频则是综合考虑了保密性和信噪比因素的一种改进手段, 通过对超声信号的调制和解调来提高信号传输过程的抗干扰特性, 进一步提高了伪随机码测距的测量精度和测量距离。
伪随机码扩频测距方法较上一种算法具有更高的精确度, 抗干扰能力明显提高。但它对处理器的要求也较高, 处理器不但要拥有相当宽裕的内存, 而且需要较高的时钟主频和很强的运算能力。此外, 本方法还需要大量的外围数字电路来辅助实现m序列的生成, 因此, 伪随机测距算法在可行性上值得商榷。
2、LMS自适应时延估计法理论推导及实验仿真
2.1 LMS自适应滤波器的基本原理
自适应滤波器是一种能够自动调节本身参数的特殊滤波器, 在设计时不需要事先知道输入信号和噪声的统计特性, 就能够在工作过程中逐渐"了解"或估计出所需的统计特性, 并以此为依据自动调整自己的参数, 以达到某种最佳准则的要求[2]。常用的准则有LMS (最小均方误差) 准则、LS (最小二乘) 准则及最大信噪比准则。
2.2 LMS自适应时延估计算法
LMS自适应时延估计 (Least-Mean-Square Time Delay Estimate) 是自适应滤波器的应用。其原理是在接收信号前加一延时, 通过调整延时使信号经LMS算法后与期望信号达到最大相关 (均方误差达到最小) , 等效于用LMS自适应滤波消去信道的影响, 起到自适应信道均衡的作用[3]。这种方法实质是将自适应算法转化为了一个FIR滤波器的设计和实现问题, 通过自适应算法的不断迭代和求逆实现滤波器的设计, 并将滤波器的权系数显示出来, 当权系数的变化稳定后, 在取得最大值并收敛的那一点, 均方误差也就取得了最小值。
图1是在Matlab中建立的仿真模型, 发送信号X (n) 作为输入信号, 回波信号d (n) 作为目标信号, 延时p个采样周期后输入滤波器的期望输入端, 滤波器的输出即为y (n) , 二者差值为误差信号e (n) , hm (n) 为第m阶滤波器的加权量, μ为收敛步长, 则有:
其中m=-p, -p+1, …, p-1, p
根据LMS准则, 当h (n) =Rx-1P时, 均方误差取得最小值, 此时滤波器收敛, 再从filter taps所显示的加权值hm (n) 的变化曲线中读取最大值所对应的m值, 减去延时p, 就求得了输入信号和期望信号之间的时延t。
2.3 实验仿真
采集一组模拟发射信号和回波, 发射信号的波形起始点为1500点, 而回波的起点位于2200点, 二者相差700点。现采用之前表述的自适应时延估计模型对信号进行处理, 延时p取为700, 滤波器长度5000, 收敛步长为1。那么, 从仿真结果图2中可以看出, 滤波器的权系数在1400点出现了最大值, 此后慢慢收敛, 趋向于零, 1400点减去延时的700点即为两信号的实际时延点数, 与采样周期相乘即得到信号在空气中的传播时间。
由于采用了构造的数据进行仿真, 所以在测量精确度方面几乎没有误差, 但这并不意味着自适应时延估计法是可取的。当滤波器的长度取到几千时, 计算量已经非常大, 包含了大量矩阵求逆和相乘运算, 当采集的数据数量较多时, 仿真进程变得非常缓慢, 即使使用通用计算机尚且需要较长的仿真时间 (15min) , 这就对一般处理器的处理速度提出了更高要求。另一方面, 本算法对环境噪声、信号畸变有一定的适应能力, 但当回波的形状不够好时就难以保证测量效果, 在实际应用中不够方便, 可行性也较差。
3、结束语
以上介绍的三种方法都可以归结为回波式的超声测距方法, 三种方法各有优缺点。通过观察运算过程和仿真结果可以知道, 自适应时延估计法的精度是最高的, 理论上几乎不存在误差, 其次是伪随机码扩频测距法, 误差极低, 互相关时延估计法的精度在三种算法中稍差, 但仍保证了较高精度, 可以满足实际运用的要求。而在运算复杂度方面, 自适应时延估计法的运算量最大, 需要不断进行矩阵求逆运算, 伪随机码扩频测距法次之, 互相关估计法的运算量最小, 实现也最简单。
参考文献
[1].祝琴.扩频技术在超声测距系统中的应用研究【D】, 硕士学位论文, 长沙:国防科技大学, 2006
[2].陈尚勤, 李晓峰.快速自适应信息处理【M】.北京:人民邮电出版社, 1993.5
复卷机超声波测距系统的设计 第6篇
1 超声波的工作原理
