超聲波測距-文獻(xiàn)綜述

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻(xiàn)綜述第1頁共8頁超聲測距系統(tǒng)設(shè)計綜述超聲測距系統(tǒng)設(shè)計綜述摘要：超聲測距技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場、車輛導(dǎo)航、水聲工程等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用價值，目前已應(yīng)用于物位測量、機(jī)器人自動導(dǎo)航以及空氣中與水下的目標(biāo)探測、識別、定位等場合。因此，深入研究超聲的測距理論和方法具有重要的實踐意義。系統(tǒng)介紹了硬件和軟件兩個方面。在硬件方面，圍繞單片機(jī)展開，設(shè)計了具有通信、預(yù)處理等接口的硬件電路，完成對回波數(shù)據(jù)的采集、處理、上傳等功能，并利用單片機(jī)片

2、內(nèi)的溫度傳感器采集環(huán)境溫度，對聲速做出修正；在軟件方面，利用Matlab仿真工具構(gòu)造發(fā)射信號和回波數(shù)據(jù)對互相關(guān)時延估計法、偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻測距和LMS自適應(yīng)時延估計算法進(jìn)行仿真，分析了仿真結(jié)果和上述算法的優(yōu)缺點，最后選定互相關(guān)時延估計法為超聲測距處理算法。關(guān)鍵詞：超聲波、測距儀、單片機(jī)1.1.前言前言超聲測距指的是利用超聲波的反射特性進(jìn)行距離測量，在車輛自動導(dǎo)航、機(jī)器入的定位和對象識別、海洋水聲以及工業(yè)距離的測量方面具有重要意義。常見的測距

3、原理和方法主要有脈沖回波法和相位差法兩種。相位差法與脈沖回波法的不同體現(xiàn)在對回波的處理方式上，由超聲波換能器接收端獲得調(diào)制聲波的回波，經(jīng)放大電路轉(zhuǎn)換后，得到與放大的相位完全相同的電信號，此電信號放大后與光源的驅(qū)動電壓相比較，測得兩個正弦電壓的相位差，根據(jù)所測相位差就可算得所測距離。由于采用的是相位比較，使得測距精確度大大提高，但這種方法本身存在明顯的缺陷。由于相位測量存在以2n為周期的多值解，從而容易造成解的不確定性。為了消除多解，常常

4、需要引入包絡(luò)檢測和采用發(fā)射多種不同頻率波的方式減小不確定度，這就使得該方法的實現(xiàn)復(fù)雜化。2.系統(tǒng)方案比較與選擇2.1利用分立模塊的超聲波測距儀畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻(xiàn)綜述第3頁共8頁時的同步；當(dāng)接收信號的最后一個脈沖到來后，計數(shù)器停止計數(shù)。雙向超聲波測距儀的系統(tǒng)主要有幾下部分組成（如圖2所示）：LED顯示模塊，AT89C51芯片，超聲波發(fā)射模塊，超聲波接收模塊，電源模塊等五大模塊組成。圖2系統(tǒng)設(shè)計總體框圖優(yōu)點：雙向測距，精度高，功耗低。在電

5、路中我們采用PIC芯片它的優(yōu)點是：精簡指令使其執(zhí)行效率大為提高；徹底的保密性；其引腳具有防瞬態(tài)能力，通過限流電阻可以接至220V交流電源，可直接與繼電器控制電路相連，無須光電耦合器隔離，給應(yīng)用帶來極大方便?；谏鲜鰞煞N方案的比較，方案一，測量盲區(qū)較長，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且穩(wěn)定性不高。方案二，能進(jìn)行雙向測距，精度高，功耗低，模塊簡單，穩(wěn)定性高。所以選用方案二。3.3.方案設(shè)計與論證方案設(shè)計與論證3.1系統(tǒng)整體方案的設(shè)計由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩

6、慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量。利用超聲波檢測距離，設(shè)計比較方便，計算處理也較簡單，并且在測量精度方面也能達(dá)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等自動化的使用要求。超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、電動型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率、和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前在近距離測量方面常用的是壓電式超聲波換能器。根據(jù)