【基于单片机的油量测量仪系统设计与实现19000字（论文）】

、前言1.1本文的研究背景及意义液位测量是工业上经常遇到的实际问题。化工、石油、国防等企业总是有许多盛装液体成品或半成品的高压密闭储罐，它们是原料和产品的储罐、储仓以及各种反应器，其内部液体液位的实时准确检测对于生产过程的控制和生产安全都具有非常重要的作用和意义。超声液位检测技术，是超声在工业中的一项重要应用。新的方法主要是采用非介入式超声回波液位检测，其在石油、化工行业的生产、储存过程中有着不替代的作用。由于大多数易燃易爆、有剧毒的液体也具有强的腐蚀性，所以需要在储罐内壁上加防腐材料作为衬里压力容器的器壁也有一定的厚度，一般在几毫米到几十毫米不等。超声检测时声波在容器壁中会发生多次反射和透射，最后能到达液体内部的有效声能量就很少同时接收到的回波信号除含有用信息外，还会夹杂各种因素产生的干扰信号，甚至有用信息被噪声污染淹没，影响后期的信号识别和处理。针对不同结构、不同厚度的储罐，或者同厚度却盛装不同液体的储罐，需要选择合适的声波发射频率。选择合适的声波发射频率可以明显地提高声波在介质结构中的能量传播效率，在检测过程中提高回波信号强度，使得回波信号明显高于或者区别于噪声信号，同时可以增大接收信号前沿幅值，提高超声波液位计的测量精度。如何解决此类问题，成为本文的研究课题。该问题的解决可以提高超声波壁外式液位检测的信噪比，提高声波在中间介质层的穿透性，减少反射噪声污染，在检测过程中使得大量声波有效地进入容器内部液体，这对超声液位检测无疑起到关键作用。1.2油库液位检测方法以及液位仪表的发展趋势1.2.1油库液位检测方法常用于测量液位的液位计有连通器式、吹泡式、差压式、电容式等，测量物位的有超声波物位计和放射性物位计等。其测量原理和特点如下：（1）连通器式就是应用最普通的玻璃液位计。它的特点是结构简单、价廉、直观，适于现场使用，但易破损，内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。（2）浮力式液位计包括恒浮力式和变浮力式两类。1、恒浮力式液位计恒浮力式液位计是依靠浮标或浮子浮在液体中随液面变化而升降，它的特点是结构简单、价格较低，适于各种贮罐的测量；2、变浮力式液位计变浮力式亦称沉筒式液位计，当液面不同时，沉筒浸泡于液体内的体积不同，因而所受浮力不同而产生位移，通过机械传动转换为角位移来测量液位。此类仪表能实现远传和自动调节。（3）吹泡式液位计是应用静压原理测量敞口容器液位。压缩空气经过过滤减压阀后，再经定值器输出一定的压力，经节流元件后分两路：①一路进到安装在容器内的导管，由容器底部吹出；②另一路进入压力计进行指示。当液位最低时，气泡吹出没有阻力，背压力零，压力计指零；当液位增高时，气泡吹出要克服液柱的静压力，背压增加，压力指示增大。因此，背压即压力计指示的压力大小，就反映了液面的高低。吹泡式液位计结构简单、价廉，适用于测量具有腐蚀性、粘度大和含有悬浮颗粒的敞口容器的液位，但精度较低。（4）差压式液位计有气相和液相两个取压口。气相取压点处压力为设备内气相压力；液相取压点处压力除受气相压力作用外，还受液柱静压力的作用，液相和气相压力之差，就是液柱所产生的静压力。这类仪表包括气动、电动差压变送器及法兰式液位变送器，安装方便，容易实现远传和自动调节，工业上应用较多。（5）电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如：ε1>ε2，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保证液位测量准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。电容液位计体积小，容易实现远传和调节，适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位测量。（6）超声波物位计是利用超声波在气体、液体或固体中的衰减、穿透能力和声阻抗不同的性质来测量两种介质的界面。此类仪表精度高、反应快，但成本高、维护维修困难，都用于要求测量精度较高的场合。（7）放射形物位计是利用物位的高低对放射形同位素的射线吸收程度不同来测量物位高低的，它的测量范围宽，可用于低温、高温、高压容器中的高粘度、高腐蚀、易燃易爆介质物位的测量。但此类仪表成本高，使用维护不方便，射线对人体危害性大1.2.2油库液位仪表的发展趋势油库液位仪表的发展趋势应该紧跟国内和国际的形势，要朝高精度、多功能、高度自动化方向发展。从目前的应用情况来看，对于中小容量储罐，UBG或UGZ系列光导液位仪表是首选，其次是HTG系列液位仪测量系统。而对于大容量储罐来说雷达液位仪是首选，其次是光导液位仪表。另外值得一提的是现在很多国产仪表的生产技术在引进和消化国外先进技术后已经接近或超过国外仪表，比如国产雷达液位仪在拥有同国外产品同样功能的基础上，价格只有进口表的一半不到，这将给我们降低仪表采购成本，加快储罐区仪表自动化带来契机。1.3系统总体设计思想本课题是根据“回波测距”的原理设计的。由超声波的发射器发射超声波，声波遇到障碍物后反射，由超声波接收器接收。测出从超声波发射脉冲串至接收到回波信号的传输时间，即渡越时间，超声波在同一种介质中的传输速度是不变的，那么由渡越时间和声速，就可算出要测的距离。为了尽可能的提高系统精度，本测量系统将超声波检测技术与计算机技术相结合，对储罐中的油量进行自动测量，且能够限位报警，并能显示和打印出有关数据，还能与上位机进行通讯便于监控和管理。液位仪的结构图如3.1所示。在发射状态下，超声换能器将电能转换为声能;在接收状态下，超声换能器将声能转换为电能。当测距仪发出控制脉冲信号时，发射电路用来产生一定频率的交变电压来做为换能器的工作电源，驱动换能器向外发射超声波信号。经过简单的电平转换和功率放大，换能器发出中心频率为24.5KHz的超声波。经过两级放大后的回波信号被送入液位仪转换为数字信号，通过串口上传至PC，实现测量距离的实时显示。