導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇超聲波傳感器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞： 超聲波傳感器 原理 應(yīng)用

1.引言

隨著自動(dòng)化等新技術(shù)的發(fā)展，傳感器的使用數(shù)量越來越大，一切現(xiàn)代化儀器、設(shè)備都離不開傳感器。在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，用各種傳感器來監(jiān)測(cè)和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，如溫度、壓力、流量，等等，以便使設(shè)備工作在最佳狀態(tài)，產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。

20世紀(jì)中葉，人們發(fā)現(xiàn)某些介質(zhì)的晶體（如石英晶體、酒石酸鉀鈉晶體、PZT晶體等）在高電壓窄脈沖作用下，能產(chǎn)生較大功率的超聲波。它與可聞聲波不同，可以被聚焦，能用于集成電路的焊接、顯像管內(nèi)部的清洗；在檢測(cè)方面，利用超聲波有類似于光波的折射、反射的特性，制作超聲波納探測(cè)器，可以用于探測(cè)海底沉船、敵方潛艇，等等。

現(xiàn)在超聲波已經(jīng)滲透到我們生活中的許多領(lǐng)域，例如B超、遙控、防盜、無(wú)損探傷，等等。

2.超聲波的概念

人們能聽到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的，它的頻率在20Hz―20kHz范圍內(nèi)，稱為可聞聲波。低于20Hz的機(jī)械振動(dòng)人耳不可聞，稱為次聲波；高于20kHz的機(jī)械振動(dòng)稱為超聲波，常用的超聲波頻率為幾十kHz至幾十MHz。

超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）和縱向振蕩（縱波）。工業(yè)中的應(yīng)用常采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，但傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，且在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播超聲波頻率較低，一般為幾十kHz，但衰減較快；在固體、液體中傳播頻率較高，但衰減較小，傳播較遠(yuǎn)。

3.超聲波的特點(diǎn)

超聲波的指向性好，不易發(fā)散，能量集中，因此穿透本領(lǐng)大，在穿透幾米厚的鋼板后，能量損失不大。超聲波在遇到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，能產(chǎn)生明顯的反射和折射現(xiàn)象，這一現(xiàn)象類似于光波。超聲波的頻率越高，其聲場(chǎng)指向性就越好，與光波的反射、折射特性就越接近。利用超聲波的特性，可做成各種超聲波傳感器，配上不同的電路，制成各種超聲波測(cè)量?jī)x器及裝置，并在通信、醫(yī)療、家電等各方面得到廣泛應(yīng)用。

4.超聲波傳感器的原理

超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器，由發(fā)送傳感器、接收傳感器、控制部分與電源部分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器的作用是將陶瓷振子的電振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中輻射；接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，將其變換成電能量，作為傳感器接收器的輸出，從而對(duì)發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)際使用中，用作發(fā)送傳感器的陶瓷振子也可用作接收器傳感器上的陶瓷振子?？刂撇糠种饕獙?duì)發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比、稀疏調(diào)制和計(jì)數(shù)及探測(cè)距離等進(jìn)行控制。超聲波傳感器電源可用DC12V±10%或24V±10%。

5.超聲波探頭

超聲波換能器又稱超聲波探頭。超聲波換能器有壓電式、磁致伸縮式、電磁式等數(shù)種，在檢測(cè)技術(shù)中主要采用壓電式。由于其結(jié)構(gòu)不同，換能器又分為直探頭、斜探頭、雙探頭、表面波探頭、聚焦探頭、沖水探頭，等等。本文以固體傳導(dǎo)介質(zhì)為例，簡(jiǎn)要介紹以下三種探頭。

（1）單晶直探頭。俗稱直探頭，其壓電晶片采用PZT壓電陶瓷制作。發(fā)射超聲波時(shí)，將500V以上的高壓電脈沖加到壓電晶片上，利用逆壓電效應(yīng)，使晶片發(fā)射出一束頻率落在超聲波范圍內(nèi)、持續(xù)時(shí)間很短的超聲振動(dòng)波，垂直投射到試件內(nèi)。假設(shè)該試件為鋼板，而其底面與空氣交界，到達(dá)鋼板底部的超聲波絕大部分能量被底部界面所反射。反射波經(jīng)過一短暫的傳播時(shí)間回到壓電晶片。再利用壓電效應(yīng)，晶片將機(jī)械振動(dòng)波轉(zhuǎn)換成同頻率的交變電荷和電壓。

（2）雙晶直探頭。由兩個(gè)單晶探頭組合而成，裝配在同一個(gè)殼體內(nèi)，其中一片晶片發(fā)射超聲波，另一片晶片接收超聲波。雙晶探頭的結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜一些，但檢測(cè)精度比單晶直探頭高，且超聲信號(hào)的反射和接收的控制電路較單晶直探頭簡(jiǎn)單。

（3）斜探頭。有時(shí)為使超聲波能傾斜入射到被測(cè)介質(zhì)中，可選用斜探頭。壓電晶片粘貼在與底面成一定角度的有機(jī)玻璃斜楔塊上。當(dāng)斜楔塊與不同材料被測(cè)介質(zhì)接觸時(shí)，超聲波產(chǎn)生一定角度的折射，傾斜入射到試件中去，折射角可通過計(jì)算求得。

6.超聲波傳感器的應(yīng)用

超聲波傳感器應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的不同方面，而醫(yī)學(xué)應(yīng)用是其最主要的應(yīng)用之一。超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要是診斷疾病，它已經(jīng)成為臨床醫(yī)學(xué)中不可缺少的診斷方法。超聲波診斷的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)受檢者無(wú)痛苦、無(wú)損害，方法簡(jiǎn)便，顯像清晰，診斷的準(zhǔn)確率高，等等，因而受到醫(yī)務(wù)工作者和患者的歡迎。超聲波診斷是利用超聲波的反射原理，當(dāng)超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質(zhì)界面時(shí)，在該界面就產(chǎn)生反射回聲。每遇到一個(gè)反射面時(shí)，回聲在示波器的屏幕上顯示出來，而兩個(gè)界面的阻抗差值也決定了回聲振幅的高低。

在工業(yè)方面，超聲波的典型應(yīng)用是對(duì)金屬的無(wú)損探傷、超聲波測(cè)厚和測(cè)量液位等。過去，許多技術(shù)因?yàn)闊o(wú)法探測(cè)到物體組織內(nèi)部而受到阻礙，超聲波傳感器的出現(xiàn)改變了這種狀況。超聲波探測(cè)既可檢測(cè)材料表面的缺陷，又可檢測(cè)材料內(nèi)部幾米深的缺陷。當(dāng)然更多的超聲波傳感器是固定地安裝在不同的裝置上，“悄無(wú)聲息”地探測(cè)人們所需要的信號(hào)。

超聲波測(cè)量液位的基本原理是：由超聲探頭發(fā)出的超聲脈沖信號(hào)在氣體中傳播，遇到空氣與液體的界面后被反射，接收到回波信號(hào)后計(jì)算其超聲波往返的傳播時(shí)間即可換算出距離或液位高度。超聲波測(cè)量方法有許多其他方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：（1）無(wú)任何機(jī)械傳動(dòng)部件，也不接觸被測(cè)液體，屬于非接觸式測(cè)量，不怕電磁干擾、酸堿等強(qiáng)腐蝕性液體等，因此性能穩(wěn)定、可靠性高、壽命長(zhǎng)；（2）響應(yīng)時(shí)間短，可以方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)滯后的實(shí)時(shí)測(cè)量。

7.結(jié)語(yǔ)

超聲波傳感器應(yīng)用起來原理簡(jiǎn)單，也很方便，成本也很低。但是目前的超聲波傳感器都有一些缺點(diǎn)，比如反射問題、噪音問題、交叉問題，等等。本文簡(jiǎn)要介紹了超聲波的概念、特點(diǎn)，分析了超聲波傳感器的原理，并給出了超聲波傳感器的幾種典型應(yīng)用，對(duì)今后對(duì)超聲波傳感器的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究有一定的參考價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：地質(zhì)錄井設(shè)備；超聲波傳感器；技術(shù)改進(jìn)

