2。4 超声波测距原理 8

2。5 红外传感器 9

2。6 舵机 10

2。7本章小结 12

第三章 系统总体方案设计 13

3。1  系统硬件设计 13

3。1。1超声波发射和接收电路设计 14

3。1。2舵机电路设计 16

3。1。3红外电路设计 16

3。1。4 时钟电路的设计 16

3。1。5复位电路的设计 17

3。1。6 LCD显示电路 17

3。2 系统软件设计 18

3。2。1主程序工作流程图 19

3。2。2超声波发生子程序和超声波接收中断程序 19

3。2。3 舵机控制程序 21

3。3本章小结 22

第四章 系统实现 23

4。1 定位原理 23

4。2实物测试 24

4。3误差分析 25

4。4 本章小结 26

结论与展望 27

致谢 28

参考文献 29

第一章 绪论

1。1 课题研究背景

21世纪的今天，人类大大拓展了自己的生存空间。在此过程中，往往需要定位技术的支持。全球定位技术如美国开发的GPS、中国的北斗、俄罗斯的GLONASS系统在大空间内利用全球定位卫星发挥着定位、测速、测距等作用。但在局部小空间范围内，全球定位系统还有着自身的缺陷，如卫星覆盖不到、信号接受不畅等问题，不能满足用户的需求。在生活中，用户有时需要在局部空间内得到某些目标物的相对位置或对某一区域进行入侵检测，如汽车倒车雷达的运用即需要对局部空间目标物的检测。在生活中，居民也可以在门前安放基于超声波和红外线的测距定位系统用作入侵检测，来防止家中无人时盗窃事件的发生。全球定位系统并不能满足用户这一需求。

在这一需求驱动下，开发一个小范围局部空间内的定位系统就显得尤为迫切。基于红外线与超声波测距定位系统凭借功耗低、成本小、无污染、快速便捷等优点，可以满足人们在生产生活中的需求。

1。2 课题研究意义

目前超声波测量多应用于0~10m间隔范围内固体和液体的测量，具有精度高，测量稳定的特点。如今，随着对于超声波检测技术研究的逐渐深入，这项技术开始普遍应用于生产生活的众多领域，如制造业方面的自动化控制，建筑业上工程测绘。此外在材料科学、医学、生物科学等领域中也扮演着重要角色。

超声波传感器通过发送超声波信号感知物体，无需接触目标物。避免像红外线测距受光照、色彩等影响，无污染，更适用于各种复杂极端环境，具有感知位于昏暗、粉尘、电磁波扰动等极端情况的目标物的能力。具备耐用度高、无污染、准确度高、工作时间长等诸多优势。所以可广泛应用于醋业、啤酒业、污水处理、纸业、农业灌溉、环保检测、料位测量、车辆自动导航等诸多领域中。可在多种情况中开展实时测量，可用来实施对于水、酒、醋、牛奶等液位测量，可进行差值设定，表现各类液位罐的液位、料位高度。所以，该系统可以在极端环境下发挥着重要作用。超声波检测快速便捷、易于操作、可以实现即时控制，而且测量准确度高，能够满足产业要求。综上，基于超声波和红外的测距定位系统在液位高度测量、汽车障碍物定位和避障、工业探伤等领域有广泛的利用。