CN202837546U - 超声波测距装置 - Google Patents

Abstract

超声波测距装置，属于声纳技术领域，本实用新型为解决采用近程雷达的汽车防碰撞系统成本高，而采用超声波测距太短的问题。本实用新型所述超声波测距装置包括单片机、超声波传感器、发射接收切换电路、发射电路、前置放大电路、带通滤波电路、自动增益控制电路和整形电路，单片机的发射/接收指令通过发射电路给发射接收切换电路，发射接收切换电路控制超声波传感器的发射或接收模式，超声波传感器接收回波后，经前置放大电路、带通滤波电路、自动增益控制电路和整形电路进入单片机中，实现待测物体的测距。

Description

超声波测距装置

技术领域

本实用新型涉及超声波测距装置，属于声纳技术领域。

背景技术

随着世界各国汽车持有量的不断增加，车辆碰撞事故也随之增多，尤其在城市道路和高速公路上发生的交通事故更是与日俱增。自适应汽车防碰撞技术和汽车主动防碰撞预警系统以及与此相关的测距技术正是在这种背景下提出的，并已经成为当前车辆工程和测控技术领域中关注的一个热点研究课题。

近十年来，欧美大汽车公司资助研制的汽车防碰撞装置，一般倾向于使用毫米波雷达作为车载前视测距传感器。这是因为毫米波雷达能够探测远距离物体，使车载控制器有足够的时间来处理和利用感知信息，以防止车辆发生追尾碰撞或与前方障碍物发生碰撞。然而，更多的碰撞事故是发生在车辆换道、拐弯或倒车的瞬间，而不仅仅局限在车辆向前高速行驶过程中。这就要求汽车主动防碰撞系统具有识别车辆周边物体、提前预报险情或自动保持安全行驶距离的基本功能。由于常见的超声波测距传感器的作用距离太短，只能用于探测近距离(1~5m)目标(如泊车或倒车防撞报警装置中的超声波探头)，而不适合用于探测靠近车辆的周边物体(大于15m)。为此，国外一些著名的汽车公司正计划在汽车上安装一种近程雷达，它最多可以感知车辆周边20m范围内的8个物体。这种额外获取的路况信息，可用来启动汽车防碰撞系统，实时地估计车辆与周边物体的相对距离和速度，以判定是否存在行车事故危险，并及时地发出警告或采取必要的应急措施，以避免发生车辆碰撞事故或减轻车辆发生碰撞的后果。但是，近程雷达的价格昂贵，限制了它在普通汽车上的推广应用。因此，研制和开发具有高性价比的超声波测距传感器和目标探测系统，必将推动具有全方位探测功能的汽车主动防碰撞系统的发展与普遍应用。同时，这种技术也可以推广应用于无人作战平台或现场机器人的目标自动识别系统。

发明内容

本实用新型目的是为了解决采用近程雷达的汽车防碰撞系统成本高，而采用超声波测距太短的问题，提供了一种超声波测距装置。

本实用新型所述超声波测距装置，它包括单片机、超声波传感器、发射接收切换电路、发射电路、前置放大电路、带通滤波电路、自动增益控制电路和整形电路，

单片机的发射接收指令输出端与发射电路的输入端相连，发射电路的输出端与发射接收切换电路的发射接收指令输入端相连，发射接收切换电路的发射接收指令输出端与超声波传感器的发射接收指令输入端相连，

超声波传感器的接收超声信号输出端与发射接收切换电路的接收超声信号输入端相连，发射接收切换电路的接收超声信号输出端与前置放大电路的输入端相连，前置放大电路的输出端与带通滤波电路的输入端相连，带通滤波电路的输出端与自动增益控制电路的输入端相连，自动增益控制电路的输出端与整形电路的输入端相连，整形电路的输出端与单片机的接收超声信号输入端相连。

本实用新型的优点：本实用新型所述超声波测距装置采用前置放大器、滤波器等检测电路对接收信号进行处理，取得了良好的效果。并具有结构简单、造价低廉和精度高的优点。 

附图说明

图1是本实用新型所述超声波测距装置的结构框图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述超声波测距装置，它包括单片机1、超声波传感器2、发射接收切换电路3、发射电路4、前置放大电路5、带通滤波电路6、自动增益控制电路7和整形电路8，

