基于超声波定位系统的设计.pdf

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1、工业技术l■ChinascienceandTechnologyReview基于超声波定位系统的设计孙建新段海龙李培玄范磊(1天津职业技术师范大学汽车与交通学院天津河西300000)(2．天津市信息传感与智能控制重点实验室天津河西300000)[摘要】介绍一种以Atmegal128单片机为微处理器的超声波定位系统，多个定位节点组成定位网络，主节点处于定位网络中就可以得到在定位系统中的坐标位置。采用无线电波和超声波发射接收技术，超声波定位技术的研究，对于小空间、小范围的定位技术有很广阔的前景，可以大幅节省成本，非常适用于智能家居等类似行业。[关键词]超声波定位系统无线电波智能家居中图

2、分类号：TM121．1．3文献标识码：B文章编号：1009-914X(2015)25—0012-02引富加准确，活动范围更广，可以使用较多的定位点，呈矩阵状合理分布，同时每个现在无线电定位技术已经得到了很广泛的应用，但是无线电定位技术对于某些小距离、小范围的定位显得有些大材小用，换句话说就是有些浪费成本。超声波传输距离远，传输速度相对于无线电小的多，对于处理器的速度要求及处理精度并不是很高，需要运算的数据量远小于无线电波，运算的速度要求也小于处理器去处理光电信号的速度要求，所以在小空间、小范围的定位中，超声波定位具有很大的优势，可以大幅节省硬件成本，减少CPU的运算工作量，对于智

3、能家居等类似的行业具有很好的开发前景。1．定位原理无线电定位是通过各个定位点的无线电波频率来识别各个定位点的，从而获取定位点的坐标信息，参考无线电的定位原理，超声波的定位原理与无线电定位类似，主节点发出位置获取信号，定位节点一旦收到就将自己的信息信号主节点定位节点1-n发出。如图I，节点P(x，y，z)表示需要定位的人或物，节点A、B、C构成定位系统的参考网络，由A、B、C发出的超声波到达节点B的时间可以得到PA、PB、PC图2系统组成框图三条线段的距离即主节点到三个定位结点间的距离。由图中几何关系可以得到厂——F～·4、J}，(T为环境摄氏温度)(Vt1)一(vt3)‘+m‘一

4、2mv一(Vt1)一【Vf2)+n‘2nZ=h一、／(v^—+y然而在实际的系统中，由于超声波在空气中的传播速度会衰减，传输距离有限，而且容易受到障碍物的影响，三个定位节点可能远远不够的，可能会出现盲区，即定位节点发出的超声波可能达不到或者可以达到的节点不够34"，这时算出的坐标位置可能就会出错，为了避免类似情况的发生，为保证定位精度更图1三点定位示意图图3主节点程序流程图12l科技博览