CN110412591A - 能够实现多极预警和降温的超声波测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了能够实现多极预警和降温的超声波测试仪，包括单片机，所述单片机上同时连接声音报警器、温度传感器、LED显示报警电路、风机、用于限制车速的限速制动模块、锁相环和放大电路，在锁相环上还连接第一放大电路，在第一放大电路和超声波接收器之间还设置滤波器，在单片机上还连接第二放大电路，在第二放大电路上还连接超声波发射器；在单片机上还连接指示灯，指示灯包括红黄绿3种颜色的指示灯，当单片机测得的到障碍物的距离大于2m之间时，绿灯亮；当到障碍物的距离在1m‑2m之间时，黄灯亮。本发明通过上述结构，能够实现多极预警，能更好的避免与障碍物发生碰撞的危险，还能通过风机进行降温，测量精度高。

Description

能够实现多极预警和降温的超声波测试仪

技术领域

本发明涉及测试领域，具体涉及能够实现多极预警和降温的超声波测试仪。

背景技术

在超声波测量领域，限制超声波测量准确度存在4个因数：超声波的幅度、反射的质地、反射和入射波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。为了增加所测量的覆盖范围、减小测量误差、可采用多个超声波换能器分别作为多路超声波发射或接收的设计方法。由于超声波属于声波范围，其波速C与温度有关，温度越高波速越高，若不控制温度则会导致最终的测量结果不准确。另外，现有的超声波测试仪无法实现多极预警，不利于使用者根据实际情况进行调整，不能很好的达到预防与障碍物发生碰撞。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供能够实现多极预警和降温的超声波测试仪，能够实现多极预警，能更好的避免与障碍物发生碰撞的危险，还能通过风机进行降温，测量精度高。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：能够实现多极预警和降温的超声波测试仪，包括单片机，所述单片机上同时连接声音报警器、温度传感器、LED显示报警电路、风机、用于限制车速的限速制动模块、锁相环和放大电路，在锁相环上还连接第一放大电路，在第一放大电路和超声波接收器之间还设置滤波器，在单片机上还连接第二放大电路，在第二放大电路上还连接超声波发射器；在单片机上还连接指示灯，指示灯包括红黄绿3种颜色的指示灯，当单片机测得的到障碍物的距离大于2m之间时，绿灯亮，表示与障碍物之间没有危险，声音报警器不会发出声音；当单片机测得的到障碍物的距离在1m-2m之间时，黄灯亮，表示与障碍物之间已存在危险，声音报警器会发出声音；当单片机测得的到障碍物的距离在0.5m-1m之间时，红灯亮，表示与障碍物之间已经非常危险，声音报警器发出尖锐的声音。

该能够实现多极预警和降温的超声波测试仪安装在汽车上，用于监测汽车前端或者后端与相邻障碍物之间的距离。单片机发出短暂的40kHz信号，经过第二放大电路放大后通过超声波发射器即超声波换能器输出，反射后的超声波经过超声波接收器输入，通过滤波器将杂波去除掉后，再传输给第一放大电路将信号放大后变为清晰的信号传递给锁相环对此信号进行锁定，产生的锁定信号启动单片机中断程序，得出时间t，再由单片机中的系统软件根据距离的计算公式S＝Ct/2，C为波速，t为超声波发射并返回的时间，对其进行计算、判断后，相应的计算结果被送至LED显示电路进行显示，若测得的距离超出设定范围系统将提示声音报警器报警，同时启动限速制动模块，对汽车行驶速度进行减速，最大化的减少汽车与相邻障碍物相撞的可能性。由于温度对超声波检测的影响是很大的。绝大多数的检测仪器几乎都是在常温，也可以说是正常作业的室内生活温度，适宜温度在10～30摄氏度，但是单片机在使用过程中温度很容易升高，导致测量结果不准确。本方案通过在单片机上设置温度传感器用于随时监控单片机的温度变化情况，当温度超过预设值时，则启动风机对单片机进行降温，保证单片机在合理的温度范围内，避免过高的温度导致测量距离不准确的情况发生，测量的精确度大大提高。该装置结构简单，使用方便，测量结果准确，能够更好的保证汽车的安全，避免汽车与其他障碍物发生碰撞，造成不必要的经济损失。本方案中设置专门的指示灯，并且根据与障碍物之间的间距情况进行有针对性的显示，当与障碍物的间距较大时则绿灯亮，表示间距在安全范围内，当与障碍物的间距在1m-2m之间时，黄灯亮，表示与障碍物之间已存在危险，声音报警器会发出声音，多重提醒使用者注意安全，及时采取行动，避免与障碍物发生碰撞；当单片机测得的到障碍物的距离在0.5m-1m之间时，红灯亮，表示与障碍物之间已经非常危险，声音报警器发出尖锐的声音，以更加强烈的方式提醒使用者，实现多极预警，使用者根据亮的不同颜色的灯，即可判断准确判断与障碍物之间的准确间距情况，实现更加准确的处理，从而更好的避免危险的产生。

