超声波远距离测距系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种超声波远距离测距系统，属于交通测障技术领域；包括主控制模块、电源模块，还包括超声波发射接收模块，主控制模块连接超声波发射接收模块，电源模块连接主控制模块和超声波发射接收模块，超声波发射接收模块包括并联的超声波发射单元和超声波发射接收单元，超声波发射单元至少设置2个，超声波发射接收单元设置1个；利用并联的方案设计，以增大超声波的总发射声压级，从而提高发射功率，提高探测距离的目的。

【技术实现步骤摘要】
超声波远距离测距系统
本技术涉及一种超声波远距离测距系统，属于交通测障

技术介绍
超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远。由于其频率高，因而具有许多特点：首先是功率大，其能量比一般声波大得多，因而可以用来切削、焊接、钻孔等。再者由于它频率高，波长短，衍射不严重，具有良好的定向性，工业与医学上常用超声波进行超声探测。超声波测距为其中重要的一部分。超声波测距方法主要有相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间法三种。其中，相位检测法精度高，但检测范围有限；声波幅值检测法易受反射介质的影响，渡越时间法作为一种折中的方法得到最广泛的应用。超声波传感器结构简单，精度一般可达厘米级以上。可组网，多个传感器可实现3D定位，单个超声波传感器的价格极低，但其探测距离普遍较短。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种超声波远距离测距系统，达到提高探测距离的目的，从而解决超声波传感器的测距范围的限制问题。本技术所述超声波远距离测距系统，包括主控制模块、电源模块，还包括超声波发射接收模块，主控制模块连接超声波发射接收模块，电源模块连接主控制模块和超声波发射接收模块，超声波发射接收模块包括并联的超声波发射单元和超声波发射接收单元，超声波发射单元至少设置2个，超声波发射接收单元设置1个。利用并联的方案设计，以增大超声波的总发射声压级，从而提高发射功率，提高探测距离的目的。优选地，超声波发射单元和超声波发射接收单元的电源端a、控制端b、接收端c、开关量输出端d以及公共地e分别并联。并联结构简单，连接方便。优选地，超声波发射单元和超声波发射接收单元的安装误差小于1mm,使得多个超声波发射单元之间的相位差小于π/4。优选地，超声波发射接收单元采用HY-SRF05模块。优选地，超声波发射单元采用仅保留超声波接收器的HY-SRF05模块。无需改变单个HY-SRF05模块的内部结构，仅从外部并联的角度来提高功率，实用性与可推广性强。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：1、利用并联的方案设计，以增大超声波的总发射声压级，从而提高发射功率，提高探测距离的目的。2、无需改变单个HY-SRF05模块的内部结构，仅从外部并联的角度来提高功率，实用性与可推广性强。3、结构简单、尺寸小等特点，而且可以全天候、全自动工作，可以连续进行距离探测。4、延用超声波探测器的高效性、实时性、价格低廉优势，可以将此系统应用于例如交通测障的情境中，以减少交通事故的发生。附图说明图1是本技术所述超声波远距离测距系统的结构示意图；图2是本技术所述超声波发射接收模块的结构示意图；图3是本技术所述声压级为100dB的超声波发射单元的总声压级示意图。图中：1、主控制模块；2、超声波发射接收模块；201、超声波发射单元；202、超声波发射接收单元；3、电源模块。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步描述：实施例1如图1-2所示，本技术所述超声波远距离测距系统，包括主控制模块1、电源模块3，还包括超声波发射接收模块2，主控制模块1连接超声波发射接收模块2，电源模块3连接主控制模块1和超声波发射接收模块2，超声波发射接收模块2包括并联的超声波发射单元201和超声波发射接收单元202，超声波发射单元201至少设置2个，超声波发射接收单元202设置1个。利用并联的方案设计，采用多发单收模式，以增大超声波的总发射声压级，从而提高发射功率，提高探测距离的目的。其中，超声波发射单元201和超声波发射接收单元202的电源端a、控制端b、接收端c、开关量输出端d以及公共地e分别并联。如图2所示，超声波发射单元201设置3个。并联结构简单，连接方便。其中，超声波发射单元201和超声波发射接收单元202的安装误差小于1mm。根据超声波的叠加性，在相遇区域，质点的振动为各列波单独存在时在该点引起的振动的合成。该相遇点的合位移等于各列波单独存在时在该点引起的位移的矢量和。多发即采用多个超声波发射头，控制各个发射头的位置及其发射超声波的时间间隔，使得发射的超声波信号同相叠加，以达到增加发射总功率的目的，从而使得探测距离得到提高。声学中，声压这个物理量来描述声波。声压为大气压受到声波扰动后产生的变化，它相当于在大气压强上的叠加一个声波扰动引起的压强变化理量，记为p。为了能够较为明显的区分和反应声压的大小程度，采用声压级来表征声压，用来衡量声音的相对强弱，记为其中pref＝2×105Pa为空气中的参考压强，该值对应1000Hz的声音，是人耳刚好能够听到的最小声压。当多个声压级叠加时，可使用如下的公式求得总声压级：考虑多个同相位、同声压级、同频率的声源叠加后总声压级，规律可由图3声压级为100dB的超声波发射单元的总声压级表示:可以得出，当超声波发射单元201并联个数越多，可以达到的总的声压级就越大。超声波发射接收单元202可以采用HY-SRF05模块，超声波发射单元201可以采用仅保留超声波接收器的HY-SRF05模块。无需改变单个HY-SRF05模块的内部结构，仅从外部并联的角度来提高功率，实用性与可推广性强。本技术所述超声波远距离测距系统，工作过程如下：电源模块3给系统供电，超声波发射接收模块2发射和接收超声波，主控制模块1根据渡越时间法计算测量距离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波远距离测距系统，包括主控制模块(1)、电源模块(3)，其特征在于：还包括超声波发射接收模块(2)，主控制模块(1)连接超声波发射接收模块(2)，电源模块(3)连接主控制模块(1)和超声波发射接收模块(2)，超声波发射接收模块(2)包括并联的超声波发射单元(201)和超声波发射接收单元(202)，超声波发射单元(201)至少设置2个，超声波发射接收单元(202)设置1个。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波远距离测距系统，包括主控制模块(1)、电源模块(3)，其特征在于：还包括超声波发射接收模块(2)，主控制模块(1)连接超声波发射接收模块(2)，电源模块(3)连接主控制模块(1)和超声波发射接收模块(2)，超声波发射接收模块(2)包括并联的超声波发射单元(201)和超声波发射接收单元(202)，超声波发射单元(201)至少设置2个，超声波发射接收单元(202)设置1个。


2.根据权利要求1所述的超声波远距离测距系统，其特征在于：超声波发射单元(201)和超声波发射接收单元(202...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东凯，李谦，常海宁，
申请(专利权)人：山东航向电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37