具有温度补偿的超声波测距仪设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

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。^[1] 超声波测距与其他的测距方式相比，超声波测距超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远。目前，超声波测距已普遍应用在井深、管道、液位测量、移动机器人、倒车等领域，应用前景广阔。

　　超声波它具有不受外界因素影响，对环境有一定的适应能力，且操作简单、测量精度高等优点而被广泛应用。这些特点可使测量仪器不受被测介质的影响，大大解决了传统测量仪器存在的问题，比如，在粉尘多情况下对人引起的身体接触伤害，腐蚀性质的被测物对测量仪器腐蚀，触电接触不良造成的误测等。此外该技术对被测元件无磨损，使测量仪器牢固耐用，使用寿命加长，而且还降低了能量耗损，节省人力和劳动的强度。因此，利用超声波检测既迅速、方便、计算简单，又易于实时控制，在测量精度方面能达到工业实用的要求。

目前，超声波测距的主要方法有相位检测法、声波幅值检测法和时间差法三种。相位检验法精度高，但是测量范围有限；声波幅值检验法实现容易，但易受反射波的影响；而时间差法算法简单，可测量的范围大，成本低。因此，本设计采用时间差法。

2. 研究的基本内容与方案

查阅资料了解超声波测距的原理以及温度补偿的相关知识，完成系统硬件与软件设计，要求测量时与被测物体无直接接触，能够清晰、稳定地显示测量结果，要求具有控制系统模块、显示模块、超声波发射模块、接收模块、键盘模块五个模块。测量范围为0.01-2m，测量精度为1cm。

完成本设计不仅需要对超声波测距原理有一定的了解，也需要熟悉设计的工具，像protel、keil等。

系统的工作原理为：利用ds18b20将环境的温度测量出来，根据测量出来的环境温度计算出该温度下声音的速度，并记录该速度。启动超声波模块，让其发出超声波。利用定时器测量出超声波信号遇到障碍物后返回所需要的时间。利用前面测出的声速和定时器计算的时间算出超声波模块到障碍物的距离，并把距离显示在数码管显示。根据系统原理绘制系统框图如图1。

3. 研究计划与安排

1-3周 查阅相关文献，了解相关理论知识，撰写开题报告

4-5周 完成单片机最小系统的设计和制作

6-7周 完成ds18b20温度测量系统软硬件设、制作与调试

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李戈, 孟祥杰, 王晓华, 等. 国内超声波测距研究应用现状[j]. 测绘科学, 2011, 36(4): 60-62.

[2]韩赞东, 陈强, 尉昊赟. 超声定位技术在汽车安全预警系统中的应用[j]. 测控技术, 2002, 21(8): 10-12.

[3]沈燕,高晓蓉,孙增友,李金龙. 基于单片机的超声波测距仪设计[j]. 现代电子技术,2012,07:126-129.