基于labview的超聲波測距系統(tǒng)

韓劍

摘 要：采用了虛擬儀器labview上位機接受數(shù)據(jù)，下位機單片機對超聲波模塊進行控制進行測量，隨后通過通信下位機傳輸數(shù)據(jù)至上位機。測量結(jié)果顯示，本操作系統(tǒng)可以在不同的環(huán)境下進行測量，增加了測量的準確度，有一定推廣的價值。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器;超聲波;串口通信

本次研究從單片機到超聲波模塊再到單片機，隨后通過串口通信至上位機里面，使用虛擬儀器取代傳統(tǒng)儀器，虛擬儀器是以軟件為核心，利用基礎的硬件設備，通過軟件就可以完成數(shù)據(jù)采集，測量和分析等功能。虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展是未來的趨勢，因為它具有標準化、系列化、模塊化、通用化的顯著特點，不僅僅繼承了智能儀器和VME總線的特點，還具備高效、易使用、易學習等優(yōu)勢。再者就是從硬件需求轉(zhuǎn)變?yōu)檐浖幊碳纯蓪崿F(xiàn)自己所需的工程，虛擬儀器將會成為測試儀器的主流逐步取代傳統(tǒng)的測試儀器。

1 超聲波測距原理

超聲波測距原理是通過超聲波發(fā)射器朝著某一個方向發(fā)生聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，當超聲波模塊接受端接收到在傳播過程中反射回來的聲波，超聲波接收器就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為v，而根據(jù)計時器記錄的測出發(fā)射和接收回波的時間差△t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離S，即：

S=v·△t/2

2 單片機程序流程

通電后，單片機程序控制超聲波模塊進行測量距離，反饋得到的數(shù)據(jù)，同時傳輸至顯示模塊5641AS四位數(shù)碼管和串口模塊。隨后串口模塊使單片機與虛擬儀器上位機形成通信，接受測量數(shù)據(jù)。

3 系統(tǒng)硬件電路設計

利用STC89C52單片機控制超聲波模塊進行測量，隨后通過串口通信傳輸?shù)缴衔粰C虛擬儀器LABVIEW。

4 虛擬儀器

LABVIEW是由National Instruments（NI）Corp開發(fā)的程序開發(fā)環(huán)境，類似于C和BASIC的開發(fā)環(huán)境，但是LABVIEW與其他計算機語言之間的顯著差異是：其他計算機語言都是使用基于文本的語言來生成代碼，而LABVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。LABVIEW軟件是NI設計平臺的核心，非常適合開發(fā)測量和控制系統(tǒng)。LABVIEW開發(fā)環(huán)境集成了工程師和科學家需要的所有工具，旨在幫助工程師和科學家解決問題、提高生產(chǎn)力和不斷創(chuàng)新。

5 結(jié)論

本次研究的基于LABVIEW的超聲波測距系統(tǒng)，使用虛擬儀器代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器作為上位機，能夠利用計算機強大的系統(tǒng)運算能力，同時一些基本的硬件支持就可以利用軟件進行數(shù)據(jù)采集，完成控制、分析和處理。非常有效地降低了整套系統(tǒng)的成本，降低了設計難度，能夠方便快捷的升級系統(tǒng)的缺點。

參考文獻：

[1]崔靚，王冠龍.朱學軍.超聲波測距系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].傳感器與微系統(tǒng)，2018.12.

[2]李杰.基于單片機的超聲波測距報警系統(tǒng)的設計[J].數(shù)字技術(shù)與應用，2018.9.