一种多通道串行超声测距系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种多通道串行超声测距系统，包括：主控芯片、至少一个超声收发模块和至少一个多级放大采样模块；所述超声收发模块，用作超声波的收发，并将回收的所述超声波发送给所述多级放大采样模块；所述多级放大采样模块，将接收到收发模块发来的所述超声波的波形，经过放大、整形和滤波后，发送给主控芯片，所述多级放大采样模块至少包括二个单级放大单元，二个所述单级放大单元为串行连接；所述主控芯片，与各通道的整形滤波电路连接，接受所述超声波的波形并处理。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种声波检测领域，特别涉及测距和测形领域。
技术介绍
超声波测距在我们的生产生活中应用越来越广泛，包括不仅限于工业，医疗，家居，矿产等，通常的单通道超声测距只能检测固定方向的距离，不能很好的覆盖周围全部数据，效率低下，若采用多个探测模块探测多方向上的障碍物情况的话，体积太大，功耗也不低。中国专利技术申请号为CN201110199057，本专利技术属于无损检测技术，涉及一种用于航空、航天、电子、兵器、船舶、冶金、钢铁、交通、建筑等领域中复合材料及金属材料大型结构的工业级的超声自动化扫描成像检测设备。检测设备包括超声自动扫描系统、超声自动扫描控制与成像系统和多通道超声系统。本专利技术设计采用多轴并行数控上浮式超静稳扫描机构和超声柔性自适应跟踪阵列声学扫描技术，极大地提高了大型结构的超声自动化扫描成像检测效率和成像质量，可实现不同规格大型复合材料等结构的工业级高效超声自动扫描成像检测，检测分辨率和表面盲区达0.13mm，在20通道检测时，比手工扫查检测效率至少提高50倍，比传统单通道超声自动扫描检测提高20倍。中国专利技术申请号为CN200510200640，公开了一种高精度自适应超声波换能器驱动电源，包括一个基于DSP的处理器电路、一个多通道高速D/A转换器电路、一个多通道高速A/D转换器电路、一个数字和模拟兼容的锁相环电路、一个加法器电路、一个高精度宽带压控振荡器电路、一个鉴相器电路、一个功率放大器电路、一个输出电流检测电路、一个微电流检测电路、一个输出电压检测电路和一个接口电路。它具有自适应伺服算法控制程序的能力，能够及时的跟踪监测换能器的工作状况，把反馈信息及时的处理，并补偿、修正超声波换能器的能量，能够无需修改硬件参数即可适配各种不同规格型号的引线键合用途的换能器，使超声波换能器的转换效率达到良好的状态，可广泛运用于自动引线键合设备中。但现有技术中的而多通道并行的超声测距，其工作模式为多探头同时发送相互之间易造成干扰，功耗也较大。
技术实现思路
本技术提供一种串行单多通道的测距模式，一次发送经过多级放大采样后即可准确的得出障碍物距离，工作效率高，采用轮询方式，也避免了探头的相互干扰。为了实现本技术以上专利技术目的，本技术是通过以下技术方案实现的：一种多通道串行超声测距系统，包括：主控芯片、至少一个超声收发模块和至少一个多级放大采样模块；所述超声收发模块，用于超声波的收发，并将回收的所述超声波发送给所述多级放大采样模块；主要采用Risym的16MM超声波传感器收发器所述多级放大采样模块，用于将接收到收发模块发来的所述超声波的波形，经过放大、整形和滤波后，发送给主控芯片，所述多级放大采样模块至少包括二个单级放大单元，二个所述单级放大单元为串行连接；所述主控芯片，与各通道的整形滤波电路连接，接受所述超声波的波形并处理。对获取的波形进行计算分析被测对象的形状和/或距离。主要采用意法半导体的F030C8T6芯片。进一步地，所述的多通道串行超声测距系统，所述多通道串行超声测距系统，还包括通信模块，所述通信模块用于将所述主控芯片的计算分析结果发送出去。进一步地，所述的多通道串行超声测距系统，所述多通道串行超声测距系统，还包括显示屏，所述通信模块用于将所述主控芯片的计算分析结果显示于所述显示屏。进一步地，所述的多通道串行超声测距系统，所述显示屏包括但不限于CRT、LCD、LED或者OLED显示屏。进一步地，所述的多通道串行超声测距系统，所述单级放大单元包括一放大电路和一整形滤波电路，所述放大电路连接所述整形滤波电路。进一步地，所述的多通道串行超声测距系统，所述单级放大单元与所述单级放大单元的连接，是前一级所述单级放大单元内的所述放大电路不经过所述整形滤波电路，连接入后一级所述单级放大单元内的所述放大电路。进一步地，所述的多通道串行超声测距系统，所述主控芯片与每一级所述单级放大单元内的所述整形滤波电路连接。进一步地，所述的多通道串行超声测距系统，所述主控芯片，在第一级所述单级放大单元发送的波形内没有找到波峰，则标记此级所述单级放大单元的波形无效，然后再次发收所述超声波，将接收到的所述超声波的波形进行放大，读取所述标记，控制第一级所述单级放大单元发送的波形发送至第二级所述单级放大单元，并从第二级所述单级放大单元内取出所述波形。