基于单片机的温度补偿超声波测距的设计与实现.pdfVIP

基于单片机的温度补偿超声波测距的设计与实现--第1页

基于单片机的温度补偿超声波测距的设计与实现

摘要：超声波是指频率大于20KHZ的声波。正是由于超声波测距传感器拥有

卓越的功能、价格便宜和便捷的使用能力，它在很多系统比如说现实生活中的自动导

航、安全驾驶以及城市交通管理等系统中运用广泛。液位检测已应用于河流、油井和

仓库。计算简单和能够实现及时控制的特点使得超声波检测更加迅速和方便，并且它

的测量精确度也可以满足实际行业要求。

关键词：超声波；单片机语言系统；HC-SR04

基于单片机的温度补偿超声波测距的设计与实现--第1页

基于单片机的温度补偿超声波测距的设计与实现--第2页

1测距仪目的及意义

1.1本课题研究意义

最近这些年，测量技术在电子领域的不断发展，研究人员在超声波测距方面的研

究越来越成熟，运用超声波作出精确测量已成可能，但就目前情况来看，我们已经掌

握的测距技术尚未成熟，设备也十分有限。正因如此，这是一个拥有无限发展潜质的

领域。显然易见在我国经济发展放缓的背后，数字电子测量技术应用所在涉及的领域

也越来越广泛，涉及的人群也愈来愈大。超声波测量具有很高的精确度，成本效益和

出色的性能，已引起了所有人的关注和青睐。超声波测距是一种新型的不需要接触而

是通过传感来实现的技术，尽管受到了例如光线明暗或者是被测物体的色密度等一些

因素的“挑拨”，它也丝毫不被影响，仍能完美完成任务，相比较别的同类型设备、

水分、灰尘等环境更清洁。也是一个清洁工。高温、污染气体等，维护成本低、无污

染、稳定性高等。所以经常被广泛应用到造纸、挖矿、化工、水处理、环保监测、防

汛、地质等各行各业中。可在不同恶劣环境中进行位置距离准确值得在线标定，能直

接用于农业用水、污水处理等液面控制，实时记录各种液位罐桶的液位浮动。凭借这

些优良特性，超声波在空气中水中测距在特种环境下拥有了更多的经验，并且成为了

首要之选。

超声波测量运算简单、高效便捷的能力使得它能够在实时实地有关于操作方面的

任务完成得很出色，并且在关于它的精准的测量度领域，可以满足工业应用的技术要

求。必须携带能够及时获取障碍物位置信号的测距装置，以使电子机器人能够自动避

开障碍物的移动。由于超声波系统具有一系列的性能特点，在汽车倒车雷达的研制研

发方面也得到了大范围的推广。

1.2国内现状

国内早期的测距技术是根据机械原理的。最近三年内，考虑到单片机技术迭代的

迅速，非接触测距技术业已应用过于各个事业的范围，比如就有经纬仪测距法、利用

声波信号的声学测距法，还有相关的激光测距法，除此之外也有计算机视觉测距法的

出现，而在这些里，经纬仪测距需要人为读取尺子上的刻度，人为造成的误差较大，

并且对环境要求较为苛刻，例如光线对设备采取数据的影响，尤其是对较短距离的测

验具有较大的误差，操作难度大，对非专业人员极不友好，容易造成操作失误。声学

测距法，超声波容易受到附近的情况、影响或势，尤其当周围出现障碍物时，反射回

基于单片机的温度补偿超声波测距的设计与实现--第2页

基于单片机的温度补偿超声波测距的设计与实现--第3页

来的声波会出现很多，对测距造成很大的干扰。激光测距应用于在高精度高要求的测

量中，成本预算高。计算机视觉检测法只采用拍照方式高精度测量时对算法的要求高，

并且计算机算法的质量不能够达到所要求的水平，如果采用激光传感器的配合，相应

的成本会大大增加。

1.3主要内容及思路

此次设计的内容是通过发射器向着目标物发射超声波，然后超声波向着预定的方

向在空气介质中传播，此时计时器也开始计时。当超声波碰到目标物时立即反射返回

到原来路径，当发射机接收到返回的超声波时，计时结束。由于传播速度受空气介质

高温低温的影响，此设计也为此添加了温度补偿模块。