基于单片机的无线超声测距系统设计文献综述
摘要：超声波是一种频率高于20000HZ的声波，其方向性好，反射能力强，易于获得较为集中的声能，在水中传播距离比空气中远，可用于测距、测距等功能。基于超声波的一系列特性，利用相关硬件电路去设计无线测距系统是可行的。为此，深入研究超声波的测距原理、开发符合相关性能要求的专用电路及硬件芯片，对于超声波无限测距技术的发展具有十分重要的现实意义。
关键字：超声波 测距 单片机
- 研究的目的及意义
近年来随着电子测量技术的发展，电子测量技术的应用越来越广泛，运用超声波做出精确测量在技术上已经完全可以实现。超声波测量精确度高，成本低，稳定性较好，更容易受到市场的青睐。超声波测距技术已被广泛应用于人们的日常工作和生活之中，通常可应用于固定物体位置或是液位的测量。由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线，被测对象颜色等的影响，能适应于更恶劣的环境因素，具有较高的可靠性，便于维护，可广泛应用于环境检测、汽车防撞、建筑行业的空间定位测量或是食品饮料行业及水厂中的液面位置控制等相关领域。
- 国内外研究现状
传统以往的超声波测距电路大多由模拟或者是数字电路为基础进行搭建，但是基于这些传统电路构建的系统往往可靠性较差，不够灵敏且调试性能较差，存在着较大的缺陷。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波可被用于距离的测量。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此近年来基于超声波的测距系统不断出现，并且经过多年发展，超声波测距技术在提高精度和测量范围等方面已经取得长足进展，发展起多用途、适用于不同领域的测量方法。
- 研究内容
本设计是利用单片机及外围设备组成的一个无线超声测距系统，该系统以单片机作为主控制模块，超声波模块HC-SR04、按键电路，无线发送电路，无线接收电路，LCD1602液晶显示电路，声光报警电路和电源电路组成。超声无线测距系统分为主机和从机，从机主要负责超声波数据的测量和处理，通过nRF24L01无线模块发送到主机，主机负责接收超声波的检测的距离并在LCD液晶上显示，当测量距离小于设置的距离时，蜂鸣器和发光二极管发出声光报警。通过按键系统设置最小报警距离。
- 结论
以上相关研究通过对超声波的传播特性，利用相关硬件电路，设计了一款基于单片机的无线超声波测距系统。本设计系统模块化、体积小、成本低且经济效益高。此外，本超声测距系统的抗干扰能力和可靠性仍旧可以提高。一旦在较为复杂的环境中，干扰信号能够改变接收设备中的接受信号，极有可能造成较大的误差。
参考文献：
[1]孔雅琼. 基于单片机的超声测距仪研究与开发[D].国防科学技术大学,2007.
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