一、靶式流量傳感器在鉆井液出口流量檢測(cè)中的弊端

現(xiàn)場(chǎng)流量傳感器均采用靶式流量傳感器，該傳感器測(cè)量原理是依據(jù)出口鉆井液流量大小的變化使得出口流量管內(nèi)鉆井液液面的高低起伏變化，從而帶動(dòng)靶式流量傳感器的擺動(dòng)把一起擺動(dòng)，擺把帶動(dòng)緊固在其根部的圓形滑動(dòng)變阻絲不斷滑動(dòng)，使滑動(dòng)變阻器的輸出電阻發(fā)生瞬時(shí)變化，傳感器將可變電阻的輸出電阻的變化轉(zhuǎn)化成輸出電流的變化，在儀器上通過標(biāo)定反映出所要測(cè)量出口流量的大小變化，從而實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)出口流量大小的目的。由于出口流量的變化加之架空槽坡度較大，使得出口流量液面起伏較大，所以靶式流量傳感器不停擺動(dòng)，這樣傳感器電阻滑動(dòng)圈由于頻繁不斷的來回滑動(dòng)很容易損壞， 再者就是由于把手不斷擺動(dòng)使得機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分容易磨損損壞，以及容易產(chǎn)生把手與滑動(dòng)軸承之間松動(dòng)而出現(xiàn)變阻絲不滑動(dòng)等情況，加之傳感器安裝在高空流量管線上，這會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、維修和更換流量傳感器帶來很大的麻煩。

二、超聲波體積傳感器在鉆井液出口流量檢測(cè)中的實(shí)踐分析

超聲波體積傳感器是利用傳感器發(fā)射和接受超聲波的時(shí)間差來計(jì)算鉆井液池液面高度的原理來設(shè)計(jì)的，使用超聲波體積傳感器來測(cè)量出口架空槽內(nèi)鉆井液液面的高度變化，能反應(yīng)出口流量的大小變化。超聲波傳感器測(cè)量反應(yīng)靈敏，精度高，不易損壞，加之安裝位置靈活，可以選擇在方便維護(hù)的位置安裝，極大地降低流量傳感器的維修次數(shù)和頻率，減小操作人員工作量，降低流量傳感器成本，提高錄井資料的質(zhì)量。

靶式流量傳感器測(cè)量原理就是依據(jù)出口流量的變化導(dǎo)致出口管內(nèi)鉆井液液面高低發(fā)生變化，從而帶動(dòng)流量傳感器靶手上下擺動(dòng)，形成傳感器輸出電阻變化，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成傳感器的輸出電路的變化，所以反映出了流量大小。通過分析不難看出，鉆井液流量大小變化實(shí)質(zhì)上是管內(nèi)液面高度的變化，而靶式流量傳感器問題之多、壽命之短能不能找個(gè)替代傳感器來取代現(xiàn)用的傳感器，通過上面分析，出口流量的變化其實(shí)質(zhì)是出口流量管內(nèi)液面高度的變化，超聲波體積傳感器就是通過傳感器檢測(cè)池內(nèi)液面高度的變化來實(shí)現(xiàn)測(cè)量池體積的變化。因此，可以使用超聲波體積傳感器來替代靶式流量傳感器來測(cè)量出口流量的變化。

超聲波體積傳感器其測(cè)量池體積原理是利用傳感器發(fā)射和接受超聲波的時(shí)間差來計(jì)算鉆井液池液面距離傳感器探頭之間的高度的原理來設(shè)計(jì)的，進(jìn)而根據(jù)液面高度與池體積的關(guān)系來反映出鉆井液池體積的變化來。依據(jù)這個(gè)原理，使用超聲波體積傳感器來測(cè)量出口架空槽內(nèi)鉆井液液面的高度變化，也就是反應(yīng)出口流量的大小變化。而且，超聲波傳感器反應(yīng)靈敏，測(cè)量精度高，不易損壞，加之安裝位置靈活，可以選擇在方便維護(hù)的位置安裝，這樣極大地降低流量傳感器的維修次數(shù)和頻率，大大減輕現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作人員的傳感器維護(hù)保養(yǎng)強(qiáng)度，降低流量傳感器成本，提高錄井資料的質(zhì)量。

三、超聲波體積傳感器安裝與應(yīng)用

超聲波體積傳感器主要是改造安裝傳感器的固定支架是能否用超聲波體積傳感器替代傳統(tǒng)靶式流量傳感器的關(guān)鍵所在。首先要做好安裝前的超聲波支架改造工作。支架焊接需要注意四面的加高鐵板一定要焊垂直，否則會(huì)影響使用后的測(cè)量效果，一旦焊接不正，很有可能造成傳感器信號(hào)不是和液面垂直，而是有一定的角度，這就會(huì)造成測(cè)量數(shù)據(jù)波動(dòng)，甚至跳動(dòng)，從而出現(xiàn)假的“流量波動(dòng)信號(hào)”，給正確判斷出口流量變化造成不必要的麻煩。所以這一點(diǎn)一定要把握好，確保超聲波流量傳感器信號(hào)的質(zhì)量。再就是開口不能太小，至少20cm*20cm，否則超聲波流量傳感器容易受到四壁的鐵板干擾而造成測(cè)量值跳動(dòng)，給超聲波流量傳感器正常使用帶來很大的麻煩。另外超聲波流量傳感器安裝要求垂直于液面，并與四壁平行，確保超聲波流量傳感器使用不受干擾，其信號(hào)只反映液面高度的變化。

為確保超聲波流量傳感器固定支架改造、安裝的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要求錄井技術(shù)人員首先要準(zhǔn)備好圖紙，在圖上標(biāo)注好相關(guān)材料的大小尺寸和技術(shù)要求，最好采用標(biāo)準(zhǔn)的三維可視圖，把空間尺寸和關(guān)系交代清楚，并標(biāo)上尺寸大小，和技術(shù)要求。圖紙要求規(guī)范準(zhǔn)確，三視圖必須準(zhǔn)確。做好圖紙后，要求反復(fù)審核，確保無(wú)誤后交付井隊(duì)施工焊接技術(shù)人員準(zhǔn)備開始施工。在整個(gè)施工過程中，要求錄井技術(shù)人員全程協(xié)助并監(jiān)督井隊(duì)焊接技術(shù)人員，從取材、四塊加高開口的鐵板割取、焊接、以及加高后焊接傳感器固定支架的平面方板，均要為工程提供準(zhǔn)確的尺寸和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。并協(xié)助鉆井焊接技術(shù)人員完成相關(guān)工作。確保超聲波流量傳感器安裝支架焊割質(zhì)量、焊接質(zhì)量，通過控制安裝質(zhì)量來控制超聲波流量傳感器工作質(zhì)量，從而盡量避免超聲波流量傳感器信號(hào)干擾，提高超聲波流量傳感器的測(cè)量準(zhǔn)度。

在超聲波流量傳感器支架改造完成后，首先錄井技術(shù)人員進(jìn)行檢查審核支架焊接的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是否達(dá)到了錄井技術(shù)要求，如果發(fā)現(xiàn)焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到錄井技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，立即請(qǐng)鉆井焊接技術(shù)人員重新整改，確保超聲波流量傳感器能夠正常的工作。安裝后，仔細(xì)觀察該傳感器工作是否正常，是否有干擾，以及可能存在的需要下次進(jìn)一步完善的缺陷，并做好相關(guān)記錄，詳細(xì)記錄各方面的實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)，為分析改進(jìn)超聲波傳感器在出口流量參數(shù)檢測(cè)中作用提供數(shù)據(jù)方面的詳實(shí)改進(jìn)依據(jù)。

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關(guān)鍵詞：超聲波測(cè)距，RBF網(wǎng)絡(luò)，非線行誤差校正

1、引言

超聲波測(cè)距具有信息處理簡(jiǎn)單、快速和價(jià)格低，易于實(shí)時(shí)控制等許多優(yōu)勢(shì)，它被廣泛的應(yīng)用在各種距離測(cè)試的設(shè)備中。但超聲波傳感器在實(shí)際應(yīng)用中也有一定的局限性。在超聲波測(cè)距中，由于超聲波傳感器本身的結(jié)構(gòu)和受外界溫度等因素的干擾，其輸入輸出特性呈明顯的非線性，靠硬件或軟件補(bǔ)償修正的方法對(duì)提高其測(cè)距精度的效果不大。所以，本文提出了基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)超聲波傳感器的建模，對(duì)超聲波測(cè)距進(jìn)行溫度補(bǔ)償和非線性誤差校正的方法。

2、用 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改善超聲波測(cè)距的精度

2.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)非線性誤差校正的原理

設(shè)超聲波傳感器要測(cè)量的實(shí)際距離為 d，實(shí)際距離d決定t2-t1，環(huán)境溫度為T，超聲波傳感器測(cè)量輸出的結(jié)果為h，經(jīng)RBF網(wǎng)絡(luò)校正后的距離為Dr，則超聲波傳感器測(cè)距系統(tǒng)可以表示為 h=f(d，T)，由于傳感器產(chǎn)生的非線性誤差和溫度的影響，使得 f(d，T)呈現(xiàn)非線性特性。校正的目的是根據(jù)測(cè)的 h求未知的 d，即 d＝g(h，T)，也就是需要建立超聲波傳感器的模型其原理可以表示為圖 1所示。

