简单的红外线遥控器检测电路

这里介绍一种可以检测各类红外线遥控器的好坏及遥控距离的电路,简单易作。工作原理如图所示。当红外线接收头接收到遥控器发射的信号时,IF端输出低电平,经C2耦合,使BG1导通,LED发光。由于红外线接收头输出的是数字脉冲串,因此LED会一闪一闪地发亮。如果没有接收到信号,则BG1截止,LED不发光。从而可以判断遥控器有没有工作及遥控的距离。假如有正常的遥控器,还能检测红外线接收头的接收性能。只要将原接收头拆去,将待查的接收头各脚对应装在该检测电路上(最好用话线连接)即可。     

相位比较法高精度超声测距研究

有别于通常的通过测量发射和接收到超声波时间差测距原理,提出了一种根据相位差比较法超声波测距的原理.用低频正弦信号调制超声波,通过测量发射端与接收端的低频正弦信号相位差来实现测量目标与发射机之间的距离.通过改变正弦信号波的频率,可以改变相位差对距离的细分尺度,从而可提高测量精度,并且可达到切换测距量程的目的.实验表明,该测距方法具有抗干扰能力较强、实时测量的特点;分别针对7 m和14 m的测距量程,测量精度分别为0.5 cm和1 cm,盲区小于7cm.     

液位测量中的信号采集与处理

在超声波探头上施加一电脉冲信号,探头发出超声波,在遇到不同介质界面时被反射,超声波探头接收回波并将之变为电脉冲信号。利用P89LPC935的捕捉功能测量发射波和回波之间的时间间隔,通过环境温度测量准确测量出超声波传播速度,进而测量出超声波的传输距离,通过这种方法测量出液位高度。     

基于TDC-GP22的超声波渡越时间测量方法研究

介绍了采用TDC-GP22用于超声波气体流量计信号接收和渡越时间(TOF)检测的实现方法。针对超声波信号接收电路,设计了带通滤波放大电路进行噪声抑制和放大处理,采用高速模数转换器(ADC)和数字电位器设计了增益控制电路,实现了对超声波接收信号的自动增益控制(AGC);针对超声波渡越时间检测,设计了阈值比较电路和高精度TDC-GP22时间检测电路。利用噪声阈值门限对TDC-GP22进行动态使能,避免了噪声引起的误检测。在音速喷嘴气体流量标准装置上进行了流量标定试验,试验结果证明了本测量系统具有良好的测量精度和测量稳定性。     

一种高精度超声波测距系统的设计

设计了一种收发一体式超声波测距系统,在硬件设计上选用高速单片机W77E58做微处理器,提高测量时间的分辨率.超声波接收电路中的自动增益控制(AGC)电路有效地解决了远距离测量时回波信号过于微弱而导致系统测量误差加大的问题.在软件设计上考虑系统的硬件响应时间和超声波探头的压电材料与探头表面的距离,对测量结果进行修正.实验结果表明:测距精度高、重复性好,可靠性高.     

基于自适应阈值的超声波气体流量计设计

超声波渡越时间的准确测量是提高超声波气体流量计测量精度的关键。为了避免超声波接收波形幅值抖动引起渡越时间测量出现较大误差,对超声波接收信号处理的硬件电路和软件算法进行了研究。设计了多级滤波放大电路和自动增益控制电路,用于提高超声波接收信号的信噪比和稳定幅值;提出了基于自适应阈值的超声波渡越时间检测方法,根据历史接收波形局部峰值的平均扰动,预测得到新阈值并用于下一周期的渡越时间测量。相对于传统阈值法,自适应阈值法具有更好的抗干扰能力。在音速喷嘴气体流量标准装置上进行了流量标定试验。试验结果证明,该方法具有较高的测量精度和重复性。自适应阈值法不仅适用于超声波流量计,而且可以推广应用于超声波测距和风速风向测量。     

简易超声波测距仪的制作

本系统利用AT89S51产生40kHz的频率驱动超声波换能器的发射头,接收头收到信号后,经CX20106A芯片进行放大、限幅、滤波、整形、比较后输出低电平送到单片机的外部中断0申请中断,单片机响应中断请求,取得定时器内的时间进行距离计算,用四位一体的数码管显示测出的距离,并可根据设定报警距离进行报警。制成的超声波测距仪性能良好,结构简单,达到了方便、快捷、准确地测量距离的目的,有较好的推广价值。     

类GPS超声定位系统及其多基站距离估计算法研究

针对常规超声波局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理.建立了超声扩频测距时延估计模型,根据此模型提出了一种基于FFT的单基站距离估计快速算法.根据多基站接收信号的特点,在单基站距离估计算法的基础上,介绍了一种基于短时傅立叶变换(STFT)的多基站距离估计算法.实验研究表明,在获得发射信号载波频率先验知识的情况下,多基站距离估计算法运算量不大,并能精确得到距离估计值,从而为小车的精确定位奠定基础.     

