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专利号: 2013104400668
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-01-15
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多通道超声波传感器系统快速检测方法,其特征在于,包括:多通道超声波并行发射、多通道回波轮询中断及数据融合处理三个阶段,其中,多通道超声波并行发射为:微处理器控制多路超声波通道在多通道超声波发射时间T1内并行发射一系列频率固定的超声波信号,并开启回波中断处理;多通道回波轮询中断包括:微处理器在剩余的T-T1时间内,按照T2时间间隔进行回波通道轮询,当多通道回波接收单元接收到一个回波信号,记录此时的回波通道信息及所有通道的回波时间;数据融合处理包括:微处理器在所有通道花费的最大执行时间T后,根据公式SR[i]=(TR[i]•v)/2计算通道i的检测距离,获得所有通道的检测距离,完成多通道超声波检测,其中,TR[i]为通道i的回波时间,1≤i≤n,n是通道个数,v为超声波传输速度;

所述进行回波通道轮询的步骤包括:

首先,微处理器在T1时间内输出几个超声波信号,并打开定时器及外部中断,记录回波时间,此时n个通道超声波发射单元同时工作,从而每一个超声波发射单元都会发射出超声波信号;

然后,微处理器控制回波通道选择器在T1点处选中回波传感器1,此时传感器1等待接收回波信号;

如在T1~T1+T2时间段内,回波通道得到一个回波信号,则此时定时器记录传感器1的回波时间,否则定时器不记录传感器1的回波时间;

以T1时间点为基准,当时间点为T1+T2时,回波通道选择器选中通道2,此时传感器2等待接收回波信号;

如在T1+T2~T1+2*T2时间段内,回波通道得到一个回波信号,则此时定时器记录传感器2的回波时间,否则定时器不记录传感器2的回波时间;

当时间点为T1+2*T2时,回波通道选择器选中通道3,此时传感器3等待接收回波信号,如在T1+2*T2~T1+3*T2时间段内,回波通道得到一个回波信号,则此时定时器记录传感器3的回波时间,否则定时器不记录传感器3的回波时间;

以此类推,当时间点到达T1+(i-1)*T2时,回波通道选择器选中通道i,此时传感器i等待接收回波信号;直到T时间结束,完成T时间内n个通道超声波回波信号接收工作。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在并行发射前确定所有通道花费的最大执行时间T,时间T由单通道的最大检测量程S决定,发射时间T1由单通道超声波传感器余震时间T4及超声波发射频率fc确定,满足:1\fc≤T1

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若在所有通道花费最大执行时间T内,某一个通道没有收到回波信号,则微处理器设置该通道的超声波检测距离为最大值。

4.一种多通道超声波传感器系统快速检测系统,其特征在于,包括:多通道超声波发射单元、多通道超声波发射传感器、多通道回波接收单元、微处理器、数据存储显示单元,多通道超声波发射单元包含由微处理器直接控制的n个通道相互独立的超声波激励电路,多通道超声波发射单元在多通道超声波发射时间T1内并行发射一系列频率固定的方波信号,该方波信号激励多通道超声波发射传感器发射对应的超声波信号,并开启回波中断处理;微处理器在T-T1时间内以时间T2为周期循环选择回波通道,当多通道回波接收单元接收到一个回波信号,记录此时的回波通道信息及所有通道的回波时间;微处理器在所有通道花费的最大执行时间T后,根据公式SR[i]=(TR[i]•v)/2计算通道i的检测距离,获得所有通道的检测距离,完成多通道超声波检测,数据存储显示单元负责对微处理器检测的多个通道超声波距离进行存储和显示;其中,TR[i]为通道i的回波时间,1≤i≤n,n是通道个数,v为超声波传输速度;

所述循环选择回波通道的步骤包括:

首先,微处理器在T1时间内输出几个超声波信号,并打开定时器及外部中断,记录回波时间,此时n个通道超声波发射单元同时工作,从而每一个超声波发射单元都会发射出超声波信号;

然后,微处理器控制回波通道选择器在T1点处选中回波传感器1,此时传感器1等待接收回波信号;

如在T1~T1+T2时间段内,回波通道得到一个回波信号,则此时定时器记录传感器1的回波时间,否则定时器不记录传感器1的回波时间;

以T1时间点为基准,当时间点为T1+T2时,回波通道选择器选中通道2,此时传感器2等待接收回波信号;

如在T1+T2~T1+2*T2时间段内,回波通道得到一个回波信号,则此时定时器记录传感器2的回波时间,否则定时器不记录传感器2的回波时间;

当时间点为T1+2*T2时,回波通道选择器选中通道3,此时传感器3等待接收回波信号,如在T1+2*T2~T1+3*T2时间段内,回波通道得到一个回波信号,则此时定时器记录传感器3的回波时间,否则定时器不记录传感器3的回波时间;

以此类推,当时间点到达T1+(i-1)*T2时,回波通道选择器选中通道i,此时传感器i等待接收回波信号;直到T时间结束,完成T时间内n个通道超声波回波信号接收工作。

5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,在并行发射前确定所有通道花费的最大执行时间T,时间T由单通道的最大检测量程S决定,发射时间T1由单通道超声波传感器余震时间T4及超声波发射频率fc确定,满足:1\fc≤T1

6.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,若在所有通道花费最大执行时间T内,某一个通道没有收到回波信号,则微处理器设置该通道的超声波检测距离为最大值。