具有无线收发功能的超声波液位测量仪的设计

发布时间：2017-03-31 21:12

  本文关键词：具有无线收发功能的超声波液位测量仪的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 超声波液位测量仪是众多液位测量中发展较快、应用较多的一种液位测量仪表。超声波测距技术具有非接触、高精度、价格低、使用方便等优点,现已广泛应用于工业生产、医学检查、日常生活等领域。但传统的超声波测距精度一般较低,而且不利于一些工业现场实现实时观测,因此本文针对这些不足,设计了一种基于MSP430单片机的具有无线收发功能的超声波测距仪表。 本文阐述了利用MSP430F149作为主控芯片的超声波测距的基本原理,设计开发了一个具有无线收发功能的超声波测距仪表,适合复杂环境安装应用。设计的测量仪是以提高系统稳定性、测量精度,能够实现数据实时传输为目的的。为了提高测量精度和系统的抗干扰性等性能,设计中采用了一系列的改进措施,如选用了合适的元器件、采用了合适的电路布局和布线等来抗干扰,采用了200 kHz的高频超声波换能器、增加了温度补偿电路来降低温度变化对测距精度产生的影响等。 文章中给出了设计方法和系统框图。该系统包含脉冲发射电路,接收电路,温度补偿电路和相应的控制电路。采用nRF905无线收发芯片,实现数据的实时开路传输。实验结果表明该仪表提高了超声波测距的测量精度、可靠性高,可满足工业现场使用。
【关键词】：超声波 测距 MSP430F149 nRF905 DS18B20
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH816.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 液位测量仪的研究现状11-14
• 1.2.1 接触型液位仪表11-12
• 1.2.2 非接触型液位仪表12-14
• 1.3 液位测量仪表的发展趋势14
• 1.4 课题研究目的及其可行性14
• 1.5 本课题研究的内容14-16
• 第2章 超声波测量仪原理16-24
• 2.1 超声波的基本特性16-19
• 2.2 超声波测距原理19-20
• 2.3 超声波传感器介绍20-23
• 2.3.1 超声波传感器的种类20-22
• 2.3.2 超声波传感器的工作原理22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 系统硬件设计24-42
• 3.1 硬件系统构成24-28
• 3.1.1 微控制器的选择24-26
• 3.1.2 超声波换能器的选择26-27
• 3.1.3 本系统测距方案27-28
• 3.2 电路设计需注意的问题28-30
• 3.2.1 提高测量精度措施28
• 3.2.2 系统设计采取的抗干扰措施28-30
• 3.3 减少系统的盲区措施30-31
• 3.4 发射电路31-33
• 3.4.1 超声波发射电路作用31-32
• 3.4.2 发射电路设计32-33
• 3.5 接收电路33-36
• 3.5.1 超声波接收电路功能33
• 3.5.2 接收电路设计33-36
• 3.6 测温电路36-37
• 3.7 电源电路37-38
• 3.8 显示电路38
• 3.9 数据传输电路38-40
• 3.10 本章小结40-42
• 第4章 系统软件设计42-58
• 4.1 软件开发环境简介42-43
• 4.2 软件抗干扰措施43-44
• 4.2.1 对电路板进行合理设计43-44
• 4.2.2 实时屏蔽中断44
• 4.2.3 系统初始化44
• 4.3 软件系统整体设计44-45
• 4.4 各个功能模块的软件设计45-57
• 4.4.1 软件对晶振选择46
• 4.4.2 定时器介绍及应用46-52
• 4.4.3 温度测量程序设计52-54
• 4.4.4 显示电路程序设计54-55
• 4.4.5 无线发射电路程序设计55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第5章 实验58-63
• 5.1 实验结果58-61
• 5.2 误差分析61-62
• 5.2.1 硬件电路产生的误差分析61
• 5.2.2 温度产生的误差分析61-62
• 5.2.3 传播衰减产生的误差分析62
• 5.3 本章小结62-63
• 结论63-64
• 附录164-68
• 附录268-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果79-80
• 致谢80-81
• 作者简介81

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 韩建坤;液位检测标准装置的设计[D];辽宁石油化工大学;2012年

2 王峰;具有无线传输功能的环境检测仪[D];河北科技大学;2012年

  本文关键词：具有无线收发功能的超声波液位测量仪的设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：280106