超聲波傳感器輸出 Dr通過一個(gè)補(bǔ)償模型，該模型的特性函數(shù)為Dr=g(h，T) ，其中Dr為非線性補(bǔ)償后的輸出， g(h，T)顯然是一個(gè)非線性函數(shù)。通常非線性函數(shù)的表達(dá)式很難準(zhǔn)確求解，但可以利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能很好地逼近非線性函數(shù)的特點(diǎn)，通過建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來逼近該非線性函數(shù)。本文選取RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

2.2 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

RBF網(wǎng)絡(luò)是一種局部逼近網(wǎng)絡(luò)。它對(duì)于每個(gè)輸入輸出數(shù)據(jù)對(duì) , 只有少量的權(quán)值需要進(jìn)行調(diào)整。它采用一組正交歸一化的基函數(shù) ―― 徑向基函數(shù)的線性組合來逼近任意函數(shù)。

常用徑向基函數(shù)有高斯函數(shù)、多二次函數(shù)、薄板樣條函數(shù)等。由于輸入矢量直接映射到隱層空間 , RBF的中心確定后 , 這種非線性映射關(guān)系也就確定 ,因此 RBF的學(xué)習(xí)算法首先要確定徑向基函數(shù)的中心 ,本文徑向基函數(shù)的中心采用高斯函數(shù)（Radbas(n)=e-n2）,其隱含層的輸入輸出模型如圖2。

對(duì)于本文的超聲波傳感器逆模型的RBF網(wǎng)絡(luò)模型，輸入為h和T，訓(xùn)練后的實(shí)際輸出為Dr，期望輸出為d。超聲波傳感器非線性校正逆模型采用RBF網(wǎng)絡(luò)，輸入層2個(gè)節(jié)點(diǎn)，輸出層1個(gè)節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)展系數(shù)為0.5（實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明擴(kuò)展常數(shù)為 0.5 時(shí)對(duì)應(yīng)隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)適中，故擴(kuò)展常數(shù)選為 0.5），通過測(cè)量獲取了50組數(shù)據(jù)集作訓(xùn)練樣本，將輸入量作歸一化處理后，按照上述的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和仿真是在Matlab 6.5環(huán)境下，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱，編制相應(yīng)的程序而實(shí)現(xiàn)。

在matlab上應(yīng)用 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仿真溫度補(bǔ)償和非線性誤差校正后，系統(tǒng)的測(cè)距精度大大提高，表 1所示為未經(jīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理后的測(cè)距比較。

比較結(jié)果表明，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理后的結(jié)果與實(shí)際距離很接近，精度大大提高了。

3、結(jié)束語(yǔ)

實(shí)際應(yīng)用中，超聲波測(cè)距易受溫度等多種因素的影響，利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)良好的非線性逼近特性、自適應(yīng)能力學(xué)習(xí)能力，可優(yōu)化超聲波的輸出特性，而且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)或固化在硬件中。仿真結(jié)果表明，利用RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能很好地逼近非線性函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了超聲波傳感器建模，對(duì)傳感器進(jìn)行非線性誤差校正，效果相當(dāng)明顯，大大提高了超聲波測(cè)距的精度，使其測(cè)距誤差控制在毫米級(jí)以內(nèi)，這是采用其它校正方法是無(wú)法達(dá)到的。

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眾所周知，村田的核心技術(shù)是金屬陶瓷，產(chǎn)品主要分為六類：介電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷、熱電陶瓷、絕緣陶瓷、壓電陶瓷和磁性陶瓷。在汽車電子上應(yīng)用于超聲波傳感器、沖擊傳感器、陀螺儀傳感器、旋轉(zhuǎn)位置傳感器、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器等。由于是陶瓷燒制而成，村田傳感器的特點(diǎn)是小型、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、價(jià)格低廉。

TPMS

利用村田的沖擊傳感器制作的TPMS(胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng))可延長(zhǎng)電池的使用壽命。由于TPMS靠電池來驅(qū)動(dòng)，需要使用時(shí)間長(zhǎng)，村田的沖擊傳感器方案使汽車停止時(shí)系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài)。

倒車?yán)走_(dá)

主要是超聲波傳感器在倒車?yán)走_(dá)上的應(yīng)用。汽車的前部和后部通常安裝了多個(gè)超聲波傳感器。普通傳感器探測(cè)的水平和垂直方向角度是一樣的，其缺陷是若發(fā)射角度在垂直方向太大的話，先接收到這些垂直信號(hào)時(shí)，會(huì)造成錯(cuò)誤的報(bào)警信號(hào)，例如碰到地面上一塊小石頭就會(huì)影響停車；村田傳感器在垂直方向角度小，在水平方向角度大，這樣能夠提高檢測(cè)的精度和準(zhǔn)確性。村田還有一種在汽車側(cè)面安裝的超聲波傳感器，幫助駕駛員檢測(cè)側(cè)面的空位能否停車，主要用于路邊停車。

監(jiān)測(cè)傳感器根據(jù)檢測(cè)的距離不同，分成幾種技術(shù)(如圖)：1，毫米波(MMW)雷達(dá)，主要針對(duì)前方近距離的高精度檢測(cè)。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是價(jià)格比較昂貴，離人們使用還需要一段時(shí)間。2，在75米左右距離檢測(cè)可以使用紅外(IR)傳感器，其成本較低。不足之處是如果碰到雨霧等障礙時(shí)，精度會(huì)突然變得很差。3，最近也有使用攝像頭、視頻(video)技術(shù)來對(duì)周圍情況檢測(cè)的方案，這也可以用于倒車輔助系統(tǒng)，但觀者沒有空間感，自己處在什么位置不能做出很好的判斷。4，所以對(duì)短距離的測(cè)距，使用超聲波傳感器(US)是比較容易接受的，采用聲音信號(hào)來報(bào)警較容易，并且成本上超聲波傳感器更加經(jīng)濟(jì)有效。

導(dǎo)航系統(tǒng)

角度加速度傳感器通常稱為陀螺儀傳感器。在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)里最重要的是讓自己的汽車和電子地圖的位置要保持吻合，如果單純利用GPS信號(hào)，汽車行駛到隧道或者建筑物等屏蔽區(qū)時(shí)，接受不到GPS信號(hào)，系統(tǒng)就不能工作了；這時(shí)可以通過轉(zhuǎn)彎和行駛的速度找到準(zhǔn)確的位置，使地圖和行駛位置保證吻合，以消除信息的盲區(qū)。

篇5

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；葉尖間隙；檢測(cè)技術(shù)

中圖分類號(hào)：V21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 微波法

2 超聲波法

超聲波傳感器測(cè)量法是即時(shí)葉尖間隙測(cè)量的最佳選擇。該方法有很多優(yōu)點(diǎn)：它適應(yīng)于金屬和非金屬葉片；允許非接觸測(cè)量；能在惡劣環(huán)境下工作；安裝便捷；它屬于數(shù)字測(cè)量，適用于先進(jìn)的數(shù)字控制系統(tǒng)。超聲波傳感器能夠生成兆赫茲超聲波，能在高溫條件下工作，包括一個(gè)大功率脈沖發(fā)生器/接收器和一個(gè)高速數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，因此超聲波傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)間隙測(cè)量。

超聲波傳感器的操作原理非常簡(jiǎn)單，如圖3所示：被傳感器激勵(lì)的超聲波通過葉尖間隙并在葉尖被反射回來，反射回來的聲波被傳感器探測(cè)到。

4 激光法

激光光學(xué)測(cè)量法的特點(diǎn)是：不受轉(zhuǎn)子葉片本身材料的限制，各種轉(zhuǎn)子葉片都可測(cè)量，適用于精度高、頻響快、高溫渦輪葉尖間隙測(cè)量；能在惡劣的環(huán)境下工作，適用于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)；成本低、光纖探頭體積較小、易安裝等。但由于端面窄小，同時(shí)炭黑、油垢、灰塵等污損光學(xué)系統(tǒng)和葉尖反射面等原因，光學(xué)鏡頭易污染，導(dǎo)致精度下降，測(cè)量壽命縮短；它適宜用于試驗(yàn)機(jī)中的測(cè)量而不宜于長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際燃?xì)廨啓C(jī)，宜測(cè)葉尖最大間隙值而不宜于單個(gè)葉尖間隙值或平均值。因此，激光光學(xué)測(cè)量法的主要技術(shù)工作是設(shè)法解決反射光量減小的問題。此外，由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的高溫、高壓和振動(dòng)，應(yīng)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)和儀器采取保護(hù)措施，這對(duì)防止儀器破壞和測(cè)量精度下降頗有意義。

