便携式测距仪系统设计
基于myrio的移动机器人测距系统设计
当遇到障碍物再返回给传感器[３] ꎮ 由此计算前方障碍物的距
离ꎬ式(１) 为距离计算公式ꎮ
Ｓ
＝
ｖ∗ｔ ２
(１)
超声波测距传感器实物如图 １ 所示ꎮ
ＬａｂＶＩＥＷ 是一种编程语言ꎬ由美国国家仪器( ＮＩ) 研发ꎬ类似于 Ｃ 语言编程ꎬ但又与 Ｃ 语言编程有很大区别[４] ꎮ 如图 ３ 所示ꎬ ＬａｂＶＩＥＷ 使用的是图形化编辑语言 Ｇ 编写程序ꎬ编译环境包括 前面板和程序框图ꎬ前面板可以创建很多控件ꎬ程序框图主要 用来编写常见的逻辑结构[５] ꎮ 这种编程方式容易理解ꎬ方便初 学者学习和使用ꎮ
简易超声波测距仪的设计
摘要超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，传播距离较远等优点，所以，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是目前应用最普遍的一种，它广泛应用于防盗、倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。
本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT89C51单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。
整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。
各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。
在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。
相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
经实验证明，这套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好，经过系统扩展和升级，可以有效地解决汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控。
关键词AT89C51；超声波；测距AbstractUltrasonic wave has strong pointing to nature ,slowly energy consumption ,propagating distance farther ,so, in utilizing the scheme of distance finding that sensor technology and automatic control technology combine together ,ultrasonic wave finds range to use the most general one at present ,it applies to guard against theft , move backward the radar , water level measuring,building construction site and some industrial scenes extensively.This subject has introduced principle and characteristic of the ultrasonic sensor in detail ,and the performance and characteristic of one-chip computer AT89C51 of Atmel Company ,and on the basis of analyzing principle that ultrasonic wave finds range ,the systematic thinking and questions needed to consider that have pointed out that designs and finds range ,provide low cost , the hardware circuit of high accuracy , ultrasonic range finder of miniature digital display and software design method taking AT89C51 as the core. Modular design of the whole circuit from the main program, pre subroutine fired subroutine receive subroutine. display