图1.1超声波液位硬件电路图为了提高系统的稳定性，采用了一些抗干扰措施。如采用看门狗电路防止系统进入死循环，对信号的处理采用了放大、滤波等措施。第2章超声波油量测量仪的系统硬件设计2.1单片机小系统2.1.1单片机的选用微处理器AT89C51单片机作为主要控制器，是ATMEL公司生产的低电压，高绩效CMOS8有4k字节flash单片机可擦只读程序存储器和获取数据128字节的随机存取内存(RAM)，设备采用ATMEL公司的高密度非易失存储器技术，生产，和标准MCS-51指令，8-芯片，通用汽车的中央处理单元(CPU)和闪存细胞相容性[[]肖绍杰，赵航.测距式超声波防盗报警器[J].锦州师范学院学报(自然科学版).2012(03)][]肖绍杰，赵航.测距式超声波防盗报警器[J].锦州师范学院学报(自然科学版).2012(03)图2.1最小系统图图2.2AT89C51单片机系统的硬件电路原理图AT89C51单片机的基本组成：图2.3所示为89C51带闪存(FlashROM)单片机的基本结构框图。在一小块芯片上，集成了一个微型计算机的各个组成部分，即89C51单片机芯片内包括：(1)一个8位的80C51微处理器(CPU)。(2)片内256字节数据存储器存RAM/SFR，用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等。(3)片内4KB程序存储器FlashROM，用以存放程序、一些原始数据和表格。(4)4个8位并行I/O端口P0~P3，每个端口即可作输入也可作输出。图2.389C51单片机结构框图(5)2个16位的定时器/计数器，每个定时器/计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制。(6)具有5个中断源、两个中断优先级的中断控制系统。(7)一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与PC机之间的串行通信。(8)片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接，最高允许振荡频率为24MHz。(9)89C51单片机与8051相比，具有省电工作方式，即休闲方式及掉电方式。以上各个部分通过片内8位数据总线相连接。2.1.2时钟模块硬件电路DS1302是一个高性能、低功耗实时时钟芯片DS1302和微控制器连接只需要三行，采用三线SPI接口与CPU同步通信发送时钟信号或多个字节的RAM中的数据。在此系统中，AT89C51单片机为主要设备，DS1302的设备和从设备接收数据，发送数据。DS1302为每一位读者需要16个时钟脉冲，8地址前脉冲输入操作和写命令。DS1302读取和写入实时数据，用于定时控制照明灯具的启停。本次系统设计中系统时钟所采用的晶振为50MHz的有源晶振，活跃的晶体主要使用3.3V直流电源，该电源系统时钟电路[[]路锦正，王建勤，杨绍国，赵珂，赵太飞.超声波测距仪的设计[J].传感器技术.2012(08)]。系统时钟电路设计采用振荡模式，使用11.0592MHz的外部晶振，用1MSZ的电阻R2并接到品振的两端，使系统更容易起振。采用11.0592MHz晶振的原因是使串口的波特率更精确，并能够支持LPC2119芯片内部的PLL功能和ISP功能。系统时钟电路如图4-6所示。经实际电路测试，该时钟电路可以稳定输出50MHz[]路锦正，王建勤，杨绍国，赵珂，赵太飞.超声波测距仪的设计[J].传感器技术.2012(08)图2.4时钟模块硬件电路图2.1.3复位电路在MCS单片机系列，广泛使用复位电路如图2.5所示，其有效时间就持续24个振荡周期以上才能完成复位操作[[]任开春，涂亚庆.大罐液位仪的现状和发展趋势[J].自动化与仪器仪表.2012(04)]。RST销复位信号输入，复位信号的有效高度，RST有一定宽度的脉冲，可以有效地实现电动自动复位和手动复位[[]时德钢，刘晔，王峰，韦兆碧，王采堂.超声波测距仪的研究[J].计算机自动测量与控制.2012(07)]。在12MHz时钟时，通常C7可取22μF，R2可取1kΩ，需持续2μ[]任开春，涂亚庆.大罐液位仪的现状和发展趋势[J].自动化与仪器仪表.2012(04)[]时德钢，刘晔，王峰，韦兆碧，王采堂.超声波测距仪的研究[J].计算机自动测量与控制.2012(07)图2.5复位电路在图2.5中，信号nRST连接到LPC2119芯片的复位引脚RESET，当复位按键S17按下时，MAX708立即输出复位信号，信号nRST将输出低电平使系统复位。平时MAX708输出高电平，系统正常运行。信号nRST还连接到键盘与LED驱动芯片ZLG7290的复位端，用于ZLG7290的复位。随着时间的增加，电容电压值增加缓慢，和RST销上的电压逐渐降低，当RST销的电压值降至较低水平，单片机恢复正常，呼吁电动复位。2.1.4单片机电源的设计utu2410-S-V3.02410开发板电压设计采用5V输入主板，经电压稳压，提供I/O端口需要的电压3.3V。系统电源采用的是模式，由于整个系统中全为数字信号而没有使用模拟信号，所以系统可以由一路电源供电。电源电路可以采用三端稳压块来设计，但是当采用三端稳压块作电源时应特别注意，必须保证在电网最大欠压时，三端稳压器的输入输出端子压差在以上，否则电压输出波形将参数缺口，使单片机程序出错。但是，如果输入电源选的过高，则稳压块上的损耗过大，要求散热面积大，电源效率低。解决这一问题的较好办法就是采用低压差的稳压块，另外还可以采用开关调制的稳压块。要核心板上采用稳压模块供CPU内核电压（2.5V或1.8V）电源电路如图2.6所示。LCD的CCFL背光使用12v电源控制电路，稳压电源直接提供的，地板使用5v电源电路，稳压电源直接提供的。图2.6电源电路设计图12V转5V2.1.5同步动态随机存储器SDRAM作为NIOSII系统中最重要的一个组成部分，在FPGA系统设计过程中担任着重要角色。