結(jié)語(yǔ)

為了推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，美國(guó)和歐洲一方面組建由政府、軍方和工業(yè)部門構(gòu)成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，設(shè)立有專門的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)科研計(jì)劃，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)中的共同難點(diǎn)，進(jìn)行有序地投資；另一方面，隨著IHPTET、VAATE 計(jì)劃的實(shí)施，針對(duì)兩項(xiàng)計(jì)劃所亟需的測(cè)試技術(shù)，通過小企業(yè)創(chuàng)新計(jì)劃等途徑進(jìn)行有重點(diǎn)地投資，有選擇地推動(dòng)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展；再次，在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)中開展大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，推動(dòng)測(cè)試技術(shù)的成熟，最終促使傳感器和測(cè)試儀器產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室走向工程化和產(chǎn)業(yè)化。這些發(fā)展策略是值得國(guó)內(nèi)借鑒和大力推廣的有效途徑。

篇6

關(guān)鍵詞：AT89S51單片機(jī) SRF08模塊 超聲波 測(cè)距儀

中圖分類號(hào)：TP274.53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）02-0165-02

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，汽車逐步進(jìn)入到普通家庭，汽車中的各種電子設(shè)備越來越方便化和人性化，這其中倒車?yán)走_(dá)是保證汽車安全性能的一個(gè)重要電子模塊?，F(xiàn)在市場(chǎng)上所使用的倒車?yán)走_(dá)其實(shí)就是一種常見的超聲波測(cè)距儀，駕駛者在倒車時(shí)，啟動(dòng)倒車?yán)走_(dá)，在單片機(jī)的控制下，有裝在車尾的超聲波探頭發(fā)射超聲波，當(dāng)遇到車后有障礙物時(shí)，產(chǎn)生回波信號(hào)，超聲波接收頭接收到回波信號(hào)后經(jīng)過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過計(jì)算時(shí)間差就可以測(cè)量出兩者之間相隔的距離。同時(shí)，還可以通過顯示模塊或發(fā)聲模塊向外輸出信號(hào)，提示駕駛者后方障礙物的距離，使其對(duì)倒車動(dòng)作有個(gè)預(yù)先判斷。由此可以看出超聲波測(cè)距是當(dāng)前非常流行的一種非接觸式的測(cè)距方式，其測(cè)距方式不易受外界影響，更適宜在有強(qiáng)電磁波、灰塵或煙霧的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量，而且對(duì)于一些透明的物體更有其優(yōu)越性。相比于激光測(cè)距和微波測(cè)距，超聲波的測(cè)量精度不是很精密，但其硬件電路容易實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，在一些倒車?yán)走_(dá)，流量測(cè)量，液面監(jiān)控，物體變形檢測(cè)等方面還是有廣泛的應(yīng)用。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)思路

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用AT89S51單片機(jī)作為核心控制芯片，使用SRF08型超聲波測(cè)距模塊對(duì)障礙物位置進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到障礙物距離超聲波模塊小于5米時(shí)，系統(tǒng)指示燈亮起，并發(fā)出單次提示音；當(dāng)障礙物繼續(xù)靠近，距離超聲波模塊小于3米時(shí)，系統(tǒng)的蜂鳴器開始發(fā)出間隔不同的連續(xù)報(bào)警音，距離越近報(bào)警音的間隔越小，直到報(bào)警音成為長(zhǎng)音報(bào)警聲。在發(fā)出報(bào)警聲的同時(shí)，通過液晶顯示器顯示當(dāng)前的距離，方便使用者有一個(gè)量化的數(shù)據(jù)。

1.1 超聲波測(cè)距技術(shù)介紹

超聲波是指振動(dòng)頻率大于20KHz以上的聲波，由于其振動(dòng)的頻率非常高，超過了人耳聽覺的頻率范圍，因此人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲波具有聚束、定向及反射、透射等特性，利用超聲波的這些特性以及與物體作用產(chǎn)生的各種效用而設(shè)計(jì)的傳感器叫做超聲波傳感器，由于其檢測(cè)方便、迅速，計(jì)算方法簡(jiǎn)單且精度較高，所以經(jīng)常在使用在距離測(cè)量方面。

超聲波傳感器根據(jù)原理不同可以分為壓電式、電磁式和磁致伸縮式等。其中，壓電式超聲波傳感器使用最為常見，它是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理制作而成，既可以作為發(fā)射器也可以作為接收器使用。壓電式超聲波傳感器是由壓電晶片、吸收塊、保護(hù)膜、引線等組成。當(dāng)作為發(fā)射器時(shí)，給傳感器兩級(jí)加上一個(gè)頻率等于壓電晶片固有振蕩頻率的脈沖信號(hào)時(shí)，壓電晶片將會(huì)發(fā)生振動(dòng)，繼而向外發(fā)出超聲波；當(dāng)作為接收器時(shí)，傳感器兩級(jí)不加電壓，當(dāng)其接收到超聲波時(shí)，壓電晶片隨之振動(dòng)，并將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。超聲波模塊測(cè)距原理是根據(jù)發(fā)出超聲波后到檢測(cè)到回波信號(hào)的時(shí)間t來計(jì)算傳感器和障礙物的距離，由于已知聲波的速度，其計(jì)算公式如下：距離=340*t/2。

1.2 SRF08型超聲波測(cè)距模塊簡(jiǎn)介

SRF08型超聲波測(cè)距模塊采用I2C總線接口設(shè)計(jì)，可以與多種單片機(jī)配合使用，其使用方便，操作方法完全按照I2C總線協(xié)議來處理。SRF08型超聲波測(cè)距模塊的工作特性如下：工作電壓為+5V；工作電流最大為50mA，典型值為30mA；工作頻率為40KHz，距離范圍為3cm―6m；探測(cè)半徑大于2m時(shí)，敏感度為3cm；當(dāng)輸入10us的TTL脈沖信號(hào)時(shí)，將產(chǎn)生超聲波信號(hào)；回波脈沖也是TTL電平信號(hào)；可以設(shè)置為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式。由兩個(gè)超聲波探頭和基礎(chǔ)板組成，其中引出5個(gè)引腳與外界通信與控制，這5個(gè)引腳分別是VCC，SDA，SCL，NC，GND。SRF08型超聲波測(cè)距模塊可以設(shè)置為測(cè)距模式和ANN模式兩種工作模式，本文主要介紹測(cè)距模式。在測(cè)距模式下，每向命令寄存器寫入一次命令就會(huì)啟動(dòng)一次測(cè)距，同時(shí)清除回波記錄緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，測(cè)量得到的結(jié)果按照順序以2個(gè)字節(jié)為單位依次存入寄存器中。如果要修改SRF08型超聲波測(cè)距模塊地址，則需要向I2C總線上的地址依次寫入0xA0，0xA5，0xAA，之后再寫入修改地址。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

超聲波測(cè)距儀的硬件設(shè)計(jì)主要是以AT89S51單片機(jī)為核心，并配有復(fù)位電路和時(shí)鐘電路，主要電路模塊包括：測(cè)距模塊，顯示模塊，按鍵模塊，發(fā)聲模塊。由于SRF08型超聲波測(cè)距模塊采用I2C總線協(xié)議，與單片機(jī)通信只需要SDA和SCL兩根通信線，硬件連接相對(duì)比較簡(jiǎn)單。顯示模塊采用LCD液晶顯示，P0口連接8根數(shù)據(jù)引腳，P2口的三根引腳連接控制引腳，其它外部設(shè)備例如蜂鳴器、LED指示燈、按鍵等通過三極管或電阻直接與單片機(jī)IO引腳連接即可。硬件原理圖如圖1所示。

3 軟件程序設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的單片機(jī)內(nèi)部程序主要是實(shí)現(xiàn)從SRF08型超聲波測(cè)距模塊中讀取距離信息，之后進(jìn)入到單片機(jī)內(nèi)部處理，并通過LCD顯示出來，這當(dāng)中還與程序中的設(shè)定值進(jìn)行比較，控制指示燈和蜂鳴器發(fā)出光信號(hào)和聲音報(bào)警。整個(gè)程序分為主程序，超聲波測(cè)距子程序，顯示子程序，延時(shí)函數(shù)等。主程序流程圖如圖2所示。

4 結(jié)語(yǔ)

本文給出了一種采用SRF08型超聲波測(cè)距模塊設(shè)計(jì)并制作超聲波測(cè)距儀的方法。利用測(cè)距模塊測(cè)量距離并通過I2C總線協(xié)議輸出距離信息，這種集成模塊的使用符合現(xiàn)今電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主流，具有硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)容易等特點(diǎn)，具有一定的推廣價(jià)值。對(duì)于后期的功能擴(kuò)展，可以增加存儲(chǔ)功能和語(yǔ)音播報(bào)功能，使超聲波測(cè)距儀的功能更加完善。

參考文獻(xiàn)

[1]明鑫.基于單片機(jī)的超聲波傳感器設(shè)計(jì)[J].科技信息，2014（1）：77，78.

