1。2  国内外研究现状

中国关于超声波的大规模钻研始于上世纪五十年代，在超声波的各个范围都开展了钻研和使用，取得了可喜地成就。

中国测量技术研究院李茂山在《超声波测距原理及实践技术》一文中论述了超声波测量原理，叙述实现超声波测量的原理方框图以及论述干扰超声波测量正确度的多种重要因素。但是他并没有说起超声波测量距离的设计电路，仅叙述测量的电路名称，也没有提到每个电路间怎样搭配。而后李忠杰在《数字式超声波长度测距仪的研究》中了Mannesmann Dematic AG(秦皇岛)有限公司所推出的一项数字式超声波长度丈量仪的机器，介绍了测距仪的结构和工作原理并给出了程序框图和仪器的各硬件电路，分析了这种超声波测距仪在测量时所具有的优势。

莱卡公司作为国外的超声波研究主力。曾依次推出第一代的迪士通、第二代的迪士通、第三代的迪士通、第四代的迪士通、第五代的迪士通。第一代可以在迪士通可以在日光下进行长距离测量。第二代迪士通在第一代的基础上增加了多功能底座、电池供电，实现了快速测距，没过多久推出第二代的升级版：在第二代迪士通上增加了数据保存功能和应用程序。第三代迪士通体积更小、重量更轻、测距更快，价格便宜且耐用防水。第四代迪士通在测量系统又创立了新的技术标准，率先在手持激光测距仪上采用字母数字单片机混合键盘。第五代迪士通较前四代测距更快更省时。

1。3  课题研究的主要内容

目前的超声波测距仪集成电路造价成本高，使用复杂，大部分使用者没有经济能力使用这些设备，不能准备把握测量距离从而解决问题。因此，迫切需要价格便宜、方便携带以及使用简单地超声波测量设备。本课题研究的超声波测量仪是由超声波发射器、超声波接受器、数码管显示电路构成。微处理器使用了STC89C51，该处理器性能优越、外设丰富应用极广。此设计系统成本较低但功能实用，可以实现测距。

1。4  论文的主要工作

为了实现对超声波信号的实时记录，设计出便携式的超声波测距仪代替传统的超声波测距，并实时准确的测量记录，论文需要做如下安排：

（1）了解超声波测量的工作原理及超声波测量电路的类型。把复杂的超声波测距实现恰当简化，选择合适的测量方式。

（2）系统超声波产生与接收的工作由单片机完成，需要完成单片机的选型及其外围电路（如时钟电路，复位电路，超声波模块等）的搭建工作。为了保障系统的性能，同时缩小系统的体积，要尽可能把元件搭建的紧凑或绘制PCB板完成搭建。论文网

（3）由于超声波测距仪要能方便携带且价格便宜，故整个系统采用5V电压源供电（可以用3节电池或采用充电宝供电）

（4）软件部分需要完成超声波发射与接收地单片机软件地开发（包括超声波地发射，超声波地接收，串口通信等）和个人智能终端的软件开发（包括语音报警，计算距离，数据显示等）。

（5）针对测量精度的要求还需要考虑周围环境温度对系统的影响，选择合适的温度补偿电路。

2  方案论证

2。1  方案一：激光测距

激光测距的测距方式：脉冲法和相位法。脉冲法测距的原理：测距仪发射光束遇到障碍物后光束反射接着被超声波测距仪接收，此时测距仪记下光束来回的时间，则测距仪与被测对象之间的间隔为 （其中v是光速，t是光束来回时间）。而相位法测距的原理：采用无线电波段地频率对激光束进行幅度调制，并且测算调制光来回测线1次所产生的相位延迟，再依据调制光地波长，换算这个相位延迟所表示的间隔，就是采用间接方式测算激光经过来回测线需要使用的时间。