[實用新型]一種基于超聲波信號的測距儀

有效

• 申請號: 201520776458.6
• 申請日: 2015-10-09
• 公開（公告）號: CN205027899U
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 席嘉文
• 申請（專利權）人: 席嘉文
• 主分類號: G01S15/08
• 分類號: G01S15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種基于超聲波信號的測距儀。

背景技術

超聲波測距是一種極有潛力的方法，近距范圍內超聲測距有其不受光線影響、結構簡單、成本低等特點。超聲測量另一個突出優點是：環境介質可以為空氣、液體或固體，適用范圍廣泛。更重要的是超聲波檢測降低了勞動強度，避免工人在惡劣工作環境下(高、低溫，高、低壓，強輻射，有毒氣、液體環境等)受到傷害，還大大提高了測量精度，可靠性高；另外，超聲波測距還可以應用到其他的功能系統中，例如機器人避障系統、移動機器人避障的超聲測距系統、智能機器人管家和簡易智能電動車自動避障系統、車載系統、自動泊車系統、自動剎車系統和倒車雷達系統。

目前超聲波測距已得到廣泛應用，國內一般使用專用集成電路根據超聲波測距原理設計各種測距儀器，但是專用集成電路的成本較高、功能單一。而以單片機模塊為核心的測距儀器可以實現預置、多端口檢測、顯示、報警等多種功能，并且成本低、精度高、操作簡單、工作穩定、可靠。

國內超聲波技術現已日趨成熟，穩定度也相當高，適用于很多領域。包括：測距、曲面仿真、避障、機器人定位等。雖然如此，但也存在一些急待攻克的問題，例如：測量精度的級別有待提高；測量距離不夠遠，大多只有10米之內；一些高精度或遠距離的產品的電路復雜，成本較高；依然存在一定距離的育盲區等等；這些問題限制了超聲波的應用。

針對上述存在的問題，國內外的相關人員進行了努力的攻關。研究主要集中在以下幾個方面：超聲波回波處理、新型換能器研發、發射脈沖選取等等，并且針對超聲測距儀器的常見影響因素提出了溫度補償、接收回路串入自動增益調節環節等提高超聲波測距精度的措施。目前在國內的研究成果主要有：超聲波回波處理方面的最小均方自適應時延估計算法；一體化換能器；專用脈沖發生器；采用功率驅動芯片結合升壓變壓器等。還通過超聲波測距儀專用集成電路分析超聲波測距誤差產生的原因，來提高測量時間差到微秒級；以及用溫度傳感器來進行聲波傳播速度的補償后，其高精度超聲波測距儀也可以達到毫米級的測量精度。這些新的技術都大大提高了超聲波測距的精度和距離。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，提供一種結構設計合理，反應速度快，精度高的基于超聲波信號的測距儀。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是：一種基于超聲波信號的測距儀，其特征在于：包括單片機模塊、語音播報模塊、顯示模塊、超聲波傳感器模塊、溫度檢測模塊。單片機模塊連接語音播報模塊、顯示模塊、超聲波傳感器模塊以及溫度檢測模塊。其中，超聲波傳感器模集成了超聲波發射電路和超聲波接收電路，超聲波發射電路以及超聲波接收電路均連接至單片機模塊。

超聲波傳感器模塊是本系統的核心器件，集成了超聲波發射電路和超聲波接收電路。利用單片機模塊控制超聲波的發射和接收并計算往返的時間。超聲波接收電路的輸出端接單片機模塊的外部中斷源輸入口，系統定時發射超聲波，在啟動發射電路的同時啟動單片機模塊內部的定時器，利用定時器的計數功能記錄超聲波發射的時間和收到反射波的時間。當收到超聲波的反射波時，超聲波接收電路輸出端產生一個負跳變，在單片機模塊的外部中斷源輸入口產生一個中斷請求信號，單片機模塊響應外部中斷請求執行外部中斷服務子程序，讀取時間差，計算距離，結果輸出給顯示模塊顯示。相比于一般的超聲波測距裝置，本實用新型采用雙向測距的方式，反映速度更快、控制更簡便。