一种应用于重型箱体摆放的测距系统的制作方法

本发明涉及检测技术领域，具体涉及利用超声波传感器设计测距系统，主要应用于重型箱体摆放等作业场合。

背景技术：

重型箱体摆放往往采用叉车和液压车等作业，用传统的目测方法进行摆放，会出现摆放不整齐以及多次进行位置调整的情况，大大降低了工作效率。有鉴于此，本专利提出一种应用于重型箱体摆放的测距系统，将其安装于叉车、液压车等摆放箱体的车辆上，通过自动测距，以提高作业效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种新型的应用于重型箱体摆放的测距系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种应用于重型箱体摆放的测距系统，该系统由单片机、超声波发射电路、超声波接收电路、超声波传感器、放大滤波电路、键盘电路、显示电路和报警电路构成；

所述单片机设有1/O端口，所述单片机通过端口与超声波发射电路连接，所述超声波发射电路与超声波传感器连接，由单片机的1/O端口产生40KHz的方波信号，经发射电路送至超声波传感器；

所述超声波接收电路与超声波传感器连接，所述超声波接收电路接收超声波传感器的反馈信号；所述超声波接收电路与放大滤波电路连接，通过放大滤波电路对超声波传感器的反馈信号进行滤波放大处理；所述放大滤波电路与单片机连接，将滤波放大后的反馈信号传入单片机，单片机通过计算后实时显示所测距离。

优选方案，所述键盘电路、显示电路和报警电路分别与单片机连接；

所述单片机选用STM32系列单片机，键盘电路设定和调整重型箱体摆放距离数据，报警电路主要用来对限定距离进行报警，引导叉车进行作业。

优选方案，所述单片机内部设有A/D转换模块和温度传感器。

优选方案，所述超声波传感器采用HC-SR04收发一体型传感器，可方便地提供5~400CM的非接触测量，采用渡越时间法检测距离。

本实用新型的有益效果在于：本方案结构简单，运行可靠，可以方便地应用于重型箱体摆放等相关作业环境中。

附图说明

图1为本实用新型的重型箱体摆放测距系统结构图；

图2为本实用新型的超声波发射电路图；

图3为本实用新型的超声波接收和放大电路图；

图4为本实用新型的测距输出软件流程图。

具体实施方式

为了使从事超声波传感器测距相关技术人员能更好地理解本发明方案，下面参照附图对本发明实施方式进行详细说明。

一种应用于重型箱体摆放的测距系统，该系统由单片机、超声波发射电路、超声波接收电路、超声波传感器、放大滤波电路、键盘电路、显示电路和报警电路构成；

所述单片机设有1/O端口，所述单片机通过端口与超声波发射电路连接，所述超声波发射电路与超声波传感器连接，由单片机的1/O端口产生40KHz的方波信号，经发射电路送至超声波传感器；

所述超声波接收电路与超声波传感器连接，所述超声波接收电路接收超声波传感器的反馈信号；所述超声波接收电路与放大滤波电路连接，通过放大滤波电路对超声波传感器的反馈信号进行滤波放大处理；所述放大滤波电路与单片机连接，将滤波放大后的反馈信号传入单片机，单片机通过计算后实时显示所测距离。

优选方案，所述键盘电路、显示电路和报警电路分别与单片机连接；

所述单片机选用STM32系列单片机，键盘电路设定和调整重型箱体摆放距离数据，报警电路主要用来对限定距离进行报警，引导叉车进行作业。

优选方案，所述单片机内部设有A/D转换模块和温度传感器。

优选方案，所述超声波传感器采用HC-SR04收发一体型传感器，可方便地提供5~400CM的非接触测量，采用渡越时间法检测距离。

参见图1，本系统提供了测距系统结构图，选用STM32系列单片机作为主控芯片，完成单片机最小电路系统设计，进而由超声波发射电路、超声波接收电路、超声波传感器、放大滤波电路、键盘电路、显示电路和报警电路等构成整个测距系统。应用单片机芯片内部含有的A/D转换模块和温度传感器，方便测距系统的构架，可以减小外围电路设计。系统中的测距传感器采用采用HC-SR04收发一体型超声波传感器，可以方便地提供5~400CM的非接触测量，采用渡越时间法检测距离。由STM32单片机的1/O端口产生40KHz的方波信号，经发射电路送至超声波传感器，超声波遇到障碍返回，通过接受电路和放大滤波电路进入单片机，单片机通过计算后实时显示所测距离。键盘电路主要用于设定和调整重型箱体摆放距离数据，报警电路主要用来对限定距离进行报警，引导叉车进行作业。

参见图2，给出了超声波发射电路，对单片机进行软件编程，由单片机通过定时设计，产生频率为40KHz的方波信号，该信号通过三极管放大和变压器隔离放大后输出，加到超声波传感器上。由于采用变压器进行磁耦合隔离放大，克服了回波对发射电路的影响。

参见图3，给出了超声波接收和放大电路。对接收到的回波信号经过晶体管进行放大后，接入两级放大滤波电路，其中滤波电路主要用来滤除回波中的低频信号，并确保40KHz左右的频率通过，滤波电路设计中相关元件参数选择以40KHz中心频率进行计算，信号经过放大滤波后，进入单片机的A/D转换接口。采用STM32单片机内部集成的1us的双12位ADC和集成温度传感器，简化系统硬件设计。

参见图4，给出了测距输出软件流程图。系统中TIM2定时器主要用于计算渡越时间，系统上电初始化后，起动该定时器，同时调用超声波发射子程序，产生40KHz脉冲信号。温度补偿子系统主要用来实现温度补偿，提高超声波测距的精度，TIM3和TIM4两个定时器配合使用，主要进行软件滤波作用，防止由于传感器余振产生的虚假回波。

以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些，对于在不脱离本发明思想前提下做出的简单推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。