基于超声波与红外线技术的测距系统的研究与应用

张磊， 周建全， 鞠文杰， 路军， 杨伟进

(1.国网山东省电力公司济宁供电公司，山东 济宁 272000； 2.国网山东省电力公司，山东 济南 250001；3.国网山东综合能源服务有限公司，山东 济南 250001)

0 引 言

随着我国经济的发展和科学技术的不断进步，测距定位技术日新月异，测距精度也愈来愈高。用超声红外相结合的方法进行测距还是很普遍的，因此提高超声红外测距技术的性能及精度有很高的研究价值[1]。本文通过发射红外线来确定计时器开始计时的时间，利用超声波在空气中的已知传播速度，再乘以超声波在发射端发射到接收端接收的时间差，计算出距离。无论是在室内还是在室外测距，温度都是影响测量精度的一个重要因素，尤其室外的环境非常复杂，进行作业时不确定会遇到什么样的天气，而不同温度下超声速度具有一定的差距，采用超声波进行测距时必须要考虑温度问题。为提高超声红外测距技术的精确度，本文引入基于BP神经网络的温度补偿算法来提高超声速度的准确度。

1 测距系统总体结构

超声红外测距系统的硬件结构主要包括AVR单片机、红外线收发器、超声波收发器、主控模块、通信模块、温度检测模块以及云服务器等模块。主控模块嵌入在小型平板或计算机中，工作人员通过主控模块向单片机发送测距命令，使得系统开始工作，单片机与主控模块之间的通信通过RS485实现。温度传感器DS18B20检测当前温度，并将其上传给主控模块，主控模块通过BP神经训练得到超声速度值，和单片机测得的时间进行计算，得出所测的距离。……