优选的，红灯和黄灯亮时，会不断的闪烁和旋转。由于在白天可能出现灯亮看不清的情况，而现在不仅让灯亮，而且还让灯闪烁着亮，同时不断的进行旋转，从多角度，多方式醒目的提醒使用者，让其及时的采取行动，避免危险的发生。

优选的，所述的第一放大电路为差分放大电路。差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，在电路对称的条件下，差放具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。

优选的，所述单片机采用型号为AT89C51。

优选的，所述LED显示报警电路为液晶LED显示报警电路。

优选的，所述液晶LED显示报警电路外部罩有防水防尘罩。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本方案中设置专门的指示灯，并且根据与障碍物之间的间距情况进行有针对性的显示，当与障碍物的间距较大时则绿灯亮，表示间距在安全范围内，当与障碍物的间距在1m-2m之间时，黄灯亮，表示与障碍物之间已存在危险，声音报警器会发出声音，多重提醒使用者注意安全，及时采取行动，避免与障碍物发生碰撞；当单片机测得的到障碍物的距离在0.5m-1m之间时，红灯亮，表示与障碍物之间已经非常危险，声音报警器发出尖锐的声音，以更加强烈的方式提醒使用者，实现多极预警，使用者根据亮的不同颜色的灯，即可判断准确判断与障碍物之间的准确间距情况，实现更加准确的处理，从而更好的避免危险的产生。

2、本发明在单片机上设置温度传感器用于随时监控单片机的温度变化情况，当温度超过预设值时，则启动风机对单片机进行降温，保证单片机在合理的温度范围内，避免过高的温度导致测量距离不准确的情况发生，测量的精确度大大提高。

2、本发明红灯和黄灯亮时，会不断的闪烁和旋转，由于在白天可能出现灯亮看不清的情况，而现在不仅让灯亮，而且还让灯闪烁着亮，同时不断的进行旋转，从多角度，多方式醒目的提醒使用者，让其及时的采取行动，避免危险的发生。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述，本发明的实施例不限于此。

实施例1：

如图1所示，本发明包括能够实现多极预警和降温的超声波测试仪，包括单片机，所述单片机上同时连接声音报警器、温度传感器、LED显示报警电路、风机、用于限制车速的限速制动模块、锁相环和放大电路，在锁相环上还连接第一放大电路，在第一放大电路和超声波接收器之间还设置滤波器，在单片机上还连接第二放大电路，在第二放大电路上还连接超声波发射器；在单片机上还连接指示灯，指示灯包括红黄绿3种颜色的指示灯，当单片机测得的到障碍物的距离大于2m时，绿灯亮，表示与障碍物之间没有危险，声音报警器不会发出声音；当单片机测得的到障碍物的距离在1m-2m之间时，黄灯亮，表示与障碍物之间已存在危险，声音报警器会发出声音；当单片机测得的到障碍物的距离在0.5m-1m之间时，红灯亮，表示与障碍物之间已经非常危险，声音报警器发出尖锐的声音。