基于自干涉驱动技术的超声波飞行时间测量系统优化设计

超声波飞行时间测量极易受到噪声的干扰而影响检测精度.针对这一难点,利用幅值、相位调节技术驱动超声波换能器产生白干涉发射波形,通过相位检测预判接收信号到达时间,结合双阈值拟合算法计算飞行时间.该系统以信号处理器DSP为核心,采用CPLD完成高精度数字相位检测.与传统的超声波飞行时间阈值检测方法相比,该系统具有测量精度高、抑制噪声干扰等优点.     

智能天车防撞报警仪的设计开发

设计并开发了应用于工业现场天车防撞系统.基于超声波原理,防撞系统通过发射和接收超声波信号,测算出时间差,再利用控制系统换算成距离,判断处理.硬件上,系统采用发生器电路,换能器,线性功率放大器;软件上,系统采取三个防干扰措施.由于软硬件地结合,使系统能在工业现场中有较小的稳态误差,有效防止碰撞事故的发生.     

基于临近听域超声波TDOA室内定位的实现

介绍了一种便于部署的超声波室内定位系统。通过普通高音喇叭可以发射的20~22 kHz超声波频段,本文实现了基于3个高音喇叭信号源的超声波到达时间差（Time difference of arrival,TDOA）的定位。普通手机通过麦克风采集该频段的超声波,经过信号处理后实现了高精度、低成本的室内定位。本文在定位系统中设计了发射端超声波定位声源的信号结构,并设计了接收端通过频率搜索和基于快速傅里叶变换的频域搜索的同步方法。同时本文还将一种修正秩-1拟牛顿法应用到了基于TDOA的定位场景中,并验证了在使用3个高音喇叭时该算法定位精度与经典的CHAN算法基本相同。实验中本方法采用了不同于以往的40 kHz超声波频段的定位方案,在使用普通手机接收的条件下,各次实验结果误差均低于9 cm。     

Positioning of a mobile robot based on odometry and a new ultrasonic LPS

Odometry is a method that calculates the position and heading angle of a mobile robot using encoders attached to the wheels of the robot. Errors in the position and heading angle in odometry continuously increase as the operating time and moving distance increase. The solution to overcome these accumulated errors is to periodically compensate with the external absolute position information. An ultrasonic local positioning system (LPS) consists of multiple ultrasonic transmitters located in the environment and an ultrasonic receiver. In this study, ultrasonic transmitters are in a line at one side, and four transmitters are grouped for a coverage area. In order to measure the time of flights (TOFs) for an ultrasonic signal, the receiver predicted the transmitted time from each transmitter using a hyperbolic model. Four transmitters emit ultrasonic signals sequentially, and then the receiver calculates the position using the present measured distance and the pre-measured distance. In order to extend the distance that is measured, the receiver collects the ultrasonic signal and executes cross correlation with a sinusoidal signal. The measured distance data of the previous step causes the position error. This error is compensated for by the predicted distance data using a bilinear interpolation method. An extended Kalman filter is designed to combine odometry, a compass sensor, and an ultrasonic LPS. The proposed system provides reliable and accurate position and heading information, regardless of the operating time and moving distance.     