subroutine modules form. SCM comprehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder function. On the basis of the overall system design, hardware and software by the end of each module.The research has led to the discovery that the software and hardware designing is justified, the anti-disturbance competence is powerful and the real-time capability is satisfactory and by extension and upgrade, this system can resolve the problem of the car availably, building construction the position of the workplace and some industries spot supervision.Key words AT89C51; Ultrasonic Wave; Measure Distance目录1 绪论 (1)1.1 超声波测距仪的设计思路 (1)1.2 方案一：利用分立模块的超声波测距仪 (1)1.3 方案二：基于AT89C51单片机的超声波测距仪 (2)2 理论分析与计算 (4)2.1 测量与控制方法 (4)2.2 理论计算 (4)3 系统的硬件结构设计 (6)3.1 51系列单片机的功能特点及测距原理 (6)3.1.1 51系列单片机的功能特点 (6)3.1.2 单片机实现测距原理 (7)3.2 超声波发射电路 (7)3.3 超声波检测接收电路 (8)3.4 超声波测距系统的硬件电路设计 (9)4 系统软件的设计 (11)4.1 超声波测距仪的算法设计 (11)4.2 主程序流程图 (12)4.3 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 (13)4.4 系统的软硬件的调试 (14)4.4.1 超声波测距误差分析 (15)4.4.2 提高精度的方案及系统设计 (16)总结 (17)致谢 (18)附录 (19)参考文献 (26)简易超声波测距仪的设计1绪论1.1 超声波测距仪的设计思路超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20KHz的机械波。
基于机器视觉的便携式坐标测量系统
基于机器视觉的便携式坐标测量系统基于机器视觉的便携式坐标测量系统便携式坐标测量系统是一种基于机器视觉技术的先进测量工具，可以用于快速、准确地测量各种物体的几何坐标。
下面是基于机器视觉的便携式坐标测量系统的步骤思路：第一步：系统设计首先，需要进行系统设计。
确定需要测量的物体的尺寸范围和精度要求，以及系统的使用环境和使用方式。
根据这些需求，设计一个合适的便携式坐标测量系统，包括硬件和软件部分。
第二步：硬件选型选择合适的硬件设备，包括摄像头、光源、图像采集卡等。
这些硬件设备需要具备高分辨率、高灵敏度和快速数据传输的特点，以确保测量的准确性和实时性。
第三步：图像采集通过摄像头和光源对待测物体进行照射和拍摄，获取物体的图像。
为了提高测量的精度，可以采用多角度和多视角的方式进行图像采集，以获取更多的几何信息。
第四步：图像处理对采集到的图像进行预处理和图像处理，提取出物体的几何特征。
可以使用图像处理算法来进行边缘检测、角点检测、拟合等操作，以获取物体的边界和几何形状。
第五步：坐标计算根据物体的几何特征，计算出物体的坐标信息。
可以使用三角测量、相机标定等算法来进行坐标计算，以获取物体在三维空间中的位置和姿态。
第六步：结果输出将测量结果进行输出和展示。
可以将测量结果显示在计算机屏幕上，也可以将结果保存为文件或传输给其他设备。
同时，可以对测量结果进行分析和处理，以满足用户的不同需求。
第七步：系统优化不断优化系统的性能和精度，通过调整硬件设备和算法参数，提高测量的精确度和稳定性。
同时，可以加入自动化控制和智能化算法，提高系统的易用性和操作效率。
通过以上步骤，基于机器视觉的便携式坐标测量系统可以实现对物体几何坐标的快速、准确测量。
这种系统可以广泛应用于制造业、建筑业、航空航天等领域，为工程测量和质量控制提供可靠的技术支持。
新型便携式激光测距仪的原理及方案设计
新型便携式激光测距仪的原理及方案设计
段淋淋;崔一平
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2009(032)001
