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超声波测距报警器的设计与实现

超声波测距报警器的设计与实现

摘要：本系统采用了单片机最小系统、超声波模块、显示模块、报警模块等。

超声波测距作为一种传统且使用的非接触测量方法，与激光、无线电测距方法相比，

不易受外界光及电磁场等因素的影响，结构简单，成本低，在恶劣环境下也有一定的

适应能力，因此在工业控制、建筑测量、机器人避障等方面得到了广泛应用。而且超

声波指向性强，能量消耗慢，在介质中传播距离远，利用超声波检测距离，设计方面，

计算处理简单，并在测量精度方面也能达到工业要求。

关键词：单片机超声波模块报警电路

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关于单片机控制超声波测距报警器的设计与实现有很多方案，我也看了不少。为

了能设计出较好的报警系统，在过去的几个星期，我在校内图书馆查阅了大量的资料，

在学校数字图书馆下载很多的论文期刊，这些理论资料给了我很大的帮助，简要的重

要结果如下：

文献[1中讲述了检测系统的发展及重要应用，检测是利用各种物理、化学效应，

]

选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检测与测量的

方法赋予定性的或不定性结果的过程。能够自动地完成整个检测处理过程的技术称为

自动检测技术。检测技术是现代化领域中很有发展前途的技术，它在国民经济中起着

极其重要的作用。其中检测系统最主要的就是传感器，把非电量转换成电量，然后经

过一系列的处理，将非电量参数显示出来。

文献[2]中讲述了随着传感器和单片机控制技术的不断发展，非接触式检测技术

已被广泛应用于多个领域。目前，典型的非接触式测距方法有超声波测距、CCD探

测、雷达测距、激光测距等。其中，CCD探测具有使用方便、无需信号发射源、同

时获得大量的场景信息等特点，但视觉测距需要额外的计算开销。雷达测距具有全天

候工作，适合于恶劣的环境中进行短距离、高精度测距的优点，但容易受电磁波干扰。

激光测距具有高方向性、高单色性、高亮度、测量速度快等优势，尤其是对雨雾有一

定的穿透能力，抗干扰能力强，但其成本高、数据处理复杂。与前几种测距方式相比，

超声波测距可以直接测量近距离目标，纵向分辨率高，适用范围广，方向性强，并具

备不受光线、烟雾、电磁干扰等因素影响，且覆盖面较大等优点。目前，超声波测距

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超声波测距报警器的设计与实现

已普遍应用在液位测量、移动机器人定位和避障等领域，应用前景广阔。本文将对超

声波测距的原理及国内研究、应用现状进行综述，并对其发展趋势进行展望。

文献[3]文章根据超声波特征及测距原理，运用单片机和分体式超声波传感器设

中

计了一款包括发射模块、接收模块、温度补偿模块、显示模块和单片机外围电路的简

单超声波测距系统。在3m范围内对系统进行经多次测试，其结果表明该超声波测

距系统精确度高，工作稳定。超声波是一种频率大于20kHz具有方向性好、指向性

强、传播能量大、遇到杂质或界面时会产生反射波等特点的机械波。运用超声波测距

能避免光线、颜色以及电、磁场的干扰，完成传统测距技术难以实现的液面，井下等

非接触式测量。为此，超声波测距技术已被广泛应用于工业控制、勘探测量、海洋测

量等领域，而关于超声波测距系统的研究也在不断发展。本文运用单片机设计一款结

构简单、通用性强、可靠性好、操作灵活的超声波测距系统。

文献[4]本文简要介绍了超声波的概念、特点，阐述了超声波传感器的原理，并

中

分析了超声波传感器在医疗、工业、液位测量、报警等方面的应用。超声波所具有的

独特的性质，使得超声波传感器在生产生活中体现出了越来越大的重要性，具有一定

的研究价值。随着自动化等新技术的发展，传感器的使用数量越来越大，一切现代

化仪器、设备都离不开传感器。在工业生产中，尤其是自动化生产过程中，用各种

传感器来监测和控制生产过程中的各个参数，如温度、压力、流量，等等，以便使设

备工作在最佳状态，产品达到最好的质量。

文献[5]中提出一种基于STM8S单片机控制的超声波测距系统的设计方案，在分

析超声波测距产生盲区和误差原因的基础