本發(fā)明涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用超聲波傳感器設(shè)計(jì)測(cè)距系統(tǒng)，主要應(yīng)用于重型箱體擺放等作業(yè)場(chǎng)合。

背景技術(shù)：

重型箱體擺放往往采用叉車(chē)和液壓車(chē)等作業(yè)，用傳統(tǒng)的目測(cè)方法進(jìn)行擺放，會(huì)出現(xiàn)擺放不整齊以及多次進(jìn)行位置調(diào)整的情況，大大降低了工作效率。有鑒于此，本專(zhuān)利提出一種應(yīng)用于重型箱體擺放的測(cè)距系統(tǒng)，將其安裝于叉車(chē)、液壓車(chē)等擺放箱體的車(chē)輛上，通過(guò)自動(dòng)測(cè)距，以提高作業(yè)效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型的應(yīng)用于重型箱體擺放的測(cè)距系統(tǒng)。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：一種應(yīng)用于重型箱體擺放的測(cè)距系統(tǒng)，該系統(tǒng)由單片機(jī)、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、超聲波傳感器、放大濾波電路、鍵盤(pán)電路、顯示電路和報(bào)警電路構(gòu)成；

所述單片機(jī)設(shè)有1/O端口，所述單片機(jī)通過(guò)端口與超聲波發(fā)射電路連接，所述超聲波發(fā)射電路與超聲波傳感器連接，由單片機(jī)的1/O端口產(chǎn)生40KHz的方波信號(hào)，經(jīng)發(fā)射電路送至超聲波傳感器；

所述超聲波接收電路與超聲波傳感器連接，所述超聲波接收電路接收超聲波傳感器的反饋信號(hào)；所述超聲波接收電路與放大濾波電路連接，通過(guò)放大濾波電路對(duì)超聲波傳感器的反饋信號(hào)進(jìn)行濾波放大處理；所述放大濾波電路與單片機(jī)連接，將濾波放大后的反饋信號(hào)傳入單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)計(jì)算后實(shí)時(shí)顯示所測(cè)距離。

優(yōu)選方案，所述鍵盤(pán)電路、顯示電路和報(bào)警電路分別與單片機(jī)連接；

所述單片機(jī)選用STM32系列單片機(jī)，鍵盤(pán)電路設(shè)定和調(diào)整重型箱體擺放距離數(shù)據(jù)，報(bào)警電路主要用來(lái)對(duì)限定距離進(jìn)行報(bào)警，引導(dǎo)叉車(chē)進(jìn)行作業(yè)。

優(yōu)選方案，所述單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換模塊和溫度傳感器。

優(yōu)選方案，所述超聲波傳感器采用HC-SR04收發(fā)一體型傳感器，可方便地提供5~400CM的非接觸測(cè)量，采用渡越時(shí)間法檢測(cè)距離。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，可以方便地應(yīng)用于重型箱體擺放等相關(guān)作業(yè)環(huán)境中。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的重型箱體擺放測(cè)距系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型的超聲波發(fā)射電路圖；

圖3為本實(shí)用新型的超聲波接收和放大電路圖；

圖4為本實(shí)用新型的測(cè)距輸出軟件流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使從事超聲波傳感器測(cè)距相關(guān)技術(shù)人員能更好地理解本發(fā)明方案，下面參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

一種應(yīng)用于重型箱體擺放的測(cè)距系統(tǒng)，該系統(tǒng)由單片機(jī)、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、超聲波傳感器、放大濾波電路、鍵盤(pán)電路、顯示電路和報(bào)警電路構(gòu)成；

所述單片機(jī)設(shè)有1/O端口，所述單片機(jī)通過(guò)端口與超聲波發(fā)射電路連接，所述超聲波發(fā)射電路與超聲波傳感器連接，由單片機(jī)的1/O端口產(chǎn)生40KHz的方波信號(hào)，經(jīng)發(fā)射電路送至超聲波傳感器；

所述超聲波接收電路與超聲波傳感器連接，所述超聲波接收電路接收超聲波傳感器的反饋信號(hào)；所述超聲波接收電路與放大濾波電路連接，通過(guò)放大濾波電路對(duì)超聲波傳感器的反饋信號(hào)進(jìn)行濾波放大處理；所述放大濾波電路與單片機(jī)連接，將濾波放大后的反饋信號(hào)傳入單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)計(jì)算后實(shí)時(shí)顯示所測(cè)距離。