【摘要】提出了一种新型双频调制方式的相位式激光测距系统.该系统采用石英晶体滤波器对测距信号进行滤波,使用一套独特的基于欠采样测距信号的信号处理算法,灵活地解决了测尺频率、石英晶体滤波器中心频率、模数转换采样频率三者的匹配问题;同时给出了系统的方案设计以及与基于数字同步检测系统方案的对比.【总页数】5页(P195-199)
【作者】段淋淋;崔一平
【作者单位】东南大学先进光子学中心,南京,210096;东南大学先进光子学中心,南京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】TH741
【相关文献】
1.便携式激光测距仪在架空电力线路测距中的应用 [J], 张慧兵
2.便携式激光测距仪测斜功能精度评估 [J], 李力永
3.ADXL362角度测量在便携式激光测距仪中的应用 [J], 陈晓涛;叶桦
4.便携式激光测距仪在基层水文站中的应用 [J], 齐攀;李勇;王凯;尚华超
5.一种便携式激光测距仪的原理及方案实现 [J], 李俊锋;阮林林;姚丹
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手持式设备(测距仪)二维设计表现分析
6 课后训练
新冠病毒影响了我们的生活，日用产品中除了口罩，最为常见的就是测温仪 的手持式产品了，请同学们刻画测温仪的二维效果图
3 操作步骤
金属包边 A钢笔工具创建形状，填充金属色 B金属包边与主体之间的过度关系需要用到图层样式——枕状浮雕效果去完成
3 操作步骤
4.镜面质感 A钢笔工具创建形状，填充黑色 B使用前景色到透明（模拟反射与折射）表达镜面质感
3 操作步骤
5.信号接收器与红外发生器 A.创建两者形态 B.图层样式处理效果
项目——测距仪的设计表达
1 项目导入
今天康师傅课堂给大家带来的是一件电子测距仪产品。这个是企业真 实提供案例，作为2014年国家职业院校技能大赛“工业设计与快速成 型”赛项的样题，供全国50所高职工业设计专业选拔队参赛训练的题 目。国赛的要求非常严格，需要从草图表达——三维建模——效果图 表达——产品快速成型——作品展示等多个环节综合考察参赛选手的 综合技能。虽然我们现在还不能一一完成这一项技能，但是我们可以 通过ps二维软件，介入到草图（效果图）设计前端工作任务中去，帮 助我们后期建模、渲染及3D打印。
2 设计表现分析
产品形态
形态呈不规则，且和以往案例比有一个明显的区别，就是它呈现给我们的不再是 某一个面，而是立体的展示最为全面的3/4侧面，比起以往案例来说，形态略显 复杂哦。因此需要我们同学用钢笔工具仔细创建形态。
2 设计表现分析
产品材质
1.这款产品是以塑料材质为主，为了让人去很好地去使用，和手有关又是工具类 产品，往往这类产品在塑料选择上无论从功能上（防摔作用，保护作用）还是从 心理上（贴心，安全等关键词）来说，都会选择亚光材质，更能起到保护与安全 的作用。
3 操作步骤
便携式激光测距仪的设计
便携式激光测距仪的设计发布时间：2022-12-06T08:56:46.163Z 来源：《福光技术》2022年23期作者：刘泽昆徐会雨张明堃[导读] 本项目为基于陀螺仪的便携式激光测距仪的设计与制作。
首先确定激光测距仪的组成结构，确定激光测距仪的硬件组成模块，针对不同模块进行设计。
临沂大学自动化与电气工程学院山东临沂 276000摘要：本项目为基于陀螺仪的便携式激光测距仪的设计与制作。
首先确定激光测距仪的组成结构，确定激光测距仪的硬件组成模块，针对不同模块进行设计。
包括光路系统，激光发射电路，光信号接收电路等；在此基础上装配陀螺仪使设备更加稳定，测量更加精确。
关键词：激光测距仪，陀螺仪，嵌入式单片机，防抖激光。
引言当今社会，激光测距的应用越来越普遍。
激光测距仪的发展趋势是向测量更安全、测量精度高、系统能耗小、体积小型化方向发展。
目前我国国内民用激光测距仪市场广阔。
在施工、建筑等许多领域经常要进行几十米、几百米、几千米的测量，为了能够简单、快速、准确的测量两点之间的距离，拥有一种便携式的激光测距仪显得尤为重要。
一、激光测距仪概述目前激光测距的方法主要是相位法和脉冲法。
相位法是通过测量激光往返一周整数周期个数和非一个周期的相位数，利用周期函数的调制频率，运用速度公式计算被测物体之间的距离。
脉冲法则是利用将调制激光射向目标物后，通过计算往返的时间，运用速度公式计算与被测物体之间的距离。
相比相位法，虽然脉冲法测量原理更加简单，但是当被测物体之间距离很小，脉冲的往返时间也会很短，会导致测量精度降低甚至难以测量。
二、系统设计本项目的一个研究重点是为便携式激光测距仪安装一个防抖陀螺仪，陀螺仪监测到微小的移动，然后将信号传至MCU。
MCU立即计算需要补偿的位移量，然后通过补偿激光的发射装置，根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿，从而有效的克服因激光的抖动产生的测量误差。
