基本信息
- 项目名称：
- 超声波测距装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本次设计作品为一个超声波测距装置，可以应用于汽车倒车。测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。
- 详细介绍：
- 该超声波系统主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。 采用AT89S52单片机作为主控制器,在单片机的P1.0口发射40MHz方波，经过超声波发射电路将方波电信号转化为超声波信号，已发射的超声波信号遇到障碍物立即返回，经过超声波接收电路将超声波信号转化为方波电信号，将此方波信号送回单片机的P3.2口。经单片机的处理，在数码管上显示距离障碍物的距离。在单片机P1.1口接蜂鸣器，在距离障碍物小于1米时，蜂鸣器响。该装置电源是采用7805稳压电源和电脑USB驱动两种供电方式，可任选其一对该装置供电。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- （一）作品目的 本次设计作品为一个超声波测距装置，可以应用于汽车倒车。测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。 （二） 作品设计思路 超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。 根据设计要求并综合各方面因素，可以采用AT89C52单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LED数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距器的系统框图如下图所示，主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分组成。 （三）创新点 （三）作品创新 1、实现单向测距，测量精度高，测量时与被测物体无直接接触，而且能够清晰稳定地显示测量结果。 2、可以校准。当测距不是很准确的时候可以用定位器来进行校准。 3、基于用单片机设计的超声波测距系统，具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点 （四）技术关键和主要技术指标 （1）调试 超声波发射和接收采用Φ15的超声波换能器TCT40-10F1（T发射）和TCT40-10S1（R接收），中心频率为40kHz，安装时应保持两换能器中心轴线平行并相距4～8cm，其余元件无特殊要求。 （2）性能 测距装置测量范围为0.07-2.5m
科学性、先进性
- 1、 该超声波测距装置具有测量精度高、误差小、与被测物体无直接接触、显示结果稳定清晰等特点。 2、 该超声波测距装置不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境(如含粉尘)具有一定的适应能力。 3、 该超声波测距装置检测迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求， 4、 该超声波测距装置，易于定向发射，方向性好，强度好控制。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年1月7日辽宁工程技术大学广角杯三等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利转让
作品可展示的形式
- 实物
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- （一）使用说明 系统电源开关闭合，单片机系统复位，超声波发射接收电路开始工作，测量2.5m以内平面物体的距离，距离值在LED上显示。 （二） 作品设计优势 1、 该超声波测距装置具有测量精度高、误差小、与被测物体无直接接触、显示结果稳定清晰等特点。 2、 该超声波测距装置不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境(如含粉尘)具有一定的适应能力。 3、 该超声波测距装置检测迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求， 4、 该超声波测距装置，易于定向发射，方向性好，强度好控制。 （三） 作品使用范围 超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于液位、井深、管道长度的测量等场合。 （四）作品应用价值 该超声波测距装置易于做到实时控制，并且测量精度方面能达到工业实用的要求，易于调试，成本低廉，具有很强的实用价值和良好的市场前景
同类课题研究水平概述
- 如今，在国内外，超声波由于指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远，超声波测距相对其他测距技术而言成本低廉,测量精度较高,不受环境的限制,应用方便，将它与红外、灰度传感器等结合共同实现机器人寻线和绕障功能因而经常用于距离的测量。它主要应用于倒车雷达、测距仪、物位测量仪、移动机器人的研制、建筑施工工地以及一些工业现场等，例如：距离、液位、井深、管道长度、流速等场合。利用超声波检测往往比较迅速、方便，且计算简单、易于做到实时控制，在测量精度方面也能达到工业实用的要求，因此得到了广泛的应用。本课题的研究是非常有实用和有商业价值的。 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上 也得到了广泛的应用。
