一种超声波测距系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种超声波测距系统，技术方案包括：用于向被测障碍物发射超声波，接收从被测障碍物返回的反射波的超声波收发模块；与所述超声波收发模块相连，用于控制所述超声波收发模块收发超声波，采集超声波从发射到接收所经历的时间，并根据所述时间和配置好的温度参数计算出超声波收发模块与被测障碍物之间距离的单片机控制运算模块。采用本实用新型专利技术所述技术方案能够及时掌握停车场的空余车位分布情况，合理分配停车资源的利用，从而缓解一定的交通压力。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超声波传感器
，具体涉及一种超声波测距系统。
技术介绍
目前，人们的生活水平不断提高，车辆的拥有量也在不断的增加，所以 配套的停车设施也在不断的增加和完善。这样，对智能交通、停车管理的需 求便是个热点问题。停车场中车位统计管理的手段也随着需求不断的更新， 但能够及时统计出停车场中，每个车位停车情况的方法并不多。在为数不多 的车位统计系统中，比较常见的是，在车辆进入停车场时，都会领取一个电 子卡片，车辆管理人员通过卡片的数量来判断停车场中是否有未使用的空余 车位，但是通过这种方法管理停车场存在一定的弊端，因为司机在开进停车 场之前，只知道停车场中还留有空位(因为如果车位已满，则不发给电子卡 片)，但是不能准确的知道空余车位的具体位置在哪里，就需要自己边开边 找，这样就会浪费很多的时间。
技术实现思路
鉴于上述现有技术所存在的问题，本技术的目的是提供一种超声波 测距系统，能够及时掌握停车场的空余车位分布情况，合理分配停车资源的 利用，从而緩解一定的交通压力。本技术的目的是通过以下技术方案实现的一种超声波测距系统，包括用于向被测障碍物发射超声波，接收从被 测障碍物返回的反射波的超声波收发模块；与所述超声波收发模块相连，用 于控制所述超声波收发模块收发超声波，釆集超声波从发射到接收所经历的 时间，并根据所述时间和配置好的测距参数中的温度参数计算出超声波收发 模块与被测障碍物之间距离的单片机控制运算模块。进一步地，所述系统还包括与所述单片机控制运算模块相连的，用于 将所述超声波收发模块与被测障碍物之间的距离，发送到中央控制器的数据 传输模块。进一步地，所述超声波收发模块具体包括用于发送和接收超声波的超 声波探头；与所述超声波探头相连的，用于驱动所述超声波探头向被测障碍 物发射超声波的超声波发射驱动电路；用于将所述超声波探头接收到的反射 波，转换成所述单片机控制运算模块能够接收的生命时间信号的超声波接收 电路。进一步地，所述超声波探头采用收发一体式的超声波探头，或者采用收 发分体式的超声波探头。进一步地，所述超声波接收电路采用红外接收解调电路。 进一步地，所述单片机控制运算模块具体包括与所述超声波收发模块 相连的，用于驱动所述超声波发射驱动电路的发射驱动单元；用于接收经过 所述超声波接收电路转换后的生命时间信号的接收单元；用于实时测量环境 温度，并根据环境温度调整测距参数中的温度参数的温度调节单元；用于采 集所述超声波从发射到接收所经历的时间，并根据所述时间结合所述测距参 数中的温度参数计算超声波收发模块与被测障碍物之间距离的距离计算单 元o进一步地，所述温度调节单元采用DS18b20数字温度传感器。本技术的有益效果1、 由上述本技术提供的技术方案可以看出，本技术所述系统应 用在停车场中，根据采集到的装置与地面或者车顶的垂直距离，从而可以判断出该车位是否被占用；并将每个车位的停车信息汇总，即得到整个停车场 空余车位的分布情况，由此对车场内外车流进行合理引导，提高交通管理的 智能化程度、緩解一定的交通压力；2、 超声波测距系统采用超声波收发电路，保证了测距的稳定，并且电路 结构简单易于批量生产；3、 超声波测距系统集成了温度传感器，可以实时调节测距参数，使本系 统可以应用各种环境温度下的室内外停车场。附图说明图1为本技术所述系统的简化结构示意图； 图2为本技术所述系统的超声波发射电路原理图； 图3为本技术所述系统的超声波接收电路原理图； 图4为本技术所述系统的超声波接收电路中的信号处理流程； 图5为本技术所述系统的超声波接收电路中的信号处理流程中A、 B、 C、 D处的波形图；图6为本技术所述系统中单片机控制运算模块的工作流程图； 图7为本技术所述系统中数据传输模块的电路原理图。