其次是通过为便携式激光测距仪外装望远镜，并使望远镜与便携式激光测距仪牢固平稳结合，以实现快速找到激光点和更远距离的测量。
一种综合控制设备的便携式检测设备设计
一种综合控制设备的便携式检测设备设计综合控制设备是一种用于控制、监测和管理不同设备或系统的装置。
便携式检测设备是一种便于携带和使用的检测工具，可以用于各种应用场景，如工业维护、环境监测等。
本文将介绍一种设计思路，旨在解决综合控制设备的便携性和实用性的问题。
1.设备概述本设计的综合控制设备由以下几个主要部分组成：(1)控制模块：用于控制和管理其他设备或系统的操作；(2)显示屏：用于显示相关信息和操作界面；(3)通信模块：用于与其他设备或系统进行通信；(4)电源模块：用于提供设备的电源供应；(5)扩展接口：用于连接其他设备或传感器等。
2.设备功能该综合控制设备具有以下主要功能：(1)控制和操作其他设备或系统：通过控制模块和扩展接口，用户可以对连接的设备或系统进行操作和控制，如开关、调节参数等；(2)监测和收集数据：通过通信模块和扩展接口，用户可以监测和收集其他设备或系统的相关数据，如温度、湿度等；(3)显示信息和操作界面：通过显示屏，用户可以查看相关信息和进行操作；(4)数据处理和分析：通过控制模块，设备可以对收集到的数据进行处理和分析，并提供相应的反馈和建议；(5)数据存储和传输：通过通信模块和扩展接口，设备可以将数据存储在本地或传输至其他设备或系统。
3.设计要点为了达到便携性和实用性的要求，本设计考虑以下几个关键点：(1)尺寸和重量：设备应尽可能小巧轻便，以便携携带；(2)电源供应：设备应采用可充电电池作为电源供应，以确保便携性；(3)可扩展性：设备应具有丰富的扩展接口，以方便连接其他设备或传感器等；(4)操作界面：设备应具有直观易用的操作界面，以方便用户进行操作；(5)数据处理和存储：设备应具备一定的数据处理和存储能力，以满足实际需求。
4.设计实现在实际设计中，可以采用嵌入式系统作为综合控制设备的核心处理器，并使用Linux等操作系统进行开发和调试。
同时，可以选择高性能的显示屏、通信模块和扩展接口，以提供良好的用户体验和功能扩展性。
便携式超声波测距仪设计
Ｉ１ ． 系统工作原理 系统 中的超声 波测距传感器 是按照脉冲 回波方式工作 的。发送探头发出的超声脉冲波通过传播介质传播， 传播 在 途 中碰到障碍物后有一部分超声波就立 即反射 回来， 反射回
ａｎ ｃａ ｔ ｅ ｄ ｎ ａｋ ａｃ ｕｒ ｅ ｃ ａｔ ｍｅ ｕ ｍ ｔ． ａｓ ｒｅ ｅｎ
Ｋ ｙ ｒ ｓ： Ｕ ｔ ａ ｏ ｉ ； Ｓ ｎ ｏ ｓ ｅ ｗｏ ｄ ｌｒ ｓ ｎ ｃ ｅ ｓ ｒ ；Ａ ８ Ｓ ２；Ｄ ｓ ａ ｃ ｅ ｅ Ｔ９５ ｉｔ ｎ ｅＭ ｔ ｒ
０ 引言发射点距 障碍 物的 距离 Ｌ ，这就 是时 间差 测距
法， 测距公式 （） １如下：
Ｌ ：Ｉ ＣＴ
＿ ．
（） １
２
１２系统方案设计 ．
根据便携式测距仪的设计要求， 依据电子技术的发展情
基于超声波传感器的便携式测距仪， 其测距 的原理相对 比较简单， 测量数据的核心就是取得超声 波从发射到接 收所 经历的时间。
传统 的测距 方法在很多场 合已无法 满足人们的需求 ，
例 如在井深 、 液位 、 管道长度等场合， 传统的测距方法根本无 法完成测量 任务 。还有在很多要求实时测距的情 况下， 传统
摘
要 ： Ｔ９５ 以Ａ ８ Ｓ２单片机为核心 ， 文设计 了低成本、 携式、 本 便 可数字显示的测距仪 ， 利用超 声波测距原理 ， 实现距 离数
据的测量。该测距仪适应一般的工业测量 ， 具有灵敏度高、 测量准确的特点。 关键词 ： 超声波； 传感器 ；Ｔ ９ ５ ； Ａ ８ Ｓ２ 测距 ；
（． １ 沈阳建筑大学信息与控制工程学 院，辽宁 沈 阳 １０ ６ ；２ 沈阳建筑大学理学 院，辽宁 沈 阳 １ １８ ．
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题目: 便携式测距仪系统设计（硬件）英文题目：Design of System on Portable Rangefinder作者声明本人以信誉郑重声明：所呈交的学位毕业设计（论文），是本人在指导教师指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。
文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，不包含他人成果及为获得东华理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
对本设计（论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。
本毕业设计（论文）成果归东华理工大学所有。
特此声明。