基于AVR单片机的超声波测距系统构建

为了提高超声波测距精度,构建了基于AVR单片机的测距及数据处理系统。分析了超声波测距的原理,以AVR单片机为处理器设计了超声波产生和发射电路、超声波接收和信号处理电路以及温度测量和补偿电路等。针对温度对超声波速度的影响,根据超声波速度与温度的关系,设计了超声波速度补偿算法。为了提高回波时间测量准确性,减小随机噪声及空气中其他杂散播干扰的影响,采用均值数字滤波方法,对计数时间进行处理。实测结果表明,在3cm~400cm范围内,超声波测距系统测量数据准确,最大误差为0.66cm。     

超声波功率驱动与测量装置设计

在超声波法测量的理论基础上开发设计了一次风煤粉浓度测量系统.测量系统的硬件部分主要包括超声波传感器驱动电路、超声波接收电路和控制电路部分.驱动电路的主要拓扑结构为单相全桥逆变电路,接收电路主要由两级放大电路和滤波电路实现.控制芯片选择TI公司的TMS320F2812型号的DSP芯片,其内部程序在CCS3.3环境下编写.     

基于大数据分析的雷达通信信号收发控制系统设计

针对当前雷达通信信号收发控制系统存在接入信号容量小,收发控制时间长的问题,设计基于大数据分析的雷达通信信号收发控制系统;采用NTF608无线芯片和MSO746F167单片机处理发送器,传送雷达通信信号,选用AD2764芯片接收器,高速缓冲基带信号,读取雷达通信信号地址,利用NTUET34876R芯片控制器,将雷达通信数据存储至4 k字节的K1高速存储寄存器中,双向传输雷达通信信号,完成系统硬件设计;利用数据挖掘技术,优化雷达通信信号,按照发送程序发送通信信号,由主控程序控制接收器接收通信信号,在雷达通信信号控制器中写入4 k字节数据,采用数据缓冲将数据进行交换、运算,启动信道通道将雷达通信数据进行A/D转换,实现雷达通信信号收发控制;实验结果表明,基于大数据分析的雷达通信信号收发控制系统的接人信号容量为85.9％,信号收发控制时间为43 s,能够有效增大系统接人信号容量,缩短系统信号收发控制时间.     

一种矿井通风中精确测定风速的方法

针对超声波传感器接收超声波脉冲信号时由于存在起振过程,导致脉冲到达接收传感器的时间难以精确测定的问题,提出一种矿井通风中精确测定风速的方法,即通过拟合接收传感器接收到的正弦信号曲线及其包络线,计算出超声波脉冲信号到达传感器的时刻。对模拟采样数据的计算及分析结果表明,该方法能够达到较高的测时精度,从而能够保证矿井巷道测风精度。     

基于微控制器的钻杆扭矩测量及其超声-蓝牙分级无线传输系统

为实时测量狭窄金属钻杆钻头的扭矩信息,基于微控制器设计了钻杆底部的扭矩数据采集终端,实现扭矩信号数字化并将数据OOK调制于超声波,利用超声波实现钻杆内的数据无线传输,解决了钻杆内电磁波衰减严重的问题。在钻杆顶部设置数据接收终端,接收超声信号并通过蓝牙链路将数据无线发送至上位机。上位PC机通过蓝牙适配器无线接收超声信号并解调恢复扭矩数据。这种联合超声-蓝牙的分级无线技术为狭窄金属屏蔽管内的无线数据传输提供了一种新的思路。     

基于超声测距的工业机器人避障控制系统设计

工业机器人对于自身与障碍物之间的距离测量不准确,无法根据二者距离判断行驶路径,导致避障效果较差。为此基于超声测距技术设计了一种新的工业机器人避障控制系统,从硬件和软件两方面对避障效果进行优化设计。将具有脉冲信号的超声换能器安装在单片机的操作模块中,增加MOS功率器件作为超声换能器的驱动元件,应用EA1、EA2和EA3三种型号的误差放大器,将回波信号稳定放大到电路中,利用运算放大器和RC网络电路实现滤波放大,利用信号检测电路实现检测。利用超声波传感器精准测量出自己与障碍物之间的距离,通过建立模糊数据库、定位漫反射信息、提取不同方向的测距信息实现工业机器人避障控制。实验结果表明,设计的基于超声测距的工业机器人避障控制系统能够准确测量出与障碍物之间的距离,避障控制准确率平均值达97.4%,能够实现工业机器人避障防碰撞操作。     

一种数字接收机开发平台的设计与实现

针对实际信号接收系统的开发受硬件限制和可扩展性差等问题，基于软件无线电的思想，通过VC与Matlab混合编程，设计并实现了一套虚拟数字接收机系统，主要完成了对接收信号的正交分解、下变频、信号特征提取、信号解调。实际应用表明，其结果对实际数字化接收系统的底层开发和扩展研究具有理论指导作用。