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超声波测距系统的研究与实现
资料介绍
超声波优势在于指向性强、抗干扰能力较强、定向发射能力较强，且在介质中传播的衰减系数较小、反射能力较强等，超声波普遍运用在非接触式检测方式中，主要包括超声波检测距离、超声波检测厚度和超声波定位障碍物等。其中，超声波液位检测在工农业中也有着广泛的应用，因此，精准的液面高度测量成为工农业过程控制的重要组成部分。针对大型蓄水罐的液面高度检测，本文研究并实现一种操作步骤简便、检测精度高、智能化管理控制、制作成本较低的液位检测系统。
本文研究了利用渡越时间测量方法进行超声波测距的基本方法和理论，分析了影响超声波测距精度的主要因素，并提出了超声波测距系统的总体设计实现方案，对该系统进行硬件电路实现，包含单片机最小系统、超声波发射和接收电路、舵机方向控制电路、无线通信电路、液晶显示电路以及声光报警电路。根据测距系统的逻辑关系编写流程图以及使用C语言完成该系统软件实现。其中，利用卡尔曼滤波算法预估下一次测量液面高度并自动调整量程，以提高超声波传播时间的检测精度；在仅使用一个超声波传感器的情况下，利用标准挡板和舵机相结合的方法，精确测量并计算超声波传播速度，从而计算得到被测液面高度。最后，对超声波测距系统进行实际测量并分析检测结果和误差要素。该系统经过模拟测量，说明各项技术指标全部满足预定要求，且具有硬件电路结构简单、成本低廉、准确度较高等优势，并实现液面高度的实时显示和达到或超过阈值时的双重报警功能。
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资料：bitboy
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