毕业设计（论文）作者（签字）：签字日期：年月日本人声明：该学位论文是本人指导学生完成的研究成果，已经审阅过论文的全部内容，并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和准确性。
学位论文指导教师签名：年月日摘要STC89C52单片机是STC单片机中应用中一款最为广泛的单片机，在自动化及其相关领域具有相当高的价值，STC89C52单片机具有低功耗、高性能以及便于操作等特征受到了广大爱好者的好评。
超声波测距仪在生活中能够稳定的测量出精确的距离，超声波具有低能耗、易于传播等特性，因此在生活中得到了广泛的应用。
本次设计主要以STC89C52单片机为核心加上超声波传感器来完成本次超声波测距仪的制作，以STC89C52为主控芯片，发射模块发射超声波，接收模块接受发回的超声波，利用超声波传感器对距离的测量以及单片机的运算与处理得出相应的距离，显示结果。
本次设计的系统方案通过软件和硬件以及各个模块的相互配合得以实现。
论文最后通过综合实验证明，设计出的系统能够稳定运行，实现简便及人性化的输入操作以及显示界面，实现了一定的测量精度，基本完成设计的预计要求,对超声波测距仪低成本化的最终实现具有参考意义。
关键字：超声波传感器；测距仪；模块；单片机AbstractABSTRACTSTC89C52 single chip microcomputer is the most widely used in the application of a single chip microcomputer STC，It has a high value in the field of automation and its related fields，STC89C52 MCU with low power consumption, high performance and easy to operate, and other features by the majority of fans，Ultrasonic distance measuring instrument can be stable in life to measure the precise distance，Ultrasound has the characteristics of low energy consumption, easy to spread, so it has been widely used in life.This design mainly uses the STC89C52 single chip microcomputer as the core and the ultrasonic sensor to complete the production of the ultrasonic distance measuring instrument.，STC89C52 as the main control chip, transmitter module transmits ultrasonic, receiving module to accept the returned ultrasonic, using ultrasonic sensors for distance measurement and MCU operation and processing that the appropriate distance, the result will be displayed. The design of the system program through the software and hardware as well as the interaction between the various modules to achieve.Finally through comprehensive experiments demonstrate that designed the system to stable operation, the realization is simple and user-friendly input operation and display interface, to achieve a certain measurement accuracy, and basically complete the design of the expected requirements of the low cost of ultrasonic range finder the ultimate realization of the reference value.Key words: Ultrasonic sensor; distance measuring instrument; module; single chip microcomputer目录绪论 (6)1. 