每次系统上电的时候，FPGA都会把EPCS中存储的控制程序发送给SDRAM，并在SDRAM中运行，由于SDRAM速度很快，这样做可以加快系统的运行速度，考虑到SDRAM中数据掉电丢失的特性，因此我们要将程序提前固化到EPCS中。图2.7SDRAM电路2.2系统外围电路设计2.2.1显示电路设计液晶显示采用LCD12864，这样就算是在不使用计算机的情况下，控制系统系统也能正常运行，并且能具有直观的可视性。使用该模块模式灵活的界面和简单和方便的操作指令，可以在中文构成了人机交互式图形界面[[]黄卉，肖定国，理华，郑军.磁致伸缩式扭转超声波位移传感器的研究与设计[J].仪表技术与传感器.2012(06)][]黄卉，肖定国，理华，郑军.磁致伸缩式扭转超声波位移传感器的研究与设计[J].仪表技术与传感器.2012(06)图2.8液晶显示LCD12864电子图组成的液晶显示器(LCD)的模块方案并与类型的图形点阵液晶显示模块，无论硬件电路结构或显示程序更简洁，和这个模块的价格略低于相同的点阵图形液晶模块。LCD12864的主要管脚如表2.1所示：表2.1LCD12864管脚说明管脚号管脚名称电平管脚功能描述1VSS0V电源地2VCC3-5V电源正3VD-对比度调整4RSH/LRS=“H”，表示DB7——DB0为显示数据RS=“L”，表示DB7——DB0为显示指令数据5R/WH/LR/W=“H”，E=“H”，数据被读到DB7——DB0R/W=“L”，E=“H→L”，DB7——DB0的数据被写到IR或DR6EH/L使能信号7DB0H/L三态数据线8DB1H/L三态数据线9DB2H/L三态数据线10DB3H/L三态数据线11DB4H/L三态数据线12DB5H/L三态数据线13DB6H/L三态数据线14DB7H/L三态数据线15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式16NC-空脚17RSTH/L复位端，低电平有效18NC-LCD驱动电压输出端19BLAVDD背光源正端（+5V）20BLKVSS背光源负端下图是显示原理图2.9：图2.9LCD显示原理图本系统可以通过键盘来设置车辆定位信息的运动状态，具有良好的人机交互功能。2.2.2键盘电路设计本设计采用单片机控制器处理，按键是采用行列式键盘。键盘是最常见的人机接口设备，微机控制器通过键盘可以输入各种操作指令和数据，单片机控制器捕捉关键信息，与单片机控制器进行相应的处理[[]李冬梅.国内外液位计量仪表技术发展动向[J].仪器仪表用户.2012(03)]。与单片机控制器的PO口相连，八个键盘分别控制步进电机的运行情况，其中P0.0控制电机的开启和停止，P0.2控制电机的转向，P0.4控制电机加速，每按一次，按键控制电路采用八个按键开关，速度增加一个等级，直到最高的速度等级。P0.6控制电机减速，若速度为最低等级，则速度保持不变，否则每按键一次，速度减少一个等级。本设计中，我们采用4*4键盘进行对电路的设定。4*4[]李冬梅.国内外液位计量仪表技术发展动向[J].仪器仪表用户.2012(03)图2.10键盘示意图2.2.3报警电路蜂鸣器报警原理比较简单，单片机对IO口P3.0和3.1进行控制。报警信号电路由单片机控制，该系统使用发光二极管和蜂鸣器报警，传感器检测闯入时，响应单片机蜂鸣器报警。当RE200B检测到信号，经BIS0001处理，传给单片机，单片机将P3.0和P3.1口输出低电平，蜂鸣器工作，LED灯亮达到报警的效果。报警电路如图2.11：图2.11蜂鸣器与单片机的接口电路图2.3超声波发射电路2.3.1概述超声波发射电路原理图如下图2.12所示。发射电路主要由反向器74LS04和超声波发射换能器TCT40-10F1构成。单片机P1.0端口输出的40kHz方波信号一路由一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两极反向器后送到超声波换能器的另一个电极。用这种推挽形式将方波信号加到超声波换能器两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采用两个反向器并联，用以提高驱动能力。上拉电阻R4，R5一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡的时间。2.3.2超声波传感器介绍发射器的作用是形成与被检测对象相作用的超声波束，它的特性包括共振频率、方向性、电声变换效率、稳定性等等。按照应用领域的不同，超声波束可以是强方向性的、扇状的、无方向的形状，还有些发射器附带有调整层，以便发射器与媒质的音内阻抗相匹配。超声波发射器的驱动机构包括，反压电效应、电致伸缩效应、动电效应、电磁效应，磁致伸缩效应等，它恰好是上述超声波接收据的相反作用，所以从结构上看，发射与接收呈一一对应的关系。为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头[8]。常用的超声波传感器有两种，即压电式超声波传感器或称压电式超声波探头)和磁致式超声波传感器。本次设计采用的是压电式超声波传感器，主要由超声波发射器(或称发射探头)TCT40-10F1和超声波接收器(或称接收探头)TCT40-10S1两部分组成，它们都是利用压电材料(如石英、压电陶瓷等)的压电效应进行工作的。下图2.13为压电式超声波传感器的结构图。图2.13超声波发射电路原理图图2.14超声波换能器结构图压电传感器由压电晶片、楔块、接头等组成，是超声检测中最常用的实现电能和声能相互转换的一种传感器件，是超声波检测装置的重要组成部分。当压电晶片受发射电脉冲激励后产生振动，即可发射声脉冲，是逆压电效应。当超声波作用于晶片时，晶片受迫振动引起的形变可转换成相应的电信号，是正压电效应。前者用于超声波的发射，后者即为超声波的接收。超声波传感器一般采用双压电陶瓷晶片制成。这种超声传感器需要的压电材料较少，价格低廉，且非常适用于气体和液体介质中。