超声波是一种频率大于20kHz的机械波,可以在除真空以外的任何介质中传播。传播过程中,具有定向性好、能量集中、衰减小及反射能力强等特点。超声波发生器从整体上来讲可以分为两类,一类是用电气方式产生超声波,包括压电式、磁致伸缩式和电动型;一类是用机械方式产生超声波,包括加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同[1]。复卷机超声波测距系统选用的是压电式超声波发生器。压电式超声波传感器是利用压电晶体的谐振原理工作的,是一种可逆的换能器件,既能把电振荡的能量转换为机械振荡形成的超声波,又可以把接收到的超声波能量转换为电振荡,如图1所示是传感器的基本工作方式。(1)
超声波传感器内部通过激励换能器处理以后,将其转换成机械振动能,由此形成超声波,并通过传感器的辐射口将超声波信号向外发射。同时发射出去的超声波信号在遇到障碍物以后,立即被反射回来。接收机接收后通过内部转换,将超声波信号变为电振荡信号,并将信号放大。在温度一定的情况下,超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以算出发射点距离障碍物的距离S=340t/2。在接收和发射的超声波系统中,发射传感器的共振频率与接收传感器的反共振频率是相互匹配的。复卷机超声波测距系统,就是通过超声波传感器获得所需的控制信号,利用该信号控制压纸辊的压力输出。
2 复卷机超声波测距系统的工作原理
复卷机超声波测距系统在处理成品纸卷紧度问题上主要是研究液压系统压力与直径变化的关系(图2)。卷曲过程中成品纸卷的直径逐渐增大,纸卷自重逐渐增加,成品纸卷与两底辊的接触点发生变化。若压纸辊压力恒定,则成品纸卷与前、后底辊间的压力在变。要得到理想的纸卷形态,必须使成品纸卷与前、后底辊接触点的压力恒定,故要求液压系统所释放的压力变化[2]。
压力控制的要点:
a.保压控制。液压系统的压力随纸卷直径的增加而增大,该部分需要施加多大的压力可通过直径计算。
b.恒压控制。当压纸辊自重与液压系统的压力平衡时,成品纸卷不受压力,液压系统处于恒压状态。
通过对压纸辊进行压力分析得到压力与直径的关系式:
压纸辊液压系统释放的压力为:
式中B———纸卷宽度,m;
D———纸卷直径(复卷中逐渐增大),m;
d———底辊直径,m;
F———压纸辊液压系统释放的压力,N;
F1———成品纸卷与底辊接触点之间的压力,N;
G1———成品纸卷的自重(复卷中逐渐增大),N;
G2———压纸辊自重,N;
O1O2———两底辊中心矩,m;
p———压纸辊应施加的压力,N;
γ———纸的比重N/m2;
α———垂直线与纸卷、支承辊的连线之间的夹角,(°)。
式(1)～(4)的计算结果见表1。
由表1可知,当成品纸卷直径达到0.6m以上时,压纸辊应施加的压力为负值,表明已经不需要压纸辊,可将压纸辊完全抬起。
3 复卷机测距系统的组成
该系统采用了液压式机构来实现压纸辊压力控制,其控制结构如图3所示。它包括超声波卷径传感器、PLC、电子放大器、电液比例阀和液压缸。其中液压缸和压纸辊直接相连,这种结构既可以施加悬称力,又可以施加下压力,压力控制为开环。
PLC根据设定的压力曲线以及测得的成品纸卷当前直径输出一个压力控制信号,电液比例阀的输出油压和这个压力给定信号成正比例,从而控制了液压缸的悬称力大小[3]。
在实际应用中,读取模拟量电位器的电压值(随着纸卷直径的变化电位器会呈现不同的电压)。根据复卷机的结构,在压纸辊最低处即成品纸卷直径仅为纸芯直径时记录一个电压值,在成品纸卷达到最大直径时记录一个电压值,并进行计算。把检测数据与实际数据进行对比,缩小其差距,并使用校正系数对检测数据进行修正,如图4所示模式设定。将实时监测到的直径与设定直径曲线进行比较,调节PI参数。实时根据公式修正压力及转矩,使监测到的直径与设定直径相符时即达到实时检测紧度、实时修正进度的目的,使纸卷处于理想的形态。该方法已经在具体的项目中实施过,偏差不超过0.1%[4]。
4 抗干扰
由于超声波传感器的工作现场周围存在着电网电压波动和周围空间的高频干扰等大量的干扰因素,这些干扰导致仪器工作不正常,输出失真,难以测量出正确的数值。解决这些干扰问题要从分析干扰的来源和传播途径入手。
4.1 干扰来源
来自电源的干扰。供给仪器使用的电源直接引至电网,电网发生变化,如开关操作浪涌、各种整流设备、变频器引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都可通过输电线路传至超声仪器使用的电源处。
来自信号线的干扰。与仪器连接的各类传输回路中有感应元件,信号线上存在噪声干扰;信号早传输过程中由于绝缘性能不好,没有采取有效地屏蔽、接地措施,信号传输就会受到干扰。