进一步地，所述的多通道串行超声测距系统，所述主控芯片，判断所述标记是否超过预设值；如果未超过所述预设值，则从比标记值大1个数量级的所述单级放大单元内取出所述波形；如果超过所述预设值，则切换另一个所述超声收发模块。本技术的技术方案在应用到移动机器人上时，为使移动机器人能很好的分辨与四周高低错落大小不一的障碍物的具体距离，采用轮询串行检测方式，即避免了复杂环境下声波的相互干扰也提高了工作效率以及测量精度。本技术还提供了一种检测方法：一种多通道串行超声测距方法，包括以下步骤：S20：超声收发模块发送超声波，然后回收所述超声波；S30：将接收到的所述超声波的波形进行放大S40：将放大后的所述超声波的波形经整形电路整形，发送给主控芯片S50：所述主控芯片进行计算分析被测对象的形状和/或距离。进一步地，所述的多通道串行超声测距方法，所述S40：之前执行S35：所述主控芯片在第一级所述单级放大单元发送的波形内没有找到波峰，则标记此级所述单级放大单元的波形无效，然后再次执行S20至S30，然后读取所述标记，控制超第一级所述单级放大单元发送的波形发送至第二级所述单级放大单元，并从第二级所述单级放大单元内取出所述波形。进一步地，所述的多通道串行超声测距方法，所述S35：判断所述标记是否超过预设值；如果未超过，则从比标记值大1个数量级的所述单级放大单元内取出所述波形；如果超过，则切换另一个所述超声收发模块。本技术所涉及的技术方法是，一种多通道串行测距方法，包括超声的收发，实时的将接收到波形经整形电路整形后发给主控芯片进行处理。其中，由主控芯片对收发模块依次使能供电，使其发送声波并检测回波波形，在当检测到波形或者在规定时间Tn内未检测到波形则立即由控制部分主控线片的引脚置高置低切换至下一个收发模块，以此循环。其中，由于本产品的探测距离是可控的，即Tn可根据实际情况进行设置，探测距离越远，需要更大的放大倍数。本技术能够在保证放大倍数的前提下一次即测量到准确的距离数值，故采用了多级放大，多路AD采集的方式。实现了探测距离可从1cm到10m的范围。同时本系统会采用温度补偿的方式，来获取更高精度的测量距离。本技术在电路部分获取到每级放大后的数值，经整形滤波后，在主控芯片内通过计算波峰的方式来计算障碍物对应的时间。同时由于采用的是阶段多级放大的方法，可根据波峰的大小来对障碍物的反射面进行判断。为更进一步阐述本申请所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本申请的技术方案，进行清楚和完整的描述。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明：图1为本技术单个超声收发模块结构；图2为本技术单个通道的波形(三级放大)示意图；图3为本技术多级放大采样模块(三级放大)结构示意图；图4为本技术第一实施例实现流程图；图5为本技术第二实施例实现流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道串行超声测距系统，其特征在于，包括：主控芯片、至少一个超声收发模块和至少一个多级放大采样模块；所述超声收发模块，用作超声波的收发，并将回收的所述超声波发送给所述多级放大采样模块；所述多级放大采样模块，将接收到收发模块发来的所述超声波的波形，经过放大、整形和滤波后，发送给主控芯片，所述多级放大采样模块至少包括二个单级放大单元，二个所述单级放大单元为串行连接；所述主控芯片，与各通道的整形滤波电路连接，接受所述超声波的波形并处理。

【技术特征摘要】
1.一种多通道串行超声测距系统，其特征在于，包括：主控芯片、至少一个超声收发模块和至少一个多级放大采样模块；所述超声收发模块，用作超声波的收发，并将回收的所述超声波发送给所述多级放大采样模块；所述多级放大采样模块，将接收到收发模块发来的所述超声波的波形，经过放大、整形和滤波后，发送给主控芯片，所述多级放大采样模块至少包括二个单级放大单元，二个所述单级放大单元为串行连接；所述主控芯片，与各通道的整形滤波电路连接，接受所述超声波的波形并处理。2.如权利要求1所述的多通道串行超声测距系统，其特征在于，所述多通道串行超声测距系统，还包括通信模块，所述通信模块将所述主控芯片的计算分析结果发送出去。3.如权利要求2所述的多通道串行超声测距系统，其特征在于，所述多通道串行超声测距系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔孟，张小，章征贵，
申请(专利权)人：上海物景智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31