下表2.2为型号T/R40-10的超声波传感器的特性参数（T--发射，R--接收，40--中心频率单位kHZ，10--外壳直径单位mm）。表2.2T/R40-10的特性参数中心频率40±1KHz发射电压大于115dB接收灵敏度大于-64dB/V/ubar-6dB指向50deg电容2400±％允许输入电压20V2.3.3反向器74LS04介绍反向器74LS04是6非门，其工作电压为5V，他的内部含有6个coms反相器，74LS04的作用就是反相把1变成0。下表3-2是其工作范围的分布情况，图2.15为引脚图介绍。表2.3执行工作的极限值符号参量最小值最大值单位VCC电源电压4.755.25VTA工作温度范围075°CIOH最大输出电流8mAIOL最小输出电流-0.4mA图2.1574LS04引脚图2.4超声波检测接收电路2.4.1概述根据硬件设计思想，这部分电路要将单片机P1.0管脚输出的40KHz脉冲信号的幅度放大20V左右，以满足超声波传感器发射器的要求，所以超声波发射电路主要是由一个含有大功率CMOS管IRF640的放大电路、变压器和一个超声波发射换能器构成。图3-8是超声波检测接收电路，主要有集成电路CX20106A和超声波换能器TCT40-10S1构成。CX20106A是一款红外接收的专用芯片，常用于电视红外遥控器。常用的载波频率38khz与测距的40khz较为相近，可以利用它来做接收电路。适当的改变C7的大小，可以改变接受电路的灵敏度和抗干扰能力[9]。其工作过程为：当超声波接收探头接收到超声波信号时，压迫压电晶片作振动，将机械能转化成电信号，红外线检波接收集成芯片CX20106A接到电信号后，对所接信号进行识别，若频率在38kHz-40kHZ左右，则输出低电平，否则输出高电平。使用CX20106A主要是简单易用，电路简单，减少了生产调试的麻烦。但必须保证接收到的信号为40KHZ，否者无法解调出。图2.16超声波检测接收电路2.4.2集成电路CX20106ACXA20106A，红外线接收专用芯片，可以用于超声波的接收。红外遥控接收芯片CX20106可以完成对遥控信号的前置放大、限幅放大、带通滤波、峰值检波和波形整形，只需加上简单的外围电路即可完成对已调波的解调。其引脚图如图3-9所示：1脚：超声信号输入端，该脚的输入阻抗约为40kΩ。2脚：该脚与地之间连接RC串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。增大电阻R或减小C，将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大。但C的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动。3脚：该脚与地之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，瞬间相应灵敏度低；若容量小，则为峰值检波，瞬间相应灵敏度高，但检波输出的脉冲宽度变动大，易造成误动作，推荐参数为3.3μf4脚：接地端。5脚：该脚与电源间接入一个电阻，用以设置带通滤波器的中心频率f0，阻值越大，中心频率越低。例如，取R=200kΩ时，f0≈42kHz，若取R=220kΩ，则中心频率f0≈38kHz。6脚：该脚与地之间接一个积分电容，标准值为330pF，如果该电容取得太大，会使探测距离变短。7脚：遥控命令输出端，它是集电极开路输出方式，因此该引脚必须接上一个上拉电阻到电源端，推荐阻值为22kΩ，没有接受信号是该端输出为高电平，有信号时则产生下降。8脚：电源正极，4.5~5.5V。图2.17CX20106A引脚图用CX20106A做超声波测距应注意的事项：1、首先确定你发射出的超声波的频率为标准的40KHz（占空比50%），并保证有足够的驱动电压。CX20106A的第5脚的电阻决定接收的中心频率，200k的电阻决定了接收的中心频率为40KHz。2、如果你驱动的是开放式的非防水探头（就是铝外壳，探头表面有金属网，可以看到里面有一锥形的金属），则使用反相器串联再并联做BTL推动就可以了。3、如果使用的探头是全封闭的防水头，那就要主要必须有足够的驱动电压才能驱动得了探头。2.5通信部分电路设计3.5.1RS-232串行通信电路串行通信接口一般指RS232通信接口，它几乎是所有通用机和专用机必备的通信接口。RS-232-C是美国电子工业协会EIA(ElectronicIndustryAssociation)制定的一种串行物理接口标准。RS是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。本设计中RS-232串口仅用于实现上位机与DSP控制模块之间的点对点异步串行短距离通信。串行通信有两种方式，异步串行通信和同步串行通信，异步串行通信是设计中通常采用的方式。异步通信的特点：对收发双方的时钟一致要求不严格，容易实现，但传输速率不高，一般应用于50bit19200bit之间的数据传输。本系统串行通信接口选用了最常用的9针RS-232接口。由于串口线上电平较高，容易易损坏开发板接口电路芯片，为了达到异步串口通信接口的电气通信兼容，将5V逻辑与一个RS-232端口连接时需要电平转换，来实现与TTL电路的连接[]李广峰，刘昉，高勇.超声波流量计的高精度测量技术[J].仪器仪表学报.2011(06)。下面是串口电路结构，如图[]李广峰，刘昉，高勇.超声波流量计的高精度测量技术[J].仪器仪表学报.2011(06)图2.18串口电路结构图3.5.2CAN总线通讯现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互连、多变量、多点、多站的通信网络。国际电工委员会标准(IEC)对现场总线的定义为:现场总线是一种应用于生产现场，在现场设各之间、现场设各与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。现场总线是当今自动化领域发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。