来自接地线混乱的干扰。仪器接地、设备接地、系统接地、保护接地混乱,各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在电位差,引起地环路电流,影响系统正常干扰。
4.2 抗干扰措施
变频器在运行时会产生高次谐波,造成电压波形畸变,严重影响附近的仪电设备动作。屏蔽干扰源是抗干扰最有效的方法,具体做法有:
a.在变频器进线侧安装进线电抗器及进线滤波器,抑制干扰信号对电源的干扰;
b.信号线全部采用屏蔽线,屏蔽层可靠接地,布线时尽量远离变频器的进、出线;
c.电机电缆也采用屏蔽电缆,屏蔽层可靠接地。
原匀速的电机控制采用交流接触器控制,接触器线圈断、合瞬间产生电磁干扰。针对这种情况,可将交流接触器改换成无噪声固态接触器,其控制电源改用24V直流稳压电源[5]。
5 结束语
复卷机作为造纸工艺的最后一道工序,复卷机成品纸卷的松紧程度、切割断面的好坏是衡量纸品好坏的一个关键因素,因此是复卷机控制的关键。经过上述的分析,最重要的是控制成品纸卷的直径增长规律变化,保持成品纸卷与前后底辊接触点之间的压力恒定,从而达到控制的要求。
摘要：设计的复卷机超声波测距系统利用了超声波传感器在测距系统中的显著表现,实时、准确的测量了成品纸卷的直径,以此直径输出值为根据,通过释放压纸辊压力负荷来补偿因纸卷重量变化和纸卷与前后底辊接触点变化所带来的压力波动,最终保持成品纸卷与前后底辊之间的压力恒定,使得造纸工艺的自动化程度得到了进一步提高。
关键词：复卷机,紧度控制,超声波传感器
参考文献
[1]黄继昌.传感器工作原理及应用实例[M].北京:人民邮电出版社,1998.
[2]郭艳萍.复卷机恒张力与负荷分配控制设计及应用[D].天津:天津大学,2005.
[3]谢仕宏,孟彦京,张金平.比例减压阀在高速复卷机中的应用分析[J].中国造纸,2004,23(6),39~40.
[4]孟彦京.造纸机变频传动原理与设计[M].西安:陕西人民出版社,2002.
基于单片机遥控超声波测距智能小车 第7篇
超声波是一种在弹性介质中的机械振荡。由于超声波测量模块易于设计、具有体积小、功耗低、性能稳定且成本低廉等优点, 是继红外测量之后又一被广泛研究、发展和应用的重要科学技术手段。利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离, 易于实现。智能小车作为一种载体, 实际上是智能机器人的一个前身, 本文研究的是在智能小车上实现超声波测距, 这无疑是为将来设计智能机器人超声波测距功能提供一个理论基础。智能机器人是在人类不能或者不便到达的一些区域做测量、研究必不可少的帮手, 近年来无论是国内还是国外的星球、海洋的探测无一不印证了这一趋势。超声波测距是目前使用范围较广的一种测试手段。
本文通过对超声波的研究和红外遥控的研究, 设计了基于单片机的智能小车的测距模块, 红外遥控模块和小车智能控制模块。通过软硬件设计调试, 实现了小车的不同运行状态, 并且实时显示距障碍物的距离, 能智能避障, 可以远程遥控控制小车的运行。该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制, 并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。
1 硬件系统组成
用单片机STC89S52来作为整个智能小车控制系统的核心部件, 用压电超声波传感器、红外遥控接收和发射模块以及相应的外围电路构成了一个基本智能小车控制系统。通过单片机中的计数器和外部中断信号调用子程序测算障碍物距离, 从而进一步控制智能小车中的制动系统, 最终实现整个系统设计。小车前进过程中距障碍物小于15cm时, 系统报警, 单片机控制直流电机使小车自动避障绕行, 也可以遥控小车左转、右转、前进、后退。图1是系统的整体框图。
1.1 电机驱动电路
L298N是专用驱动集成电路, 属于双H桥集成电路, 其输出电流为2A, 最高电流为4A, 最高工作电压50V, 可以驱动感性负载, 如大功率直流电机、步进电机、电磁阀, 特别是输入端可以与单片机直接相连, 从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时, 可以直接控制两路电机, 每个电机的运动要靠两个引脚控制。通过调制后面两个轮子转速或正反转来达到控制小车转向的目的。所以要实现电机正反转, 只需改变输入端的逻辑电平即可。LN298驱动电路原理图如图2所示。
