專利名稱：超聲波測距裝置的制作方法
技術領域：
超聲波測距裝置技術領域[0001]本實用新型涉及超聲波測距裝置，屬于聲納技術領域。
背景技術：
[0002]隨著世界各國汽車持有量的不斷增加，車輛碰撞事故也隨之增多，尤其在城市道 路和高速公路上發(fā)生的交通事故更是與日俱增。自適應汽車防碰撞技術和汽車主動防碰撞 預警系統(tǒng)以及與此相關的測距技術正是在這種背景下提出的，并已經(jīng)成為當前車輛工程和 測控技術領域中關注的一個熱點研究課題。[0003]近十年來，歐美大汽車公司資助研制的汽車防碰撞裝置，一般傾向于使用毫米波 雷達作為車載前視測距傳感器。這是因為毫米波雷達能夠探測遠距離物體，使車載控制 器有足夠的時間來處理和利用感知信息，以防止車輛發(fā)生追尾碰撞或與前方障礙物發(fā)生碰 撞。然而，更多的碰撞事故是發(fā)生在車輛換道、拐彎或倒車的瞬間，而不僅僅局限在車輛向 前高速行駛過程中。這就要求汽車主動防碰撞系統(tǒng)具有識別車輛周邊物體、提前預報險情 或自動保持安全行駛距離的基本功能。由于常見的超聲波測距傳感器的作用距離太短，只 能用于探測近距離(f5m)目標(如泊車或倒車防撞報警裝置中的超聲波探頭)，而不適合 用于探測靠近車輛的周邊物體(大于15m)。為此，國外一些著名的汽車公司正計劃在汽車 上安裝一種近程雷達，它最多可以感知車輛周邊20m范圍內(nèi)的8個物體。這種額外獲取的 路況信息，可用來啟動汽車防碰撞系統(tǒng)，實時地估計車輛與周邊物體的相對距離和速度，以 判定是否存在行車事故危險，并及時地發(fā)出警告或采取必要的應急措施，以避免發(fā)生車輛 碰撞事故或減輕車輛發(fā)生碰撞的后果。但是，近程雷達的價格昂貴，限制了它在普通汽車上 的推廣應用。因此，研制和開發(fā)具有高性價比的超聲波測距傳感器和目標探測系統(tǒng)，必將推 動具有全方位探測功能的汽車主動防碰撞系統(tǒng)的發(fā)展與普遍應用。同時，這種技術也可以 推廣應用于無人作戰(zhàn)平臺或現(xiàn)場機器人的目標自動識別系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實用新型目的是為了解決采用近程雷達的汽車防碰撞系統(tǒng)成本高，而采用超聲 波測距太短的問題，提供了 一種超聲波測距裝置。[0005]本實用新型所述超聲波測距裝置，它包括單片機、超聲波傳感器、發(fā)射接收切換電 路、發(fā)射電路、前置放大電路、帶通濾波電路、自動增益控制電路和整形電路，[0006]單片機的發(fā)射接收指令輸出端與發(fā)射電路的輸入端相連，發(fā)射電路的輸出端與發(fā) 射接收切換電路的發(fā)射接收指令輸入端相連，發(fā)射接收切換電路的發(fā)射接收指令輸出端與 超聲波傳感器的發(fā)射接收指令輸入端相連，[0007]超聲波傳感器的接收超聲信號輸出端與發(fā)射接收切換電路的接收超聲信號輸入 端相連，發(fā)射接收切換電路的接收超聲信號輸出端與前置放大電路的輸入端相連，前置放 大電路的輸出端與帶通濾波電路的輸入端相連，帶通濾波電路的輸出端與自動增益控制電 路的輸入端相連，自動增益控制電路的輸出端與整形電路的輸入端相連，整形電路的輸出端與單片機的接收超聲信號輸入端相連。[0008]本實用新型的優(yōu)點本實用新型所述超聲波測距裝置采用前置放大器、濾波器等 檢測電路對接收信號進行處理，取得了良好的效果。并具有結構簡單、造價低廉和精度高的 優(yōu)點。


[0009]圖1是本實用新型所述超聲波測距裝置的結構框圖。
具體實施方式
[0010]具體實施方式
一下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述超聲波測距裝 置，它包括單片機1、超聲波傳感器2、發(fā)射接收切換電路3、發(fā)射電路4、前置放大電路5、帶 通濾波電路6、自動增益控制電路7和整形電路8，[0011]單片機I的發(fā)射接收指令輸出端與發(fā)射電路4的輸入端相連，發(fā)射電路4的輸出 端與發(fā)射接收切換電路3的發(fā)射接收指令輸入端相連，發(fā)射接收切換電路3的發(fā)射接收指 令輸出端與超聲波傳感器2的發(fā)射接收指令輸入端相連，[0012]超聲波傳感器2的接收超聲信號輸出端與發(fā)射接收切換電路3的接收超聲信號輸 入端相連，發(fā)射接收切換電路3的接收超聲信號輸出端與前置放大電路5的輸入端相連，前 置放大電路5的輸出端與帶通濾波電路6的輸入端相連，帶通濾波電路6的輸出端與自動 增益控制電路7的輸入端相連，自動增益控制電路7的輸出端與整形電路8的輸入端相連， 整形電路8的輸出端與單片機I的接收超聲信號輸入端相連。[0013]單片機I的發(fā)射/接收指令通過發(fā)射電路4給發(fā)射接收切換3電路，發(fā)射接收切 換電路3控制超聲波傳感器2的發(fā)射或接收模式，超聲波傳感器2接收回波后，經(jīng)前置放大 電路5、帶通濾波電路6、自動增益控制電路7和整形電路8進入單片機中，實現(xiàn)待測物體的 測距。[0014]具體實施方式