CAN总线硬件包括控制器和收发器，控制器用来进行信息的控制、仲裁等；收发器用来进行数据的发送和接收。在本液位系统中，要实现CAN通信节点电路的设计，可以有多种选择，既可以选择独立的CAN控制器又可以选择内部集成CAN控制器的微处理器。总线报文采用短消息形式，且每帧有效字节数为8，并采用了节点出错自动关闭功能，从而增强了抗干扰能力，提高了通信的可靠性[][]李冬梅.国外储罐计量仪表的发展动态[J].石油化工自动化.2011(05)120ΩVCC120ΩVCC图2.19CTM1050接口电路系统中通过CAN总线可将多个交流传动系统系统连到PC机上形成局域网，便于远距离操作和监控，更加有利于管理和生产，也符合工业控制系统技术的发展趋势。本系统中采用的ARM微处理器920T内置CAN模块，包括CAN内核、存放报文的RAM、报文处理器、控制寄存器及模块接口，如图2.20所示。图2.20CAN模块结构图2.6电源部分超声波液位计在长期固定于容器外部实现长期连续测量时，可采用交流供电，但在便携式安装进行短时间测量时，交流供电很不方便。因此，系统采用双电源供电方式:交流供电和蓄电池。为防止停电情况的发生，本系统后备了UPS电源，它包括市电供电电路，停电检测电路，电子开关切换电路，蓄电池充电电路和蓄电池组成。2.6.1双电源切换当接入外部220V交流电时，由交流电进行供电。在没有接外部电源时由蓄电池供电，两路供电之间的切换如图2.21所示。图2.21停电检测及电子开关切换电路电源通过变压器后向系统输入直流电，电压高于电池电压，220V市电通过变压器降压成12V的交流电，再经过整流桥整流，7805稳压到5V送往电子切换电路。由R8，R9，R6，R7及IC14构成电压比较器，正常情况下，V+<V-IC14输出低电平，继电器的常闭触点和市电相连;当市电断开，由T3，T4构成的达林顿管使继电器J开启，将其常开触电将蓄电池和电路相连，实现市电和蓄电池供电的切换，保证液位计的正常工作(视电池容量而定持续时间)。2.6.2蓄电池充电电路T1，3CG21构成的蓄电池自动充电电路，它在电池充满后自动停止充电，其中D2亮为正在充电，D1为工作指示。由R4，R5，3CG21构成电压检测电路，蓄电池电压低，则T1，3CG21导通，实现对其充电;充满后，T1，3CG21截止，停止充电，同时D2熄灭，电路中C4的作用是滤除干扰信号。电路如图2.22所示。图2.22蓄电池白动充电电路第3章系统软件设计3.1软件设计分析完成了系统的硬件设计之后，接下里就是系统软件的设计，它所需要完成的主要是针对系统功能的实现及数据的处理和应用。根据以上所述系统硬件设计和各个电路功能，系统软件需要实现以下功能：1、信号控制。在系统硬件中，已经完成了发射电路、回波检测接收电路的设计。在系统软件中，要完成发射脉冲信号及输出显示。2、数据存储。为了得到发射信号与接收回波间的时间差，要读出此刻计数器的计数值，然后存储在RAM中，而且每次发射周期的开始，需要对计数器清零，以备后续处理。3、信号处理。RAM中存储的计数值并不能作为距离值直接显示输出，超声波从发射出去碰到障碍物返回接收传感器的时间，需要通过软件定时器来记录。根据这个时间才能计算出障碍物的距离。4、数据传输与显示。经软件处理得到的距离要以十进制的方式送LCD显示。3.2软件设计思路超声波测距软件设计主要由主程序，超声波发射子程序，超声波接受中断程序及显示子程序组成。C语言程序有利于实现较复杂的算法，汇编语言程序则具有较高的效率并且容易精确据算程序运行的时间，而超声波测距器的程序既有较复杂的计算(计算距离时)，又要求精确计算程序运行时间(超声波测距时)，所以控制程序可采用C语言和汇编语言混合编写。3.2.1主程序主程序采用C语言编写。主程序流程图如下图3.1所示。主程序首先对系统环境初始化，设置定时器T0工作模式为16位的定时计数器模式，置位总中断允许位EA并给显示端口P0和P2清0。然后调用超声波发生子程序送出一个超声波脉冲。由于采用12MHz的晶振，机器周期为1us，当主程序检测到接收成功的标志位后，将计数器T0中的数（即超声波来回所用的时间）按下式计算即可测得被测物体与测距仪之间的距离，设计时取20°C时的声速为344m/s则有：d=(C*T0)/2=172T0/10000cm（T0为计数器T0的计数值）。测出距离后结果将以十进制BCD码方式送往LED显示，然后再发超声波脉冲重复测量过程。当数码管显示的数据超出设定值时，二极管发光产生报警。系统初始化系统初始化发送超声波脉冲等待反射超声波脉冲LED显示结果计算油量液位开始图3.1主程序流程图3.2.2超声波发生子程序为了节约硬件成本，本油量测量仪采用AT89C51的内部定时器T0作为发射脉冲的定时器。根据频率与周期的关系，很容易计算出其周期为25us，由于采用的晶振为12MHz，即每执行一条指令需用时lus，所以定时器T0的定时时间只能取12us(换算成定时常数为0F4)，也就是说每隔12us的时间就让输出信号翻转一次，这样输出信号就变成了频率将近为40KHz的脉冲序列。因为定时时间短，所以T0可采用常数自动重新装入的方式2进行工作，这样能减少T0中断服务程序执行的时间。脉冲序列是通过P1.1管脚输出经超声波发射电路驱动超声波发射换能器发出超声波。当然根据设计的要求管脚发出的应该是脉冲串(每20个脉冲为一串)，以满足测量的要求。脉冲串发送完毕后，首先调用一段延时程序，用来屏蔽超声波从发射探头直接传到接收探头引起的干扰，然后允许外部中断0中断，同时将P3.2管脚置成低电平，等待回波的到来。YYN设置计数器T0初值开启计数器产生40kHz方波信号是否发射完？返回开始图3.2超声波发生子程序流程图系统使用LPC2119芯片内部定时器0产生40kHz的激励脉冲，用来驱动超声波换能器发射40KHz超声波。LPC2119的定时器对芯片外设时钟周期进行计数，可选择产生中断或根据4个匹配寄存器的设定，在到达指定的定时值时执行其它的动作。