具体实施方式本技术所述的一种超声波测距系统，以超声波作为检测手段，通过 超声波传感器产生和接收超声波。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，转换电能发射超声波；在收 到回波的时候，将超声振动转换成电信号。本技术采用频率为40kHZ的 机械波，通过超声波传感器发射出，当撞到障碍物(地面或车顶)后形成反 射波，反射波被超声波传感器接收后，通过计算发射和接收的时间差，得到 超声波传感器与障碍物的距离，以次来判断停车场中的车位是否已经使用。如图1所示，本技术实施例一种超声波测距系统，包括用于向,皮测 障碍物发射超声波，接收从被测障碍物返回的反射波的超声波收发模块 S11;与所述超声波收发模块相连，用于控制所述超声波收发模块收发超声 波，采集超声波从发射到接收所经历的时间，并根据所述时间和配置好的测 距参数中的温度参数计算出超声波收发模块与被测障碍物之间距离的单片机 控制运算模块S12。该系统还包括与所述单片机控制运算模块相连的，用于将所述超声波 收发模块与被测障碍物之间的距离，发送到中央控制器的数据传输模块 S13。超声波收发模块具体包括用于发送和接收超声波的超声波探头S111; 与所述超声波探头相连的，用于驱动所述超声波探头向被测障碍物发射超声 波的超声波发射驱动电路S112;用于将所述超声波探头接收到的反射波，转 换成所述单片机控制运算模块能够接收的生命时间信号的超声波接收电路 S113。7该超声波传感器S111可以采用收发分体式超声波探头；也可以采用收发 一体式的超声波探头。但是收发一体式超声波探头具有一定的惯性，发送结 束后还留有一定的余振，这种余振经换能器同样产生电压信号，扰乱了系统 捕捉返回信号，从而影响测距结果。采用收发分体式超声波探头能够有效的 避免惯性的问题。所以本技术优选收发分体式超声波探头。超声波发射驱动电路S112 (如图2所示)利用单片机IO口送出 40kHzTTL (生存时间)信号驱动PNP三极管Q1,进行电流放大提升驱动能 力，之后由Q1驱动一个电感变压器，进行电压幅度的调整，最终驱动超声波 传感器发射端(图中的Transmiter),产生一定强度的40kHz的超声波。超声波发射电路的参数，要在超声波探头参数允许的范围内，配合接收 电路的灵敏度进行仔细的调整，以保证发射功率不可以太强或太弱太强会 造成声波多次反射形成的无效信号，干扰正常回波的接收处理；太弱则不能 保证正常的测距范围(回波在返回接收探头之前就已经传播介质空气中衰减 严重，造成超声波传感器接收端无法可靠接收、可靠触发，从而影响稳定性 甚至没有接收信号。本技术实施例经过多次实验，优选了表1中所示的电路参数。表1为 所述系统采用收发分体探头，型号NU40C16T/R-1，具体电气参数如下<table>table see original document page 8</column></row><table><table>table see original document page 9</column></row><table>上述参数可以保证在测距系统3米的探测范围内可靠工作，并且传输距离 超过6米(3米x2)的声本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波测距系统，其特征在于，包括：用于向被测障碍物发射超声波，接收从被测障碍物返回的反射波的超声波收发模块；与所述超声波收发模块相连，用于控制所述超声波收发模块收发超声波，采集超声波从发射到接收所经历的时间，并根据所述时间和配置好的温度参数计算出超声波收发模块与被测障碍物之间距离的单片机控制运算模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱军，曹伟，徐兴建，吴建军，
申请(专利权)人：北京竞业达数字系统科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]