篇7

關(guān)鍵詞：云臺(tái) 超聲波測(cè)距 姿態(tài)解算

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）10-0174-01

定高飛行是無(wú)人機(jī)基本飛行模式之一，許多任務(wù)都基于此飛行模式基礎(chǔ)上完成的。傳統(tǒng)方法中超聲波測(cè)距模塊垂直固定于無(wú)人機(jī)底部，無(wú)人機(jī)在進(jìn)行俯仰或橫滾運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)偏轉(zhuǎn)角度增加到一定程度，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值產(chǎn)生偏差，甚至?xí)霈F(xiàn)無(wú)效值。本文采用機(jī)載兩軸云臺(tái)設(shè)計(jì)，使得超聲波測(cè)距模塊在無(wú)人機(jī)飛行過程中始終保持與地面垂直，從而大大提高了其高度測(cè)量精度，增強(qiáng)了無(wú)人機(jī)定高飛行的穩(wěn)定性。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)由主控制器、超聲波測(cè)距模塊、姿態(tài)反饋模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)四部分組成，系統(tǒng)組成圖如圖1所示。其中主控制器采用的是意法半導(dǎo)體公司的STM32系列芯片；超聲波測(cè)距模塊采用超聲波傳感器進(jìn)行測(cè)距，并將其固定于兩軸云臺(tái)的正下方并保持其探頭垂直向下，以便對(duì)對(duì)地高度進(jìn)行測(cè)量；姿態(tài)反饋元件采用的是MPU6050；執(zhí)行元件采用的是L6234電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和無(wú)刷電機(jī)組成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，無(wú)人機(jī)云臺(tái)可由俯仰軸控制電機(jī)和橫滾軸控制電機(jī)分別控制云臺(tái)的俯仰和橫滾動(dòng)作；本系統(tǒng)采用3DR數(shù)傳模塊（433MHz）與地面站之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

2 功能模塊

2.1 超聲波測(cè)距

超聲波傳感器發(fā)射端在空氣中發(fā)出速度為的超聲波，當(dāng)其遇到被測(cè)物體時(shí)會(huì)被反射，并由超聲波傳感器接收端接收。當(dāng)溫度變化不大時(shí)默認(rèn)聲速基本不變。超聲波測(cè)距的原理是測(cè)量發(fā)射超聲波和接收到返回超聲波的時(shí)間差，并由時(shí)間差計(jì)算出發(fā)射地點(diǎn)到被測(cè)物體之間的實(shí)際距離，具體測(cè)距公式表示為：

式中為所測(cè)距離的長(zhǎng)度；為超聲波在空氣中的傳播速度；為發(fā)射超聲波和接收到返回超聲波的時(shí)間差的一半。

2.2 姿態(tài)測(cè)量與解算

陀螺儀是一種基于角動(dòng)量守恒理論的角速度傳感器。加速度計(jì)是測(cè)量運(yùn)載體線加速度的儀表。MPU6050包含三軸MEMS加速度計(jì)、三軸MEMS陀螺和一個(gè)可擴(kuò)展的數(shù)字運(yùn)動(dòng)處理器DMP。本系統(tǒng)采用MPU6050來測(cè)量無(wú)人機(jī)飛行過程中超聲波傳感器發(fā)射端與地面的夾角。

陀螺儀具有實(shí)時(shí)反饋角速度精度較高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)，但通過積分容易產(chǎn)生誤差累積。加速度計(jì)用于姿態(tài)估計(jì)，不會(huì)產(chǎn)生誤差積累，但其動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢。利用二者頻率上的互補(bǔ)特性，采用互補(bǔ)濾波算法對(duì)二者進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，可以將各個(gè)傳感器得到的數(shù)據(jù)充分應(yīng)用。

2.3 云臺(tái)控制

當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前超聲波測(cè)距模塊固定框的姿態(tài)角后，可將其與期望姿態(tài)角進(jìn)行比較，若有擾動(dòng)力矩的作用使得姿態(tài)角大于預(yù)設(shè)的角度時(shí)，就會(huì)通過PID控制器運(yùn)算輸出PWM信號(hào)，利用基于L6234電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別驅(qū)動(dòng)俯仰軸和橫滾軸的無(wú)刷電機(jī)逐步并精確地增加或減小轉(zhuǎn)子力矩，從而在各電機(jī)軸輸出反力矩，以補(bǔ)償外界擾動(dòng)力矩，使得無(wú)人機(jī)在俯仰或橫滾狀態(tài)時(shí)超聲波測(cè)距模塊始終垂直于地面，從而確保超聲波測(cè)距模塊獲得精確的高度測(cè)量數(shù)據(jù)。

由于對(duì)系統(tǒng)的PID控制參數(shù)調(diào)整較為繁瑣，必須結(jié)束飛行后在地面上才能調(diào)整參數(shù)，因此選用3DR數(shù)傳模塊（433MHz）與地面控制平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，從而使得無(wú)人機(jī)在其飛行過程中可實(shí)時(shí)調(diào)整各軸的控制參數(shù)及其定高高度，節(jié)約了調(diào)試時(shí)間。

3 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種含有超聲波測(cè)距模塊的小型無(wú)人機(jī)兩軸云臺(tái)，研究了利用互補(bǔ)濾波算法將陀螺儀和加速度計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合解算的方法。并采用PID算法來對(duì)云臺(tái)的姿態(tài)進(jìn)行控制。使得超聲波測(cè)距模塊在無(wú)人機(jī)飛行過程中始終保持與地面垂直，從而提高了其高度測(cè)量精度，增強(qiáng)了無(wú)人機(jī)定高飛行的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]苑潔.基于STM32單片機(jī)的高精度超聲波測(cè)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].華北電力大學(xué)，2012.

[2]劉慧.基于超聲波測(cè)距技術(shù)的小型無(wú)人機(jī)高度測(cè)量方法研究[D].內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，2015.

[3]曾偉.基于DSP的四旋翼無(wú)人機(jī)驅(qū)動(dòng)器的控制研究[D].天津大學(xué)，2012.

篇8

鉆井是石油及天然氣開采的重要環(huán)節(jié)，為了保證高效、安全地鉆井，防止井漏和井噴，需要在鉆井過程中采用具有一定粘結(jié)性能的泥漿作為鉆井液。它是由多種原料根據(jù)井下的地質(zhì)情況按適當(dāng)?shù)谋壤渲浦瞥傻?，其費(fèi)用約占整個(gè)鉆井成本的三分之一。由于井下地層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，常常遇到裂縫和有孔隙的地層，造成泥漿漏失，這不僅嚴(yán)重影響鉆井作業(yè)的進(jìn)行，千萬(wàn)經(jīng)濟(jì)上不必要的損失，而且泥漿是一種有害物質(zhì)，漏失后會(huì)對(duì)地下水資源和地層造成污染，危及子孫后代的生存環(huán)境。

發(fā)生泥漿漏失現(xiàn)象后，最為重要的是盡可能準(zhǔn)確地找出漏失位置，以便調(diào)整漏漿成份和顆粒度，堵塞地層裂縫和其它漏源。歷史上采用過的方法主要有兩種：一種是用溫度傳感器監(jiān)測(cè)井下不同深度處的溫度變化情況。由于受溫度傳播的不實(shí)時(shí)性和漏失量較小時(shí)溫度變化不明顯等因素的影響，這種方法不能準(zhǔn)確地測(cè)定泥漿漏失位置。另一種是采用流量計(jì)直接測(cè)量流速的變化，以此確定泥漿的漏失位置。但由于受測(cè)量環(huán)境本身的制約，所使用的流量計(jì)中含有轉(zhuǎn)子等可動(dòng)部件，而可動(dòng)部件極易受到鉆井中沙粒的影響而造成測(cè)量的不可靠或失敗。

本論文所述的超聲波鉆井液測(cè)漏儀的主要是：（1）采用了超聲波傳感器，不存在機(jī)械可動(dòng)部件；（2）具有很好的實(shí)時(shí)性；（3）采用兩只性能相同的超聲波傳感器對(duì)發(fā)、對(duì)收，不象壓力傳感器那樣存在直接測(cè)量的敏感面；（4）采用了TMS320VC33浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器，提高了測(cè)量精度。