系统设置定时器0在到达指定时值时执行翻转动作，产生40kHz脉冲。超声波发生子程序在P1.0产生40KHz方波脉冲宽度约12us，作为发生超声波发射器的输出信号。同时打开计数器T0计时。超声波发生子程序较简单，但要求程序运行时间较准，所以采用汇编语言编写。其流程图如图3.2所示。4.2.3超声波接收程序当超声波发出超声波后开始计时，然后就进入等待接收超声波的返回波。接收超声波返回波是通过单片机的外部中断工NT1来侦测的，接收程序在给定的时间内，不断侦测工NT1，如果有中断，说明有返回波，这时，停止计时，读出从超声波发出到接收到返回波的总时长T，根据测量距离H=时间T*超声波在空气中的速度C/2，注意，由于是反射式，实际距离只有超声波行程的一半，所以，上式中除以2;如果在给定的时内没有返回波，则到时间后自动结束等待回波。图3.3超声波接收程序流程图3.2.4超声波接收中断子程序系统采用软件方法判断超声波的传播时间。超声波回波信号经A/D转换后送入单片机进行处理。需要处理的信号是超声波换能器发射与接收之间的一段时间内测量到的换能器接收电压信号。在启动T0发射脉冲的同时，AT89C51的内部计数器T1开始计数。T1的作用就是测量从超声波发射至接收到回波的时间。外部中断0的中断源INT0接超声波接收电路的输出—D触发器的Q端。当接收电路接收到反射的回波后，产生外部中断信号，引起AT89C51的外部中断0中断，进入外部中断处理子程序。外部中断0处理子程序的主要作用是：①产生中断后立即关闭计数器T1，并读出超声波的传输时间；②利用传输时间和声速计算出油的深度和体积；③若已经计算了五次，则取平均值存入指定单元并送去显示。在工作现场，由于接收信号较弱、背景噪声和电路噪声的存在、工频电压干扰、调零电路漂移引起的接收波形偏移，系统必须采取滤波措施以减小噪声并滤出直流成分，使液位计在干扰下仍能正常工作。超声波测距器主程序利用外中断0检测返回超声波信号，一旦接收到返回超声波信号（INT0引脚出现低电平)，立即进入中断程序。进入该中断后就立即关闭计时器T0停止计时，并将测距成功标志字赋值1。如果当计时器溢出时还未检测到超声波返回信号，则定时器T0溢出中断将外中断0关闭，并将测距成功标志字赋值2以表示此次测距不成功。3.2.5延时子程序在传感器以脉冲反射方式工作的情况下，电压很高的发射电脉冲在激励传感器的同时也进入接收部分。此时，在短时间内放大器的放大倍数会降低，甚至没有放大作用，这种现象称为阻塞。不同的检测仪器阻塞程度不一样。根据阻塞区内的缺陷回波高度对缺陷进行定量评价会使结果偏低，有时甚至不能发现障碍物，这是需要注意的。由于发射脉冲自身有一定的宽度，加上放大器有阻塞问题，在靠近发射脉冲一段时间范围内，所要求发现的缺陷往往不能被发现，这段距离成为盲区。延时子程序的作用就是在超声波发射的同时延迟一些时间，再打开中断。为的就是防止在超声波发射时接收器就收到反射波。这样就会出现错误，产生严重的误差。所以要延迟一定的时间。本次设计在软件编写调中用了一个1ms的延迟子程序。3.2.6通信模块设计中实现了超声波液位计的远程通讯功能，将单片机获得的液位数据传送到上位机，以便于工作人员的监控和操作，并可将历史数据存储在机内，尤其适用于室外测量或恶劣环境下的测量，由此使得系统的应用范围更广。图3.4CAN接口初始化子程序流程图本系统采用的是RS-232串行通讯，通讯距离最远可达15米。当单片机和PC机通一讯时，PC机的通讯程序可以用汇编语言编写，也可以用其他高级语一台(例如VC，VB)来编写。最方便的方法是从网上下载现有的通讯程序，该应用程序可直接使用，无需自己再编写程序。如下图3.5所示是通讯程序流程图。图3.6通讯程序流程图3.2.7键盘与显示子程序根据需要，键盘的工作方式是译码扫描键盘，双键锁定方式；显示器在系统等待输入参数时应工作在“右入口”方式，此时键盘/显示方式命令字数是11H，而显示器在显示数据是应工作在“左入口”方式，此时键盘/显示方式命令字是01H。CPU对8279的监视采用中断方式。油量测量仪设置3号键除表示数值3外，还用于油量的深度和体积显示的切换键。在启动后默认显示油量深度，当用户需要了解油量的体积时，可按3号键来显示体积，如果需要恢复油量深度的显示，只需再按一次3号键。为了实现这种切换，在软件设计中需要设置一个标志位，设22H为该标志位，当22H=0时，显示油量深度，当22H=1时，显示油量体积。图3.7数据显示模块流程第4章抗干扰处理干扰在大多数情况下都不会造成计算机硬件的损坏，主要是对软件运行造成不良的影响。其主要特征是:指令码或数据码的个别位受到干扰而发生跳变，结果可能将数据码当成指令码，而把指令码当成数据码来执行。这种盲目执行程序的结果，一方面会破坏RAM存储器中的数据，另一方面可能由于某些偶然的原因而进入死循环，使整个系统失控。因此，需要从硬件和软件两方面采取相应的抗干扰措施，从而达到消除干扰源，抑制藕合通道，减弱电路对噪声干扰的敏感性。4.1硬件抗干扰措施4.1.1抗干扰电路的设计为了保证单片机系统的稳定性及可靠性，在系统设计时必须对抗干扰能力给予足够的重视。由于系统本身比较复杂，再加上系统的工作环境也比较复杂，同时有多种电磁设备近距离工作。因此，抗干扰如同环境治理一样重要。干扰主要来自自身器件以及与其它的设备—干扰源间的，所谓干扰就是指有用信号以外的噪声或能够造成恶劣影响的其它因素产生的无用信号，干扰可分为内部干扰和外部干扰两种。受干扰的部位是电源、接地系统和输入输出通道。干扰的偶合与传播途径主要有:静态偶合、互感偶合、公共阻抗偶合、磁场辐射、传导和漏电等几种方式。4.1.2去耦滤波技术在直流电源回路中，负载的变化会引起电源干扰。特别在数字电路中，当电路从一种状态转换为另一种状态时，就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流，形成瞬变的噪声。利用电容、电感等储能元件可以抑制因负载变化而产生的干扰。