根据上面的原理图看出, 它可驱动2路直流电机, 使能端ENA、ENB为高电平时有效, 控制方式及直流电机状态如表1所示。
可以通过PWM对直流电机进行调速, 需设置IN1和IN2, 确定电机的转动方向, 然后对使能端输出PWM脉冲, 即可实现调速。当使能信号为0时, 电机处于自由停止状态;当使能信号为1, 且IN1和IN2为00或11时, 电机处于制动状态, 阻止电机转动。所以, 在系统中, 通过单片机I/O管脚的输出电平信号组合来设定L298N控制端的高低电平, 实现使能电机的动作。控制非常灵敏, 亦能满足直流减速电机的大电流。
1.2 无线遥控模块
此模块实现了无线远距离控制小车的停启、方向行驶的功能, 在整个小车系统中起到不可忽视的作用。图3是无线遥控设备方框图, 由发射机、接收机及执行机构3部分组成。
发射机主要包括编码电路和发射电路。编码电路由操纵器 (操纵开关或电位器等) 控制, 本系统采用无线遥控器四键做操纵器, PT2262为编码器, PT2272为接收器即为解码器。操纵者通过四键遥控器, 使编码电路产生所需要的控制指令。发射电路的主要作用是产生载波, 并由调制器将指令信号调制在载波上, 经天线将已调载波发送出去。
接收机由接收电路及译码电路组成。接收电路又包括高频部分及解调器部分。由接收天线送来的微弱信号经接收机高频部分的选择和放大后, 送到解调器。由于“卸”下来的各种指令信号是混杂在一起的、还要送到译码电路译码。译码电路的工作就象把卸下来的货物鉴别分类, 再分别送到使用场地一样, 它对各种指令信号进行签别, 送到相应的电机放大电路。电机放大电路把指令信号放大到具有一定的功率, 用以驱动直流电机来控制小车的运动。
解码接收模块采用AU-YK04B, 即5伏高频超再生四路解码接收模块。该模块采用LC振荡电路, 内含放大整形, 输出的数据信号为解码后的高电平信号, 使用极为方便, 并且价格低廉, 所以被广泛使用。
1.3 超声波测距
通过超声波发射装置发出超声波, 根据接收器接到超声波时的时间差就可以测算距离。本系统采用HC-SR04模块, 此模块的典型工作用电压为5V, 超小静态工作电流小于2m A, 感应角度不大于15度, 探测距离为2cm~400cm, 盲区小于2cm, 精度可达0.3cm。它有四个引脚分别是Vcc、Trig (控制端) 、Echo (接收端) 、Gnd。此模块采用IO触发测距法, 使用时在控制口发一个10μs以上的高电平, 就可以在接收口等待高电平输出。一有输出就可以开定时器计时, 当此口变为低电平时就可以读定时器的值, 即高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间, 则根据测试距离= (高电平时间×声速 (340m/s) ) /2可算出距离。如此不断的周期测算, 并将测算的距离实时显示在液晶显示屏上。在系统中设定的最小距离为15cm, 如果测试距离大于15cm时, 系统按照上述方法测算并显示距离。当测试距离小于等于15cm时, 系统报警提示, 并且通过改变电机的运行状态使小车转向, 自动避障[5]继续前行。在此过程中, 操纵者可以随时遥控改变小车的运行情况。
2 软件设计
本系统上电初始化启动后判断距障碍物距离及按键, 小车一直处于找障、自动避障和检测遥控信号的状态中, 当避障信号和遥控信号任一信号给单片机收集到后都转入相应的状态, 控制小车运行避障等。并显示小车距障碍物的距离。其主程序流程如图4所示。
本系统的软件调试因STC89S52核心模块的使用而变得相对容易, Keil软件开发环境, 能判断语法错误和逻辑错误, 判断程序无误后, 可直接下载到单片机系统中进行调试。在软件和硬件都基本调通的情况下, 进行系统的软硬件联调。按照自上而下, 模块化设计的理念对模块逐个调试:首先, 调无线遥控模块, 是否能正常收发, 然后调试超声波模块对信号进行处理, 接着调试单片机对L298N的控制。最后等模块逐一调通后, 再进行联调, 构成一个完整的系统。
3 结束语
本系统设计采用了STC89S52单片机作为主控芯片, 实现了测算距离及显示, 可以智能避障, 通过遥控器可以控制小车的运行状态, 其结构简单, 容易实现, 总体设计合理, 工作稳定、性能良好、检测速度快、易于做到实时控制, 是主流的智能化的信息融合技术的设计理念。它功能强大, 模块化设计, 可移植性强, 功率较低, 有广范的应用领域和发展前景。
参考文献
[1]苏炜, 龚壁建, 潘笑.超声波测距误差分析[J].传感器技术, 2004, 23 (6) :8-11.