1 測(cè)量原理

1.1 測(cè)漏儀的結(jié)構(gòu)與安裝方式

超聲波鉆井液測(cè)漏儀的結(jié)構(gòu)和安裝方式如圖1所示。測(cè)量電路安裝在上、下套筒組成的空腔內(nèi)，兩只超聲波 傳感器分別安裝在上、下套筒的端面上，泥漿經(jīng)鉆桿中心孔進(jìn)入井下后再經(jīng)鉆桿外壁與井壁構(gòu)成的環(huán)形空間返回到地面。

1.2 超聲波傳感器的研制

由圖1可見，傳感器軸線與鉆桿外壁之間的距離是十分有限的，為了保證超聲波傳感器發(fā)出的信號(hào)能夠通過泥漿直接進(jìn)入接收傳感器，需要控制超聲波傳感器的中心角。設(shè)兩只傳感器的距離為L(zhǎng)，傳感器軸線距井軸的距離為D，鉆桿直徑為d，則應(yīng)使中心角θ滿足：

θ=tg -1[(2D-d)/2L]

實(shí)際結(jié)構(gòu)允許的θ為2.95°，這對(duì)一般的超聲波傳感器說是一個(gè)比較嚴(yán)格的指標(biāo)，另外，由于井下的溫度可高達(dá)150℃，壓力為100Mpa，因此研制了專門的超聲波傳感器，其工作頻率為600kHz。

1.3 測(cè)量原理

兩只傳感器交替地發(fā)送和接收超聲波信號(hào)，把靠近地面的一只記作B，靠近井下的一只記作A，則A發(fā)送、B接收所用的時(shí)間為：

tAB=L/(C+V) (1)

同理，B發(fā)送、A接收所用的時(shí)間為：

tBA=L/(C-V) (2)

由以上兩式可得：

Δt=tBA-tAB=(2LV)/(C 2-V 2) (3)

其中，C為超聲波在泥漿中的傳播速度，V為泥漿流速。

由于C>>V，所以C2-V2≈C2，因此有：

V=ΔtC2/2L (4)

可見，只要測(cè)出時(shí)間差Δt，就可以求出泥漿流速，從而推斷井下漏失情況。漏層位置是通過時(shí)間與深度的換算關(guān)系確定的，地面計(jì)算機(jī)與井下測(cè)量電路在同一時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，由于地面可以方便地掌握儀器的下井深度，而井下儀器又可記錄任意時(shí)間點(diǎn)的泥漿流速，當(dāng)僅器提升到地面后，將記錄的數(shù)據(jù)回放到計(jì)算機(jī)，就可知道位置深度處的流速。

圖2

2 DSP的應(yīng)用

2.1 測(cè)漏儀電路結(jié)構(gòu)

測(cè)漏儀電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖中IC1是DSP芯片，這里采用TI公司的TMS320VC33浮點(diǎn)數(shù)字信號(hào)處理器，它是整個(gè)測(cè)量電路的核心，其指令周期為17ns，字長(zhǎng)為32位，擴(kuò)展精度為40位，內(nèi)部存儲(chǔ)器容量為34K×32bit，可尋址空間為16M，具有一個(gè)32位的串口、一個(gè)DMA通道、兩個(gè)定時(shí)器、兩個(gè)外部中斷源；芯片的供電電壓為3.3V，內(nèi)核供電電壓為1.8V，由IC5提供。由于芯片的運(yùn)行速度很高，為了防止外部振蕩電路的過高頻率引起射頻干擾，對(duì)外接振蕩器采用了內(nèi)部倍頻技術(shù)。

2．2 接口技術(shù)

圖2中的IC2為DS1251存儲(chǔ)器，它是一種非易失性的存儲(chǔ)器，其輸出電壓高電平為5V。但TMS320VC33的I/O電平為3.3V，不能承受高電平為5V的TTL信號(hào)。為了使TMS320VC33與DS1251能夠交換數(shù)據(jù)，電路中采用IC3（74LVC164244）實(shí)現(xiàn)3.3V與5V電平的轉(zhuǎn)換。該芯片同時(shí)具有3.3V和5V兩種供電電源，與DSP相連的I/O腳電平為3.3V，與存儲(chǔ)器相連的I/O腳電平為5V。

2.3 引導(dǎo)

引導(dǎo)（Boot Loader）是將在存儲(chǔ)在外部程序存儲(chǔ)器中的程序代碼一次性地全部加載到DSP芯片內(nèi)部的高速存儲(chǔ)器中，以實(shí)現(xiàn)程序指令的高速運(yùn)行。TMS320VC33有四種引導(dǎo)方式，其中前三種方式是從外部存儲(chǔ)器引導(dǎo)，第四種方式是從串行口引導(dǎo)。它們都是通過將四個(gè)外部中斷引腳INT0～I(xiàn)NT3中的某一個(gè)設(shè)置為低電平而實(shí)現(xiàn)的。本文采用表1中所示的第二種引導(dǎo)方式，即DSP從400000H開始引導(dǎo)程序。

將用戶程序加載到DSP的片內(nèi)高速RAM是由DSP的片內(nèi)ROM的駐機(jī)程序（出廠時(shí)已設(shè)置）完成的。上電后，DSP的復(fù)位引腳由“0”變?yōu)椤?”，同時(shí)在電路連接上保證引腳MCBL/MP="1"，固化在片內(nèi)的引導(dǎo)程序查詢INT0～I(xiàn)NT3中的哪一個(gè)為低，并按表1所示的中斷腳與地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行引導(dǎo)。

表1 引導(dǎo)方式

方式INT0  INT1  INT2  INT3說  明首地址1 0     1     1     1外部存儲(chǔ)器1000H2 1     0     1     1外部存儲(chǔ)器400000H3 1     1     0     1外部存儲(chǔ)器FFF000H4 1     1     1     0串口　被引導(dǎo)的用戶程序必須事先經(jīng)過匯編、連接，以生成DSP能夠認(rèn)識(shí)的機(jī)器代碼。在生成的程序代碼前還必須加入一個(gè)引導(dǎo)頭。引導(dǎo)頭的具體結(jié)構(gòu)見參考文件，其作用是：

（1）實(shí)現(xiàn)字長(zhǎng)為32位的DSP與8位、16位或32位外部程序存儲(chǔ)器的接口。

（2）實(shí)現(xiàn)高速DSP與低速ROM的接口。

（3）實(shí)現(xiàn)用戶程序與DSP與內(nèi)存儲(chǔ)空間的匹配。

2．4 數(shù)據(jù)處理

采用TMS320VC33的定時(shí)器1每隔100ms發(fā)送一串?dāng)?shù)目固定的脈沖型激勵(lì)信號(hào)，該激勵(lì)信號(hào)經(jīng)放大和驅(qū)動(dòng)后再經(jīng)DSP控制交替地施加到兩只超聲波傳感器上。當(dāng)一只傳感器處于發(fā)送狀態(tài)時(shí)，另一只就處于接收狀態(tài)，即每只傳感器每隔200ms完成一次收和發(fā)。接收到的超聲波信號(hào)又經(jīng)過放大和整形后送入DSP的INT0引腳，同時(shí)利用TMS320VC33的定時(shí)器2檢測(cè)從發(fā)送到接收所用的時(shí)間，進(jìn)而根據(jù)（3）式計(jì)算出發(fā)和對(duì)收的時(shí)間差，再由（4）式通過浮點(diǎn)運(yùn)算計(jì)算出泥漿流速，并將結(jié)果存儲(chǔ)在DS1251中。在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的同時(shí)，利用DS1251片內(nèi)的時(shí)鐘，將該數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間也一并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)。這就為地面將流速與深度對(duì)應(yīng)起來提供了基礎(chǔ)，因?yàn)樵诰峦ㄟ^DS1251計(jì)時(shí)的同時(shí)，地面也有一套與之同步的計(jì)時(shí)器對(duì)時(shí)間與深度進(jìn)行了相應(yīng)的記錄。

    DSP的定時(shí)間隔設(shè)置為兩倍的指令周期，即：

T=2×Tp=34ns (5)

對(duì)tAB和tBA計(jì)時(shí)的誤差為：

ΔT=±Tp/2=±17ns (6)

由此引起的泥漿流速誤差為：

ΔV=ΔTC2/L （7）

取C=1560m/s、L=10m，則ΔV=4.14mm/s，由此可見其測(cè)量誤差比現(xiàn)有的測(cè)量方法降低了幾十倍。

3 數(shù)據(jù)回放與試驗(yàn)