为了去耦滤波，印刷电路板的电源与地之间并接了去祸电容，即100uF电解电容可以去掉低频干扰成分，O.luF电容可以去掉高频干扰部分，依此可消除电源线与地线中的脉冲电流干扰。为保护芯片，在每个芯片的电源与地之间也并接了O.luF的去耦电容。4.1.3抑制高频的电感用粗漆包线穿入轴向有几个孔的铁氧体芯，就构成了高频扼制器件。将其串入电源线或地线中可阻止高频信号从电源/地线引入。这种元件特别使用于隔开一块印制电路板上的模拟电路区，数字电路区，以及大功率驱动区供电。4.1.4防雷击器件室外使用的单片机系统或电源线，信号线从室外架空引入室内的，要考虑系统的防雷击问题。常用的防雷击器件有气体放电管等，气体放电管是当电源电压大于某一值时，通常为数十伏或数百伏，气体击穿放电，将电源线上强冲击导入大地，TVS可以看成两个并联且方向相反的齐纳二极管，当电两端电压高于某一额定值时导通。其特点是可以瞬间通过数百乃至上千安培的电流。这类元器件要和抗共模和抗差模干扰的电感配合使用以提高抗干扰效果。4.2软件抗干扰措施所有的抗干扰不可能完全依靠硬件来解决，而采取软件抗干扰措施，往往成本低，见效快，起到事半功倍的效果。本系统采取了如下的软件抗干扰措施：4.2.1消除发射电路对接收电路的干扰为了消除发射电路在发射驱动信号时，使得接收电路产生感应信号而使D触发器输出中断信号，我们在发射驱动信号时屏蔽了接收电路中D触发器输入，使其在这段时间内不产生中断信号。4.2.2对测量数据求平均值干扰信号多呈毛刺状，且作用时间短，具有随机性。对于接收电路接收到号还未到达时就使接收电路产生了中断信号，导致测量的时间不正确。对于这些干扰信号所产生的影响，我们采用了求平均值的办法来消除，即每测出5个数据后，取一次平均值，再将这个平均值显示出来并进行存储。4.2.3软件“看门狗”虽然采用硬件“看门狗”电路可以直接消除干扰，但是硬件复位对系统往往会产生较大的冲击，因此在硬件复位前设置软件复位是相当重要和必要的，而且软件“看门狗”具有响应快和易实现等特点，所以采用软件“喂狗”进行数据刷新，使得程序重新启动运行。程序将硬件“看门狗”和软件“看门狗”结合起来，获得很好的抗干扰效果。试验表明，以上抗干扰措施基本消除了各种干扰源的干扰。第5章调试及误差分析5.1系统调试从电路原理图设计到硬件制作，从硬件制作到系统软件编写，直到最后的硬件调试，这一系列工作都是做好一个系统必不可少的步骤。而调试在硬件实现中占据着重要的位置。通过调试可以发现设计中存在的问题，通过反复的程序修改及调试使系统的性能参数得到优化，同时调试可以在系统未使用前检查出所有可能出现的问题，避免了很多复杂的操作和不必要的损失。5.1.1硬件电路的焊接电路板的制作以及硬件电路的焊接好坏直接关系到系统功能的实现以及调试的顺利与否。一、电路板测试：电路板制作好以后，测试各个通路是否正确，是否存在短路和断路等问题，特别是对电源和地线的测试，防止通电后烧坏原器件。二、电路焊接：焊接是焊点不要太大，同时不能有虚焊。可以先调试单片机等重要的器件，将单片机的底座先焊接，随着调试的进行逐步将器件焊接到板子上，同时根据任务指标优化各个器件的参数。在电路板布线过程中，要注意地线和高电平的分开。否则对模拟信号的放大还有稳定性都会有很大的影响。5.1.2硬件电路的测试硬件电路上电前的测试：测试排除各个节点键存在短路和断路情况。尤其注意电源电压、模拟和数字地间不要短接；电解电容的正负极性不要接错；集成块的隐含管脚的电源特性是否符合要求以及集成块的方向是否正确。硬件电路上电后的测试：测试各个电路的直流电压是否正常，数码管显示是否正常，按下每个电路开关，检查数码管的显示是否正确，如不正确及时关闭电源，查询原因。5.2软件调试在超声波测距仪的硬件安装时应保持两换能器中心轴线平行并相距4~8cm，其余元件无特殊要求。若能将超声波接收电路用金属壳屏蔽起来，则可提高抗干扰能力。根据测量范围要求不同，可适当调整与接收换能器并接的滤波电容C7的大小，以获得合适的接收灵敏度和抗干扰能力[9]。硬件电路制作完成并调整检查好以后，接下就是软件的设计调试。在keil_uVision2软件中编写并运行调试程序，直至运行成功自动生成后缀名为.hex的文件。图5.1为程序在keil_uVision2软件中的编写界面。图5.1程序在keil_uVision2软件中的编写界面KEILC51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境，同时保留了汇编代码高效，快速的特点。C51编译器的功能不断增强，使你可以更加贴近CPU本身，及其它的衍生产品。C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器。uVision2IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境。uVision2包含一个器件数据库(devicedatabase)，可以自动设置汇编器、编译器、连接定位器及调试器选项，来满足用户充分利用特定微控制器的要求。此数据库包含：片上存储器和外围设备的信息，扩展数据指针(extradatapointer)或者加速器(mathaccelerator)的特性。5.3软件烧录程序运行成功之后，将.hex的文件通过STC-ISP烧录软件下载到单片机运行。STC-ISP烧录软件的特点是将程序源代码下载进单片机内部，而不用编译器[7]。下图5.2为烧录的界面。图5.2STC-ISP烧录界面本次设计采用STC-ISPVer2.0B.PCB演示板作为编程工具，它可以完成下载/烧录用户程序的功能。需要注意的是，要先点击Download/下载，再打开电源，因为需要冷启动才运行系统ISP程序。图5.2为STC-ISPVer2.0B.PCB演示板。图5.3STC-ISPVer2.0B.PCB演示板5.4实验结果为了进一步检验该液位测量系统的测量精度等性能，对由这29个小电容组成的液位测量系统在实验室环境下进行了测试试验。29个小电容能测量的液位高度为116mm，考虑到极板厚度为0.5mm，因此也应将其计算到液位测量高度中，所以实际上该系统的测量范围是0-131mm。