单片机1的发射接收指令输出端与发射电路4的输入端相连，发射电路4的输出端与发射接收切换电路3的发射接收指令输入端相连，发射接收切换电路3的发射接收指令输出端与超声波传感器2的发射接收指令输入端相连，

超声波传感器2的接收超声信号输出端与发射接收切换电路3的接收超声信号输入端相连，发射接收切换电路3的接收超声信号输出端与前置放大电路5的输入端相连，前置放大电路5的输出端与带通滤波电路6的输入端相连，带通滤波电路6的输出端与自动增益控制电路7的输入端相连，自动增益控制电路7的输出端与整形电路8的输入端相连，整形电路8的输出端与单片机1的接收超声信号输入端相连。

单片机1的发射/接收指令通过发射电路4给发射接收切换3电路，发射接收切换电路3控制超声波传感器2的发射或接收模式，超声波传感器2接收回波后，经前置放大电路5、带通滤波电路6、自动增益控制电路7和整形电路8进入单片机中，实现待测物体的测距。

具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括显示电路9和环境温度采集电路11，环境温度采集电路11的采集信号输出端与单片机1的采集信号输入端相连，单片机1的显示指令输出端与显示电路9的输入端相连。

环境温度采集电路11将现场温度数据送到单片机1中，并由显示电路9显示出来。

具体实施方式三：本实施方式对实施方式一或二作进一步说明，它还包括存储电路10，单片机1的存储输入输出端与存储电路10的输入输出端相连。

具体实施方式四：本实施方式对实施方式三作进一步说明，它还包括存储电路10，存储电路10为E²PROM存储电路。

具体实施方式五：本实施方式对实施方式一、二或三作进一步说明，单片机1采用ATMEL公司生产的AT89C52单片机。

具体实施方式七：本实施方式对实施方式一、二、三或五作进一步说明，超声波传感器2采用型号为TCF40-16的收发一体式超声波传感器。

该超声波传感器的谐振频率为40 kHz。

AT89C52单片机为整个系统的核心部件，协调各部分电路的工作。单片机1产生的40 kHz的脉冲信号通过发射电路4加载在发射接收切换电路3上，通过发射接收切换电路3驱动超声波传感器2；每次发射7个脉冲，当第一个脉冲发射后，启动计数器开始计数；待测物体的回波信号经过发射接收切换电路3、前置放大电路5、带通滤波电路6、自动增益控制电路7和整形电路8后输入AT89C52单片机中，单片机AT89C52停止计数器计数，并计算出待测物体的距离。

Claims (6)

1.超声波测距装置，其特征在于，它包括单片机（1）、超声波传感器（2）、发射接收切换电路（3）、发射电路（4）、前置放大电路（5）、带通滤波电路（6）、自动增益控制电路（7）和整形电路（8），

单片机（1）的发射接收指令输出端与发射电路（4）的输入端相连，发射电路（4）的输出端与发射接收切换电路（3）的发射接收指令输入端相连，发射接收切换电路（3）的发射接收指令输出端与超声波传感器（2）的发射接收指令输入端相连，

超声波传感器（2）的接收超声信号输出端与发射接收切换电路（3）的接收超声信号输入端相连，发射接收切换电路（3）的接收超声信号输出端与前置放大电路（5）的输入端相连，前置放大电路（5）的输出端与带通滤波电路（6）的输入端相连，带通滤波电路（6）的输出端与自动增益控制电路（7）的输入端相连，自动增益控制电路（7）的输出端与整形电路（8）的输入端相连，整形电路（8）的输出端与单片机（1）的接收超声信号输入端相连。

2.根据权利要求1所述超声波测距装置，其特征在于，它还包括显示电路（9）和环境温度采集电路（11），环境温度采集电路（11）的采集信号输出端与单片机（1）的采集信号输入端相连，单片机（1）的显示指令输出端与显示电路（9）的输入端相连。

3.根据权利要求1所述超声波测距装置，其特征在于，它还包括存储电路（10），单片机（1）的存储输入输出端与存储电路（10）的输入输出端相连。

4.根据权利要求3所述超声波测距装置，其特征在于，它还包括存储电路（10），存储电路（10）为E²PROM存储电路。

5.根据权利要求1、2或3所述超声波测距装置，其特征在于，单片机（1）采用ATMEL公司生产的AT89C52单片机。

6.根据权利要求1所述超声波测距装置，其特征在于，超声波传感器（2）采用型号为TCF40-16的收发一体式超声波传感器。

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