篇9

[關(guān)鍵詞] LPC2114 交通燈管理ucLinux

一、引言

在城市交通中，交通燈信號(hào)是管理交通網(wǎng)絡(luò)的最重要元素。本文設(shè)計(jì)了一種新型智能交通燈管理模塊，該模塊主要使用超聲波傳感器檢測(cè)各車道流量，并保存記錄。分析近段時(shí)間內(nèi)的車流量記錄和預(yù)設(shè)命令，根據(jù)不同情況增加或減少紅綠燈時(shí)間。該模塊采用ARM7處理器LPC2124和ucLinux操作系統(tǒng)作為核心控制單元。

二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.模塊硬件實(shí)現(xiàn)

如圖1所示，本文設(shè)計(jì)的模塊是完整智能交通燈管理系統(tǒng)的一部分，主要包括處理器、超聲波傳感器組及遠(yuǎn)程通訊單元。

（1）處理器。采用飛利浦公司的LPC2124處理器。選擇該芯片的主要原因是基于uClinux操作系統(tǒng)的要求及與其他模塊配合使用的要求。

LPC2124是一款采用ARM7TDMI-S內(nèi)核的微控制器。ARM(Advanced RISC Machines)是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè),設(shè)計(jì)了大量高性能、廉價(jià)、耗能低的RISC處理器，適用于多種領(lǐng)域。ARM7TDMI使用ARM架構(gòu)體系中較低端的處理器核,也是世界上廣泛使用的32位嵌入式RISC處理器。

圖1 系統(tǒng)組成框圖

（2）超聲波傳感器組。采用超聲波傳感器測(cè)量通過交通燈的時(shí)間。按照實(shí)際需要在每個(gè)行車道上方交通燈處安裝一臺(tái)傳感器并與LPC2124處理器的GPIO相連。連接后需要在LPC2124處理器設(shè)置相應(yīng)針腳為輸入GPIO，并且為每個(gè)傳感器配置中斷向量。

（3）遠(yuǎn)程通訊。遠(yuǎn)程通訊單元使用GPRS網(wǎng)絡(luò)接收遠(yuǎn)程指揮中心命令并且將測(cè)量值和報(bào)警信號(hào)發(fā)送給指揮中心。選擇GPRS的原因在于：GPRS已是較成熟的無(wú)線通訊技術(shù)，可以節(jié)省大量布線、安裝時(shí)間，并且能夠滿通燈管理系統(tǒng)的通訊需要。

GPRS網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方便，使用費(fèi)用較低。2.軟件實(shí)現(xiàn)

(1)uClinux嵌入式操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介。uClinux從Linux2.02.4內(nèi)核派生而來，沿襲了主流Linux的絕大部分特性。uClinux是一個(gè)完全符合GUN/GPL(GNU Public License)公約的操作系統(tǒng)，完全開放代碼。運(yùn)行uClinux操作系統(tǒng)的用戶可以使用幾乎所有的LinuxAPI函數(shù)，不會(huì)因?yàn)闆]有MMU而受到影響。由于uClinux在標(biāo)準(zhǔn)的Linux基礎(chǔ)上進(jìn)行了適當(dāng)?shù)牟脺p和優(yōu)化，形成了一個(gè)高度優(yōu)化的、代碼緊湊的嵌入式Linux，雖然它的體積很小，uClinux仍然保留了Linux的大多數(shù)的優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能、完備的對(duì)各種文件系統(tǒng)的支持，以及標(biāo)準(zhǔn)豐富的API等。

基于以上論述，本文的設(shè)計(jì)采用uClinux作為整個(gè)管理系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的操作系統(tǒng)。所有的軟件開發(fā)將在交叉編譯環(huán)境下進(jìn)行。

(2)主要程序模塊。①初始化過程主要包括以下任務(wù)：硬件初始化，主要包括設(shè)置超聲波傳感器組使用的GPIO口；設(shè)置信號(hào)燈控制單元GPIO口的；設(shè)置各超聲波傳感器的中斷優(yōu)先級(jí)；設(shè)置計(jì)數(shù)器；進(jìn)行其它功能模塊硬件初始化。

②數(shù)據(jù)初始化，主要包括設(shè)置各方向時(shí)間值；設(shè)置其它功能模塊所需預(yù)定值。

③設(shè)置交通燈時(shí)間值的過程主要是將各路口和各方向時(shí)間值傳送給信號(hào)控制模塊。

④在用戶模式下執(zhí)行正常程序的主要功能為：根據(jù)時(shí)間值設(shè)置計(jì)數(shù)器，通過信號(hào)燈控制模塊配置交通燈；與此同時(shí)程序相應(yīng)各傳感器中斷記錄每次中斷時(shí)記錄的車輛通行時(shí)間和數(shù)量；執(zhí)行其它模塊功能。

⑤在一次交通燈管理周期執(zhí)行完畢后，程序首先按照預(yù)定時(shí)間值執(zhí)行另一個(gè)交通燈管理周期。

三、結(jié)論

本文提出的交通燈智能控制系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的紅綠燈固定配時(shí)模式，采用ARM嵌入式平臺(tái)開發(fā)，集合嵌入式操作系統(tǒng)uClinux，可以與其他先進(jìn)的模塊配合使用，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[2]周立功.ARM微控制器基礎(chǔ)與實(shí)踐[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003，11.

[3]鄒思軼．嵌入式設(shè)計(jì)與應(yīng)用．北京：清華大學(xué)出版社，2002.108-110.

篇10

【關(guān)鍵詞】車輛檢測(cè) 超聲波傳感器 單片機(jī) 交通燈

隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，龐大的汽車保有量造成的交通擁堵和混亂已經(jīng)成為影響我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要問題。路通燈控制系統(tǒng)在時(shí)間上給交通流分配通行權(quán)，是保證城市交通秩序的關(guān)鍵。而我國(guó)目前采用交通燈控制系統(tǒng)大多紅綠燈轉(zhuǎn)換時(shí)間固定，這種缺乏靈活性的時(shí)間設(shè)置經(jīng)常造成道路擁堵，通行效率嚴(yán)重降低。因此智能交通燈控制系統(tǒng)的研究就顯得尤為重要。

本文提出的智能交通燈控制系統(tǒng)能夠依據(jù)道路車流量變化情況靈活配置通行時(shí)間，從而有效地緩解十字路口的車輛擁堵現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)通行權(quán)地最優(yōu)控制。智能交通燈控制系統(tǒng)的提出與應(yīng)用，能夠更加方便人們的出行，更好地服務(wù)于人們的生活，更是為了盡可能的處理由于不確定因素造成的復(fù)雜的道路交通狀況，更加智能化地解決問題。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本智能交通燈控制系統(tǒng)由單片機(jī)系統(tǒng)、超聲波發(fā)射/接收器、紅綠燈和倒計(jì)時(shí)顯示模塊組成。該系統(tǒng)不僅具有常規(guī)的倒計(jì)時(shí)顯示功能，還具有車流量檢測(cè)和通行時(shí)間調(diào)整功能。系統(tǒng)具體組成框圖如圖1所示。

系統(tǒng)在東西南北四個(gè)方向上分別架設(shè)兩個(gè)超聲波傳感器，來檢測(cè)當(dāng)前道路的車流量。每個(gè)方向架設(shè)的兩個(gè)傳感器間隔一定的距離。當(dāng)超聲波傳感器檢測(cè)到車輛時(shí)，輸出低電平。單片機(jī)通過對(duì)每個(gè)方向傳感器輸出電平來判定該方向的車流量情況。

南北向通行時(shí)間由南向車道與北向車道傳感器采集到的數(shù)據(jù)共同決定，經(jīng)單片機(jī)處理后便可根據(jù)車流量實(shí)時(shí)分配通行時(shí)間。東西向通行時(shí)間的分配也是如此。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 STC89C52單片機(jī)

STC89C52單片機(jī)是一種低功耗、高性能CMOS8位微處理器，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHZ。片上資源包括512Byte RAM，8K字節(jié)Flash，32個(gè)通用I/O端口，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，通用異步串行口（UART）。STC89C52具有ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程）技術(shù)。

2.2 傳感器

2.2.1 傳感器的選擇

方案一：感應(yīng)線圈

感應(yīng)線圈車輛檢測(cè)器是一種基于電磁感應(yīng)原理的車輛傳感器，它的傳感器是一個(gè)埋在路面下，通有一定工作電流的環(huán)形線圈。當(dāng)車輛通過環(huán)形地埋線圈或停在環(huán)形地埋線圈的上方時(shí)，由于互感作用，在以鐵制為材料的車上產(chǎn)生渦流，使得環(huán)形線圈的電感量變小。車輛檢測(cè)器通過檢測(cè)該線圈的電感量來檢測(cè)出車輛的存在。