在试验时采用的是系统测量和人工检尺对照的办法，测量数据如表5.1所示。表5.1液位测量结果测量点数测量液位/mm人工检尺/mm误差/mm11416+223233+1345.545+0.5463.560-3.557777.6+0.668686.6+0.67104104.5+0.58117.5117-0.5表5.1数据可以看出，所做的设计是成功的，在20cm~2.5m以内数据比较稳定，准确。但是在大于2.5m时，所测的数据与实际距离误差比较大。因此设定LED显示数据大于2.5m时，二极管发光产生报警。可能是超声波传感器的角度，或其他干扰等原因，由于设计经验的不足和所掌握知识的限制，没有解决此问题。此次被测对象面积比较大，表面平滑，但是如果换个对象当作障碍物(如表面凹凸不平，穿透能力很强的物体)，又会产生一定的误差并且显示不稳定。这是因为被测对象的组成，形状都会对超声波传感器产生一定的影响。根据超声波传感器介绍，一些物体构成材料会产生较弱的回波，从而减少了最大有效探测范围。光滑，平坦，并垂直于传感器的被测物体与形状不规则的物体相比，前者光束产生更强的回声。一个更大的目标相对于一个较小的目标，声音的波长会产生一个更强有力的回声。所以，本次设计适合的对象为形状规则，表面积比较大，表面光滑平坦的物体。5.5补偿设计由于超声波的传播速度会受到传播介质温度、密度的影响，所以在实际测量过程中会有较大的误差。此时，应设计补偿。使用温度补偿法时，由于只考虑到温度对超声波速度的影响，没有考虑气体的密度，压强，湿度，气体中的悬浮颗粒等的影响，所以，此种补偿方法只适用于精度要求不高的液位检测系统。我的补偿方法为实测声速补偿（设置校正具）。如图所示，在发射探头前安装一块挡板，挡板与探头间的距离为固定值L，当探头发射超声波时，挡板能将一部分超声波反射到探头，探头接收到反射波后，计算发射超声波到接收的时间为t’，则可计算出超声波的实际传播速度：V=2L/t’式中，L为挡板与探头间的距离（固定值）t’为发射超声波到接收的时间5.6减小误差的办法通过实验，发现影响渡越时间检测精度的原因主要有以下几点：（1）由于超声波在传播过程中受介质的影响，我们要测量的汽油、柴油等，均属挥发性气体，接收回波的幅值随传播距离的增加成指数规律衰减，使得远距离回波检测误差较大。（2）直达波的影响。有一部分声波从发射探头直接传到接收探头，这部分信号直接加到回波信号中，干扰回波信号的检测。此系统采用挡板补偿，因此系统误差由测量距离传播的时间误差引起，当计时达到一定精度时，系统就可以满足设计指标。指标要求测量精度误差小于2mm，假设已知超声波速度C=344m/s(20℃室温)忽略声速的传播误差。测距误差t<(0.002/344)≈0.000005814s即5.814ms。在超声波的传播速度是准确的前提下，测量距离的传播时间差值精度只要在达到微秒级，就能保证测距误差小于2mm的误差。第6章总结6.1结论本课题源于市场调研，发现许多小油库、加油站己经开始摆脱原先使用最原始的人工检尺进行油量测量的习惯和工具，开始寻求简便、轻松、智能化的测量工具，渴求利用计算机进行管理。同时，许多客户开始把目光转向性能好，精度高的国外同类产品市场。并且超声波类的液物位仪表在早期达8000多元，目前价格虽有所下降，但利润仍旧相当可观。在了解到市场的需求后，该公司寻求开发人选，确定了研究目标:研制一种储油罐中油量的液位测量计。本人通过查阅大量资料，了解了国、内外液位计测量仪表的现状。考虑到价格、安装的方便与否、测量的精度，特别是大型油罐的液位测量问题，决定研制一种安装、使用简便，测量准确，智能管理，又价格低廉的液位测量计。对各种液位计量仪表的优劣进行比较后，决定用超声波作为控制信号，研制超声波液位测量计。在熟悉了超声波的传播特性及超声波传感器的结构、工作方式等问题后，选用T/R40-16型超声波传感器，对液位测量计的设计和仿真等问题进行了一系列的研究，具体工作成果如下:(1)在对超声波的传播特性及其传感器深入研究的基础上，针对目前国内、外液位计测量精度的缺点，本文制作并完成了超声波液位测量计的硬件部分，编制了相应的运行软件，目前即将进入实质性的阶段，以便进一步进行调试和试运行。(2)本文所设计的超声波液位计的结构简单，无噪音污染，且操作方便，组合灵活，根据需要选择不同的显示方式，与上位机连接，实现自动控制。最大的特点是精度高、价格低廉。6.2展望本文对高压液体储罐超声检测理论分析，是建立在多层理想介质模型基础之上的，实际使用储罐内部材料不是理想介质，含有大量杂质、气泡等强散射微粒，对声波的传播有着重要影响同时液体介质对声波的吸收，也使得声波在液体中衰减严重。需要对多层理想介质模型进行实际化分析，建立和实际介质相似的理论模型，这也是今后工作的重点。对于油位测量方面的研究，不会因为本次论文结束而终止，还会进一步去探究相关的测量方法。在以上的实验过程中，产生了很多新的想法，如:对于超声波传感器，可以改成变频传感器，测量终端的驱动频率可以在相同或不同的季节、温度等等条件时，进行改变，对不同频率下的测量结果进行对比分析。对于后级数据驱动电路，数字部分可以用ARM系统处理器，如果采用了ARM这样的高档处理器，对于最小二乘法的处理，就可以动态地进行分析，并且，还可以采用逐次逼近的方法与最小二乘法相结合，一定能达到更好的测量效果。我将沿着现有的研究成果，继续研究，把技术转化为生产力，服务社会。无线传输系统将成为油田生产的技术主流，也将成为降低劳动强度、提高管理水平的重要技术。结合油井和集输站库计量技术特点，作出如下设想:将油井全部安装有效地在线多功能监测系统、计量站、采油队、联合站外输配套在线流量监测系统，从而提高计量精度，提高计量效果。参考文献[1]肖绍杰，赵航.测距式超声波防盗报警器[J].锦州师范学院学报(自然科学版).2012(03)[2]路锦正，王建勤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