系统总体方案设计 (9)1.1 本论文主要研究内容 (9)1.2 超声波测距仪需求分析 (9)1.3 超声波距离测量的方案 (9)1.3.1 超声波传感器测距原理 (9)1.3.2 超声波传感器的原理 (10)1.4 系统主控芯片的方案与选择 (11)1.5 系统设计方案 (12)1.6 本章小结 (13)2. 超声波测距仪的原理分析 (14)2.1 超声波的基本概念及其特性 (14)2.2 超声波传播速度 (15)2.3 回声探测法超声波测距仪原理简介 (17)2.4 本章小结 (18)3. 系统硬件电路设计 (19)3.1 主控电路 (20)3.2 电源部分 (20)3.3 超声波测试模块 (21)3.4 时钟电路模块 (22)3.5 复位电路模块 (22)3.6 按键模块 (23)3.7 声音报警模块 (24)3.8 显示模块 (24)3.9 本章小结 (25)4. 系统软件设计 (26)4.1 系统总体软件设计思路 (26)4.2 超声波探测模块的流程图 (27)4.5 程序抗干扰处理 (29)4.6 本章小结 (30)5. 实验最终调试与结果 (31)5.1 焊接调试 (31)5.2 硬件以及软件调试 (31)致谢......................................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献. (35)绪论自从文明起源的伊始，人类的测量方法就随着时代的进步也跟着发生变化，工具也是五花八门。
随着时代的进步人类测量距离的方法也从简单的尺子测量发展到可以利用超声波对距离进行精准的测量。
人们发现超声波具有能耗低、指向性强、传播距离较远等优点，因此利用传感器技术与自动控制系统相结合制作可以利用超声波进行距离测量的精密仪器。
目前超声波测距已经是最为广泛的一种测距方法了，其具有方便、快捷、精准等优点，在工业、农业、电力等社会各行业领域中都有了它的身影。
1.背景与意义早期我国的超声波测距仪也是依赖于机械原理而进行工作的，但随着世界的电子技术的迅猛发展国内的测距仪在各方面不甘落后，甚至在一些方面科技含量甚至更高、更好。
但国内的超声波测距器，精度比较小误差比较大，而且用于多方方向的测距仪也并不是很普及。
然而随着科学技术的迅速发展，超声波测距仪的作用将会越来越大。
但是，然而就目前技术水平而言，人们可以准确利用的测距技术还是相当的局限。
因此，这是一个正在蓬勃发展而又有前途无限的技术及产业领域。
展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的仪器在各方面都将有很大的进步以及发展的空间，它将朝着更加高定位、高精度的方向而发展，以达到人类日益发展的需求。
目前超声波测距仪在测量距离时都是利用超声波在空气中的传播速度与时间之间关系进行计算然后得出结果。
常见的技术主要有微波雷达测距和利用超声波测距以及利用激光测距这三种方法。
因为超声波具有指向性强、能耗慢而且在介质中传播的距离比较远的这些优点，所以经常用于距离的测量。
超声波测距仪主要用于一些工业现场的方位查看、汽车的倒车、移动机器人的自动避障操作、建筑工地的施工，可以在高温、潮湿以及多尘等非常恶劣的环境下进行工作。
相比较于其他的测量距离的技术而言，超声波定位技术成本非常低，但是精度却非常的高而且在操作上也非常简便，工作稳定又可靠，是非常适合于短距离的定位以及测量。
由于人类生理所决定超声波的振动频率只有在一定范围内才能被人的耳朵所识别，该范围为20~20000赫兹。
超声波的频率下限大约和人所能听到的频率上限相等。
因此，我们就把频率高于20000赫兹的声波称为之为“超声波”。
超声波的各种性质决定他是机械波，机械振动与波动是超声波探测的物理基础。
超声波在生活中有很多应用，例如可用于距离测量、速度的测量、障碍物的测量、清洁功能、金属焊接技术、杀灭细菌、检查金属物件的缺陷、以及焊接铝金属、清洁衣物、玻璃打孔、以及寻找沉没了的轮船...等。
超声波的波长相比较于其他的声波而言显得特别长，因为通常的障碍物都会比超声波的波长大很多，所以说在衍射能力方面超声波并不是很强，而且在介质密度不发生任何改变的情况下，超声波能够沿着波的方向一直沿直线传波，超声波的波长越短它的直射能力就会越好。
当声音在空气中传播时，带动空气中的微粒往返振动而对微粒做功。
声波的功率就是表示声波做功快慢的物理量。
在相同情况下，声波的频率越高，它所具有的功率就会越大，所以说超声波跟声波相比较，超声波的功率比声波要大的多。
目前在国内外的超声波测距方面的能力和主要研究的方面是各不相同的，主要体现在对距离的精确度以及能量损耗上、不同的超声波不同的操作频率，超声波信号的使用方法和超声波测距处理器的选择以及应用上。