[2]曾祥进, 王敏, 黄心汉.自动增益电路在超声波测距系统中的应用研究[J].测控技术, 2005, 4 (7) :69-71.
[3]丁向荣.单片机应用系统软件中抗干扰技术的探讨[J].电脑编程技巧与维护, 2012, 10:8-10.
[4]李柠, 张殿富.基于单片机的智能小车速度控制设计[J].科技视界, 2012, 28:454-456.
[5]王松, 李永超, 郑建飞.基于AT89S52单片机的智能小车系统设计制作[J].高科技产品研发, 2010 (18) :51-52.
基于US-100超声波测距仪设计 第8篇
超声波指向性强, 在介质中传播的距离较远, 因而超声波经常用于距离的测量, 如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制, 并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。
2 系统总体设计
系统总体设计框图如图1, 可以看到, 超声波测距主要是由STM32控制器, TFTLCD显示屏, 上位机作为显示, US-100超声波测距模块作为传感器。当控制器给传感器开始工作的信号时, 传感器开始工作, 并返回测试的数据, 通过TFTLCD显示屏和上位机显示测量结果。当测量距离小于150mm时, 蜂鸣器报警。
3 硬件设计
3.1 STM32F103控制器
STM32F1系列属于中低端的32位ARM微控制器, 其内核是Cortex-M3。工作频率可高达72Mhz, 内置高速64KB SRAM存储器;外设包512KB FLASH、2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、3个SPI、2个IIC、5个串口、1个USB、1个CAN、3个12位ADC、1个12位DAC、1个SDIO接口、1个FSMC接口以及112个通用IO口。
3.2 US-100超声波测距模块接口
US-100超声波测距模块可实现2cm~4.5m的非接触测距功能, 拥有2.4~5.5V的宽电压输入范围, 静态功耗低于2m A, 自带温度传感器对测距结果进行校正, 同时具有GPIO, 串口等多种通信方式, 内带看门狗, 工作稳定可靠。
将实物与开发板连接如图2所示: (US-100正面从左向右一次为1-5口)
4 软件设计
4.1 总体软件设计
测距的过程可以分为三个部分, 分别为:控制器资源配置、US-100的时序模拟测量过程及数据处理、显示及判断测量距离是否小于150mm。
4.1.1 控制器的资源配置
在主程序中调用定时器:TIM5_Cap_Init (0XFFFF, 72-1) ;//以1Mhz的频率计数
4.1.2 US-100的时序模拟测量过程
4.1.3 显示测量结果, 并判断数据是否小于150mm
5 总结
本文重点叙述了如何使用US100制作超声波测距仪。利用STM32设计软件, 通过硬件US100实现。从设计过程可以看出该仪器原理简单、制作方便、成本低。但是当要测量距离较远的目标时, 由于外界环境的干扰, 一方面声波发散而使能量降低, 另一方面使分辨力下降, 从而使得准确度下降, 造成测量数据不准确。所以该设计一般用于近距离的测量。
摘要：由STM32作为控制器, 选用US-100超声波模块作为传感器, 利用声速测量距离。利用TFTLCD显示屏和上位机作为结果显示窗口, 当测量距离小于150mm时, 蜂鸣器报警。
关键词：ARM,US-100超声波测距模块,声速测距
参考文献
[1]刘林茂.一种特殊构件粘接缺陷的超声波检测[J].无损检测, 2010 (01) .