二 本實施方式對實施方式一作進一步說明，它還包括顯示電路9 和環(huán)境溫度采集電路11，環(huán)境溫度采集電路11的采集信號輸出端與單片機I的采集信號輸 入端相連，單片機I的顯示指令輸出端與顯示電路9的輸入端相連。[0015]環(huán)境溫度采集電路11將現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)送到單片機I中，并由顯示電路9顯示出 來。[0016]具體實施方式
三本實施方式對實施方式一或二作進一步說明，它還包括存儲電 路10，單片機I的存儲輸入輸出端與存儲電路10的輸入輸出端相連。[0017]具體實施方式
四本實施方式對實施方式三作進一步說明，它還包括存儲電路 10，存儲電路10為E2PROM存儲電路。[0018]具體實施方式
五本實施方式對實施方式一、二或三作進一步說明，單片機I采用 ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C52單片機。[0019]具體實施方式
七本實施方式對實施方式一、二、三或五作進一步說明，超聲波傳 感器2米用型號為TCF40-16的收發(fā)一體式超聲波傳感器。[0020]該超聲波傳感器的諧振頻率為40 kHz ο[0021]AT89C52單片機為整個系統(tǒng)的核心部件，協(xié)調(diào)各部分電路的工作。單片機I產(chǎn)生的40 kHz的脈沖信號通過發(fā)射電路4加載在發(fā)射接收切換電路3上，通過發(fā)射接收切換電路 3驅(qū)動超聲波傳感器2 ;每次發(fā)射7個脈沖，當?shù)谝粋€脈沖發(fā)射后，啟動計數(shù)器開始計數(shù)；待測物體的回波信號經(jīng)過發(fā)射接收切換電路3、前置放大電路5、帶通濾波電路6、自 動增益控制電路7和整形電路8后輸入AT89C52單片機中，單片機AT89C52停止計數(shù)器計數(shù)，并計算出待測物體的距離。
權利要求1.超聲波測距裝置，其特征在于，它包括單片機(I)、超聲波傳感器(2)、發(fā)射接收切換電路(3 )、發(fā)射電路(4 )、前置放大電路(5 )、帶通濾波電路(6 )、自動增益控制電路(7 )和整形電路(8)， 單片機(I)的發(fā)射接收指令輸出端與發(fā)射電路(4)的輸入端相連，發(fā)射電路(4)的輸出端與發(fā)射接收切換電路(3)的發(fā)射接收指令輸入端相連，發(fā)射接收切換電路(3)的發(fā)射接收指令輸出端與超聲波傳感器(2)的發(fā)射接收指令輸入端相連， 超聲波傳感器(2)的接收超聲信號輸出端與發(fā)射接收切換電路(3)的接收超聲信號輸入端相連，發(fā)射接收切換電路(3)的接收超聲信號輸出端與前置放大電路(5)的輸入端相連，前置放大電路(5)的輸出端與帶通濾波電路(6)的輸入端相連，帶通濾波電路(6)的輸出端與自動增益控制電路(7)的輸入端相連，自動增益控制電路(7)的輸出端與整形電路(8)的輸入端相連，整形電路(8)的輸出端與單片機(I)的接收超聲信號輸入端相連。
2.根據(jù)權利要求1所述超聲波測距裝置，其特征在于，它還包括顯示電路(9)和環(huán)境溫度采集電路(11)，環(huán)境溫度采集電路(11)的采集信號輸出端與單片機(I)的采集信號輸入端相連，單片機(I)的顯示指令輸出端與顯示電路(9)的輸入端相連。
3.根據(jù)權利要求1所述超聲波測距裝置，其特征在于，它還包括存儲電路(10)，單片機(I)的存儲輸入輸出端與存儲電路(10)的輸入輸出端相連。
4.根據(jù)權利要求3所述超聲波測距裝置，其特征在于，它還包括存儲電路(10)，存儲電路(10)為E2PROM存儲電路。
5.根據(jù)權利要求1、2或3所述超聲波測距裝置，其特征在于，單片機(I)采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C52單片機。
6.根據(jù)權利要求1所述超聲波測距裝置，其特征在于，超聲波傳感器(2)采用型號為TCF40-16的收發(fā)一體式超聲波傳感器。
專利摘要超聲波測距裝置，屬于聲納技術領域，本實用新型為解決采用近程雷達的汽車防碰撞系統(tǒng)成本高，而采用超聲波測距太短的問題。本實用新型所述超聲波測距裝置包括單片機、超聲波傳感器、發(fā)射接收切換電路、發(fā)射電路、前置放大電路、帶通濾波電路、自動增益控制電路和整形電路，單片機的發(fā)射/接收指令通過發(fā)射電路給發(fā)射接收切換電路，發(fā)射接收切換電路控制超聲波傳感器的發(fā)射或接收模式，超聲波傳感器接收回波后，經(jīng)前置放大電路、帶通濾波電路、自動增益控制電路和整形電路進入單片機中，實現(xiàn)待測物體的測距。
文檔編號G01S15/08GK202837546SQ201220573519
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月3日 優(yōu)先權日2012年11月3日
發(fā)明者桑海濤, 徐鵬, 朱秀, 周真 申請人:桑海濤