優(yōu)點(diǎn)：感應(yīng)線圈測(cè)量精度好，性能穩(wěn)定，不受天氣的影響。缺點(diǎn)：由于感應(yīng)線圈鋪設(shè)在地下，工程量較大，成本高，破壞路面的完整性。

方案二：視頻檢測(cè)

基于視頻的交通流量檢測(cè)系統(tǒng)，一般采用視頻方式得到實(shí)時(shí)交通圖像序列，再經(jīng)過分析處理以獲得各種交通參數(shù)。通過對(duì)圖像的分析即可判定車輛的存在。

優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，不破壞路面，檢測(cè)精度高，同時(shí)穩(wěn)定度高，故障率低。缺點(diǎn)：惡劣天氣能見度低、夜晚光線較差時(shí)，嚴(yán)重影響視頻檢測(cè)的正確率。

方案三：超聲波檢測(cè)

超聲波發(fā)射器發(fā)射出超聲波時(shí)開始計(jì)時(shí)，接收器接收到回波后結(jié)束計(jì)時(shí)。這段時(shí)間差乘以聲速即為所測(cè)距離的兩倍。通過與預(yù)先設(shè)定的閾值比較，即可判定車輛的存在。

優(yōu)點(diǎn)：體積小，重量輕，鋪設(shè)方便，適用于短距離測(cè)量。缺點(diǎn)：方向性差，精度低。

總結(jié)：從工程角度考慮，方案一感應(yīng)線圈埋設(shè)造價(jià)高，對(duì)路面影響大；方案二視頻檢測(cè)在能見度較低和光線較差時(shí)，視頻對(duì)車輛存在的檢測(cè)辨識(shí)度不高。因此選擇超聲波傳感器，造價(jià)低且易于架設(shè)。

2.2.2 傳感器的架設(shè)

如圖2所示，超聲波傳感器分別架設(shè)在東南西北四個(gè)車道上，每個(gè)方向設(shè)置2個(gè)。

2.2.3 檢測(cè)思路

超聲波模塊將檢測(cè)數(shù)據(jù)送入單片機(jī)處理，若距離小于所設(shè)置的閾值，即可判斷車輛的存在。當(dāng)檢測(cè)到車輛時(shí)，輸出低電平。

系統(tǒng)啟動(dòng)后，整個(gè)系統(tǒng)全部初始化（東西方向綠燈時(shí)間10s，黃燈時(shí)間5s，南北方向紅燈時(shí)間15s）。當(dāng)東西方向?yàn)辄S燈時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)開始循環(huán)檢測(cè)南北向的傳感器，并將傳感器s1數(shù)據(jù)與s3數(shù)據(jù)作“與”運(yùn)算，s2數(shù)據(jù)與s4數(shù)據(jù)作“與”預(yù)算。

當(dāng)結(jié)果為“11”時(shí)，南北方向無(wú)車；結(jié)果為“01”時(shí)，南北方向少車；結(jié)果為“00”時(shí)，南北方向多車，分配綠燈時(shí)間分別為10s，20s，30s。南北向車流量狀態(tài)與綠燈時(shí)間如表1所示（1為高電平，0為低電平）。

當(dāng)南北方向?yàn)辄S燈時(shí)，工作流程與東西方向黃燈時(shí)相同。

2.3 顯示部分

顯示部分由紅綠燈顯示模塊與倒計(jì)時(shí)顯示模塊兩個(gè)部分。紅綠燈顯示使用LED燈組，單片機(jī)P1.0-P1.5端口控制燈組的亮滅。由于單片機(jī)I/O端口無(wú)法驅(qū)動(dòng)燈組，所以使用ULN2803達(dá)林頓陣列作為功率驅(qū)動(dòng)，增加控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。

倒計(jì)時(shí)顯示模塊使用兩位八段共陰數(shù)碼管，兩位八段數(shù)碼管可以顯示的時(shí)間為0―99s，可以滿足系統(tǒng)最長(zhǎng)35s的時(shí)間顯示要求。單片機(jī)P2.0-P2.5端口控制南北東西方向的紅綠黃燈顯示。P2.6-P2.7端口則是數(shù)碼管個(gè)位和十位位選信號(hào)。當(dāng)位選信號(hào)為低電平時(shí)，表示選中該數(shù)碼管。

3 軟件設(shè)計(jì)

在keil uvision4環(huán)境下編譯并調(diào)試程序，包括主程序、初始化程序，傳感器檢測(cè)程序、數(shù)碼管與LED燈組顯示程序、中斷服務(wù)子程序。主程序根據(jù)車流量對(duì)南北東西方向紅綠燈時(shí)間進(jìn)行分配以及數(shù)碼管的顯示。初始化程序在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)對(duì)各個(gè)寄存器值進(jìn)行設(shè)置。傳感器檢測(cè)程序主要是對(duì)每個(gè)車道車流量的判斷，在道路黃燈時(shí)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。中斷服務(wù)子程序包括定時(shí)器中斷與串行口中斷。程序流程圖如圖3。

主程序的關(guān)鍵在于對(duì)東西南北方向車流量的判斷，從而分配通行時(shí)間，這也是智能交通控制系統(tǒng)的核心所在。下面給出東西向車流量判斷程序：

while（1） //南北向停，東西向行

{

sensor=P3；

switch（sensor&0x03）// 讀取東西向傳感器數(shù)據(jù)

{

case 0x03： //無(wú)感應(yīng)時(shí)

ii=15； //此時(shí)東西向?yàn)闊o(wú)車狀態(tài)，綠燈時(shí)間15s

break；

case 0x01： //第一個(gè)傳感器感應(yīng)

ii=25； //此時(shí)東西向?yàn)樯佘嚑顟B(tài)，綠燈時(shí)間25s

break；

case 0x00： //第一第二個(gè)傳感器同時(shí)感應(yīng)

ii=35； //此時(shí)東西向?yàn)槎嘬嚑顟B(tài)，綠燈時(shí)間35s

break；

default： //其它

ii=15；

break；

}

4 改進(jìn)方向

本文提出的基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)在檢測(cè)誤差和精度上有許多不足，后期可做如下改進(jìn)：

（1）超聲波在空氣中隨著傳播距離的增大，能量逐漸衰減，當(dāng)檢測(cè)較遠(yuǎn)距離時(shí)會(huì)出現(xiàn)很大的誤差。故可通過提高超聲波模塊的發(fā)射功率來增加可靠的檢測(cè)距離，從而減小由于能量衰減造成的檢測(cè)誤差。

（2）超聲波受溫度的影響會(huì)導(dǎo)致傳播速度的變化，這會(huì)降低測(cè)試的精確度。而在本系統(tǒng)中并未增加相應(yīng)的修正措施。后期可以通過增加溫度傳感器來實(shí)時(shí)檢測(cè)溫度的變化，并對(duì)聲速進(jìn)行修正，提高系統(tǒng)的精確度。

5 結(jié)語(yǔ)

在城市化進(jìn)程中，與日俱增的車輛數(shù)目給城市的交通帶來的巨大的挑戰(zhàn)。目前我國(guó)交通燈系統(tǒng)大多時(shí)間固定，不能根據(jù)路口車輛的滯留的情況靈活地改變各方向道路的通行時(shí)間，給人們的出行和生活帶來的極大的不便，這已經(jīng)成為影響我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要的問題。因此如何改善城市交通，突破傳統(tǒng)交通燈控制系統(tǒng)成為當(dāng)下一個(gè)熱門的研究方向。智能交通燈的思想也就應(yīng)運(yùn)而生。

本文提出的基于單片機(jī)的智能交通燈控制系統(tǒng)穩(wěn)定性高，這對(duì)于交通控制至關(guān)重要。與此同時(shí)傳感器架設(shè)方便，不需破壞路面，成本較低，實(shí)用性較高。智能交通燈系統(tǒng)能夠改善道路通行狀況，靈活地紅綠燈時(shí)間分配能夠較好地解決十字路通堵塞問題，提高了通行效率，在城市交通控制系統(tǒng)中會(huì)有很好的應(yīng)用前景。

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作者簡(jiǎn)介

陸海全（1994-），男，江蘇省漣水縣人?，F(xiàn)為揚(yáng)州大學(xué)信息工程學(xué)院大學(xué)本科在讀學(xué)生。研究方向?yàn)橥ㄐ殴こ獭?/p>