[2]邓大勇.钢板超声波检测基准灵敏度确定的诠释[J].青海电力, 2008 (02) .
一种超声波测距装置的设计与实现 第9篇
关键词：超声波,测距,单片机,精度
1. 总体架构
测距仪以基于51单片机的最小系统为核心, 加上超声波测距模块, 显示模块和通信模块构成。显示模块由数码管构成, 可以实时显示距离测量的结果。通信模块以单片机自带的通用异步串口为基础, 扩展一路RS232电平接口。通过这个接口, 可以把测量结果上传给其他设备, 也可以接受来自网络中主机的命令, 按要求进行距离测量和结果上传。
2. 硬件电路设计原理
2.1 超声波模块的选择和基本工作原理
超声波模块是实现距离测量的核心硬件部件。本次选用的超声波测距模块是HC-SR04。
该模块接口简单, 只有4个引脚, 分别是电源、地、触发信号输入, 回响信号输出。HC-SR04模块可提供2cm~400cm的非接触式距离感触功能, 测量精度可达3mm。工作原理如下:
(1) 启动测量:向触发信号输入引脚输入一个至少持续10us的高电平信号, 就能启动模块的测距;
(2) 测量过程及输出:模块启动测距后会发出8个40k Hz的方波, 并自动检测是否有信号返回。一旦测到返回信号, 就在回响信号输出端输出一个正脉冲, 正脉冲持续时间就是超声波信号发出到收到返回信号的时间间隔。因此, 通过测量该正脉冲的宽度并进行正确地换算, 就能得到相应的测量距离;
(3) 结果换算:测量距离= (高电平持续时间×音速) /2。
2.2 超声波模块与单片机之间的互联设计
超声波模块与单片机之间的互联, 最简单的设计就是将单片机的任意两根I/O口线与模块的触发信号输入, 回响信号输出相连就可以了。但是, 这种方式测量回波的宽度会存在一定的误差。因此, 如果想要精确地测量回波宽度, 就要用到单片机定时器自带的门控功能。硬件的互联就会不同。此时, 模块的触发信号输入端仍然可以与单片机的一根普通用户I/O口线连接。但模块的回响信号则只能连接到单片机的外部中断引脚INT0或INT1上, 这样才能使用定时器的门控功能, 实现精确测量。
3. 软件设计原理
3.1 一般测量
如果测量精度要求不高, 就可以使用查询的方式来检测回波信号的变化, 并相应地控制定时器的计时, 计时完成后, 取出计数值, 换算成时间, 再将高电平的持续时间换算成距离即可。测量控制部分的关键代码如下:
上述测量控制过程完成后, 就可以读取TH0和TL0中的计数值, 进行测量距离的计算了。
3.2 精确测量
在一般的测量方法中, 监测回波信号和启动定时器都是通过软件查询来实现的。然而, 由于软件查询和回波信号的产生是完全独立的两个操作, 所以查询必然滞后于回波信号的产生, 从而带来一定的测量误差。而程序读到有效的回波信号后, 要先做判断, 然后再启动定时器工作, 这都需要时间。回波信号变为无效, 程序读取状态后再关闭定时器, 也是类似的过程。因此, 测量是有误差的。
如果想测量更精确, 就要使用硬件来控制定时器的启动。即回波信号一变为有效, 定时器立刻启动, 停止也一样。要做到这一点, 就要用到单片机定时器自带的门控功能。单片机的TMOD寄存器中有一个门控位GATE。该位置为1, 定时器的运行控制位TRx置为1, 定时器的启动和停止就可以由单片机的外部中断引脚INT0或INT1控制了。因此, 硬件互联时, 回响信号必须连接到单片机的外部中断引脚INT0或INT1上。这样就能做到定时器的计时与回响信号变化之间的同步了。软件的设计也更简化, 控制部分的关键代码如下:
上述测量控制过程完成后, 就可以读取TH0和TL0中的计数值, 进行测量距离的计算。
这样测量的结果就很准确了。
结语
本文介绍了一种基于51单片机超声波测距模块的设计。包括硬件设计原理, 程序流程设计, 测量精度控制等。该设计在实测中运作良好, 稳定, 测试距离及精度符合设计要求。
参考文献