基于ZigBee的无线高精度超声波测距仪的设计

线性相位基于ZigBee的无线高精度超声波测距仪的设计
作者:***
糖炒栗子机来源:《山东工业技术》2015年第16期
        摘 要:本系统使用超声波来检测到障碍物的距离,并将检测结果通过ZigBee无线传感网传送到控制中心并显示处理。该装置由超声波测距模块和控制中心两部分组成。超声波测距模块包括超声波发射模块、超声波接受模块、温度补偿模块、ZigBee收发模块、LCD显示模块几部分组成;控制中心包括ZigBee收发模块、RS232串口通信模块等。为了提高测量精度,测距模块使用DS18B20温度传感器对温度进行实时测量并校正超声波的声速。
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        关键词:CC2530;超声波测距;ZigBee斗拱模型
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        0 引言
        超声波测距是一种传统而实用的非接触测量方法,经常用于距离的测量,在工程实践中,超声波由于指向性强、不受外界光及电磁场等因素的影响,且结构简单,成本低,因此
在工业控制等方面得到了广泛的应用。但由于温度对超声波声速的影响等原因,使得超声波测距的精度受到了很大的影响,限制了超声测距系统在测量精度要求更高的场合下的应用。为了提高测量精度,我们使用温度补偿电路,通过测量环境温度,实时修改超声波的声速,从而使测量精度更高。此外,由于采用了无线数据传输模式,大大方便了测距模块的使用便利性。
        1 系统组成
        本系统硬件电路由CC2530无线单片机模块、ZigBee无线收发模块、温度补偿电路、超声波发射电路、超声波接收电路、液晶显示电路构成,如图1所示。
性引诱        系统具体工作过程如下,测量开始时,由CC2530产生一个控制信号,控制外围电路产生40kHz的超声波,经整形、功率放大后加到超声波发射器,使其发射频率为40kHz的超声波脉冲,与此同时,CC2530启动定时/计数器T0开始计数。超声波碰到障碍物返回,由超声波接收器接收,并经过信号放大、滤波、整形,产生一个脉冲信号,触发CC2530定时/计数器T0输入捕获功能,根据捕获计数值就可以换算出超声波发射到返回所经历的时间t。同时,由温度传感器DS18B20测得当前的环境温度T,CC2530单片机根据当前温度T
得到超声波的实际速度v,再根据测得的时间t得到 测距模块和障碍物的距离d。最后,将距离d和当前温度T显示在测距模块的液晶显示屏上,同时,利用CC2530内置的ZigBee模块,将d和T无线发送到控制中心的ZigBee接收模块中,再由控制中心ZigBee接收模块通过RS232串口通信将d和T传递给控制中心的PC机,控制中心的PC发送的控制命令也是通过这种方式发送给超声波测距模块的。

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标签:超声波   模块   电路   测量
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