優(yōu)選方案，所述鍵盤(pán)電路、顯示電路和報(bào)警電路分別與單片機(jī)連接；

所述單片機(jī)選用STM32系列單片機(jī)，鍵盤(pán)電路設(shè)定和調(diào)整重型箱體擺放距離數(shù)據(jù)，報(bào)警電路主要用來(lái)對(duì)限定距離進(jìn)行報(bào)警，引導(dǎo)叉車(chē)進(jìn)行作業(yè)。

優(yōu)選方案，所述單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換模塊和溫度傳感器。

優(yōu)選方案，所述超聲波傳感器采用HC-SR04收發(fā)一體型傳感器，可方便地提供5~400CM的非接觸測(cè)量，采用渡越時(shí)間法檢測(cè)距離。

參見(jiàn)圖1，本系統(tǒng)提供了測(cè)距系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，選用STM32系列單片機(jī)作為主控芯片，完成單片機(jī)最小電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，進(jìn)而由超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、超聲波傳感器、放大濾波電路、鍵盤(pán)電路、顯示電路和報(bào)警電路等構(gòu)成整個(gè)測(cè)距系統(tǒng)。應(yīng)用單片機(jī)芯片內(nèi)部含有的A/D轉(zhuǎn)換模塊和溫度傳感器，方便測(cè)距系統(tǒng)的構(gòu)架，可以減小外圍電路設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中的測(cè)距傳感器采用采用HC-SR04收發(fā)一體型超聲波傳感器，可以方便地提供5~400CM的非接觸測(cè)量，采用渡越時(shí)間法檢測(cè)距離。由STM32單片機(jī)的1/O端口產(chǎn)生40KHz的方波信號(hào)，經(jīng)發(fā)射電路送至超聲波傳感器，超聲波遇到障礙返回，通過(guò)接受電路和放大濾波電路進(jìn)入單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)計(jì)算后實(shí)時(shí)顯示所測(cè)距離。鍵盤(pán)電路主要用于設(shè)定和調(diào)整重型箱體擺放距離數(shù)據(jù)，報(bào)警電路主要用來(lái)對(duì)限定距離進(jìn)行報(bào)警，引導(dǎo)叉車(chē)進(jìn)行作業(yè)。

參見(jiàn)圖2，給出了超聲波發(fā)射電路，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行軟件編程，由單片機(jī)通過(guò)定時(shí)設(shè)計(jì)，產(chǎn)生頻率為40KHz的方波信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)三極管放大和變壓器隔離放大后輸出，加到超聲波傳感器上。由于采用變壓器進(jìn)行磁耦合隔離放大，克服了回波對(duì)發(fā)射電路的影響。

參見(jiàn)圖3，給出了超聲波接收和放大電路。對(duì)接收到的回波信號(hào)經(jīng)過(guò)晶體管進(jìn)行放大后，接入兩級(jí)放大濾波電路，其中濾波電路主要用來(lái)濾除回波中的低頻信號(hào)，并確保40KHz左右的頻率通過(guò)，濾波電路設(shè)計(jì)中相關(guān)元件參數(shù)選擇以40KHz中心頻率進(jìn)行計(jì)算，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大濾波后，進(jìn)入單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換接口。采用STM32單片機(jī)內(nèi)部集成的1us的雙12位ADC和集成溫度傳感器，簡(jiǎn)化系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。

參見(jiàn)圖4，給出了測(cè)距輸出軟件流程圖。系統(tǒng)中TIM2定時(shí)器主要用于計(jì)算渡越時(shí)間，系統(tǒng)上電初始化后，起動(dòng)該定時(shí)器，同時(shí)調(diào)用超聲波發(fā)射子程序，產(chǎn)生40KHz脈沖信號(hào)。溫度補(bǔ)償子系統(tǒng)主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，提高超聲波測(cè)距的精度，TIM3和TIM4兩個(gè)定時(shí)器配合使用，主要進(jìn)行軟件濾波作用，防止由于傳感器余振產(chǎn)生的虛假回波。

以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所做的詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定發(fā)明的具體實(shí)施僅限于這些，對(duì)于在不脫離本發(fā)明思想前提下做出的簡(jiǎn)單推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。