该能够实现多极预警和降温的超声波测试仪安装在汽车上，用于监测汽车前端或者后端与相邻障碍物之间的距离。单片机发出短暂的40kHz信号，经过第二放大电路放大后通过超声波发射器即超声波换能器输出，反射后的超声波经过超声波接收器输入，通过滤波器将杂波去除掉后，再传输给第一放大电路将信号放大后变为清晰的信号传递给锁相环对此信号进行锁定，产生的锁定信号启动单片机中断程序，得出时间t，再由单片机中的系统软件根据距离的计算公式S＝Ct/2，C为波速，t为超声波发射并返回的时间，对其进行计算、判断后，相应的计算结果被送至LED显示电路进行显示，若测得的距离超出设定范围系统将提示声音报警器报警，同时启动限速制动模块，对汽车行驶速度进行减速，最大化的减少汽车与相邻障碍物相撞的可能性。由于温度对超声波检测的影响是很大的。绝大多数的检测仪器几乎都是在常温，也可以说是正常作业的室内生活温度，适宜温度在10～30摄氏度，但是单片机在使用过程中温度很容易升高，导致测量结果不准确。本方案通过在单片机上设置温度传感器用于随时监控单片机的温度变化情况，当温度超过预设值时，则启动风机对单片机进行降温，保证单片机在合理的温度范围内，避免过高的温度导致测量距离不准确的情况发生，测量的精确度大大提高。该装置结构简单，使用方便，测量结果准确，能够更好的保证汽车的安全，避免汽车与其他障碍物发生碰撞，造成不必要的经济损失。本方案中设置专门的指示灯，并且根据与障碍物之间的间距情况进行有针对性的显示，当与障碍物的间距较大时则绿灯亮，表示间距在安全范围内，当与障碍物的间距在1m-2m之间时，黄灯亮，表示与障碍物之间已存在危险，声音报警器会发出声音，多重提醒使用者注意安全，及时采取行动，避免与障碍物发生碰撞；当单片机测得的到障碍物的距离在0.5m-1m之间时，红灯亮，表示与障碍物之间已经非常危险，声音报警器发出尖锐的声音，以更加强烈的方式提醒使用者，实现多极预警，使用者根据亮的不同颜色的灯，即可判断准确判断与障碍物之间的准确间距情况，实现更加准确的处理，从而更好的避免危险的产生。本方案中滤波器的设置，能够避免杂波对传输信号的干扰，避免锁相环将目标锁定错误的情况发生，进一步提高了测量的准确度。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上优选如下：红灯和黄灯亮时，会不断的闪烁和旋转。由于在白天可能出现灯亮看不清的情况，而现在不仅让灯亮，而且还让灯闪烁着亮，同时不断的进行旋转，从多角度，多方式醒目的提醒使用者，让其及时的采取行动，避免危险的发生。

第一放大电路为差分放大电路。差分放大电路利用电路参数的对称性和负反馈作用，有效地稳定静态工作点，在电路对称的条件下，差放具有很强的抑制零点漂移及抑制噪声与干扰的能力。

所述单片机采用型号为AT89C51。AT89C51提供以下标准功能：4k字节FLASH闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，2个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种可选的节电工作模式。空闲方式体制CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器体制工作并禁止其他所有不见工作直到下一个硬件复位。AT89C51单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C051是它的一种精简版本。AT89C51单片机灵活性高且价廉，非常适合嵌入式控制系统使用。

所述LED显示报警电路为液晶LED显示报警电路。液晶LED观看更加清晰方便，使用者的体验感更好。

所述液晶LED显示报警电路外部罩有防水防尘罩。避免水分进入导致液晶LED显示报警电路无法正常工作，提高该装置的使用寿命。

如上所述便可实现该发明。

Claims (6)

1.能够实现多极预警和降温的超声波测试仪，其特征在于：包括单片机，所述单片机上同时连接声音报警器、温度传感器、LED显示报警电路、风机、用于限制车速的限速制动模块、锁相环和放大电路，在锁相环上还连接第一放大电路，在第一放大电路和超声波接收器之间还设置滤波器，在单片机上还连接第二放大电路，在第二放大电路上还连接超声波发射器；在单片机上还连接指示灯，指示灯包括红黄绿3种颜色的指示灯，当单片机测得的到障碍物的距离大于2m之间时，绿灯亮，表示与障碍物之间没有危险，声音报警器不会发出声音；当单片机测得的到障碍物的距离在1m-2m之间时，黄灯亮，表示与障碍物之间已存在危险，声音报警器会发出声音；当单片机测得的到障碍物的距离在0.5m-1m之间时，红灯亮，表示与障碍物之间已经非常危险，声音报警器发出尖锐的声音。

2.根据权利要求1所述的能够实现多极预警和降温的超声波测试仪，其特征在于：红灯和黄灯亮时，会不断的闪烁和旋转。

3.根据权利要求1所述的能够实现多极预警和降温的超声波测试仪，其特征在于：所述的第一放大电路为差分放大电路。

4.根据权利要求1所述的能够实现多极预警和降温的超声波测试仪，其特征在于：所述单片机采用型号为AT89C51。

5.根据权利要求1所述的能够实现多极预警和降温的超声波测试仪，其特征在于：所述LED显示报警电路为液晶LED显示报警电路。

6.根据权利要求5所述的能够实现多极预警和降温的超声波测试仪，其特征在于：所述液晶LED显示报警电路外部罩有防水防尘罩。