浅谈PLC控制器与超声波 测距仪结合实现双行车防撞的自动控制
超声波测距汽车倒车防撞报警器设计
超声波测距汽车倒车防撞报警器设计摘要本设计采用超声波测距，可用作汽车泊车安全辅助装置，能以声音和更为直观的LED 显示告知驾驶员汽车周围障碍物的情况，解除了驾驶员在泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的烦扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了泊车安全性。
本设计硬件部分主要由单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、数码管显示电路、电源电路和报警电路组成，软件部分主要由主程序、超声波发射接收子程序、距离计算子程序及显示子程序等部分组成。
本设计由AT89C2051单片机控制时间计数，计算超声波自发射至接收的往返时间，利用超声波在空气中的传输速度，从而得到实测距离。
该设计的电路设计合理简单、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量误差方面能够达到简单工业实用的要求。
关键词：AT89C2051、超声波、数码管、汽车倒车Auto reverse bull alarm designAbstractThis design uses the ultrasonic ranging, can be used for car parking safety auxiliary devices, to sound and more ocular LED display told the driver of the car around obstacles, lifting the driver in the parking and starting vehicles around when visiting caused the trouble, and help eliminate the vision blind Angle and the driver of sight fuzzy defects, improve the safety car parking.The design of hardware mainly by single-chip microcomputer control circuit, ultrasound circuit, ultrasonic receiving circuit, digital circuit, the pipe display circuit and alarm circuit composition, the software of mainly by the main program, ultrasound receiving interruption program, distance subroutines and display subroutines components. This design by single chip microcomputer AT89C2051 control time count, the calculation to receive from launch ultrasonic round-trip time, use of ultrasonic transmission speed in the air, so as to get the distance. The design of the circuit design simple, reasonable stable and good performance, test speed, simple calculation, easy to do real-time control, and in the measurement error can achieve simple industrial practical requirement.Key words: AT89C2051 ,Ultrasonic, Digital tube,Automobile reverse1. 绪论 (1)1.1课题研究背景及目的 (1)1.2课题国内外研究状况 (2)1.3课题研究方案比较 (3)1.4论文构成及研究内容 (4)2.超声波基本发展史及原理 (5)2.1超声波发展简史 (5)2.2超声波的应用 (6)2.3超生波测距方法 (9)3.系统整体设计 (10)3.1系统整体设计框图 (10)3.2硬件选型 (11)3.2.1超声波探头的中心频率及主要参数 (11)3.2.2单片机的选择 (12)3.2.3其他元器件的选择 (13)4.硬件电路设计 (13)4.1单片机外围电路设计 (13)4.2超声波发射电路设计 (14)4.3超声波接收电路设 (15)4.3.1CX2016A简介 (15)4.3.2超声波接收电路 (16)4.4LED显示电路 (17)4.5报警电路设计 (18)5.软件系统设计 (19)5.1 程序流程设计 (19)5.2汽车倒车报警器程序的程序清单 (20)6.总结 (24)附录 (25)1.绪论1.1课题研究背景及目的随着社会经济的发展,交通运输业日益兴旺，我国汽车的数量逐年攀升。
超声波测距在汽车倒车防撞系统中的应用
摘要：由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
本文主要介绍超声波在汽车倒车防撞报警系统中的应用，以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。
关键字：超声波发生器；超声波换能器；测距1 引言近年来随着微电子技术发展而产生的小型价廉的微处理器（单片机）的出现，使超声波测距传感器的功能得到了提升。
有了微处理器不仅使测距的精度大为提高，而且为超声波测距技术的应用开辟更大的空间。
利用超声波制作汽车防撞雷达可以帮助驾驶员及时了解车周围阻碍情况，防止汽车在转弯、倒车等情况下撞伤、划伤。
2 超声波测距的工作原理与方式2.1 超声波测距的工作原理人能听到的声音频率为：20Hz~20kHz，即为可听声波，超出此频率范围的声音，即20Hz以下的声音称为低频声波，20kHz以上的声音称为超声波。
超声波是一种只有少数生物（如蝙蝠、海豚）才能感觉的机械波，其频率在20kHz以上，波长短，绕射小、能定向传播。
超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强。
为此，利用超声波的这种性能就可制成超声波传感器。
超声波测距的原理就是利用超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2 。
2.2 超声波测距的工作方式利用超声波测距的工作，就可以根据测量发射波与反射波之间的时间间隔，从而达到测量距离的作用。
其主要有三种测距方法：（1）相位检测法，相位检测法虽然精度高，但检测范围有限；（2）声波幅值检测法，声波幅值检测法易受反射波的影响；（3）渡越时间检测法，渡越时间检测法的工作方式简单，直观，在硬件控制和软件设计上都非常容易实现。
PIC单片机在超声波测距系统中的应用
０ 引 言
本 系统 以 Ｐ Ｃ ６ ８ ７单 片机 为核 心 ， 过软 件编 Ｉ １Ｆ ７ 通 程 实现 其对 外 围 电路 的实 时控 制 ，并提 供给 外 围电路 所 需 的信 号 ， 包括 频 率振 动 信号 、 数据 处理 信号 等 ， 从
的 自动 控 制 。 对 实 验 结 果 进 行 了 分 析 ， 本 可 以 达 到 实 际 应 用 的 目 的 。 系 统 包 括 门 控 电 路 、 、整形 电路 ，具有 硬件简单 、工作可靠 、测距 误差小等特点 。
关 键 词 ：超 声 波 ；单 片机 ；测 距 系统
所介 绍 的机器 人 采用 三方 超声 波测 距 系统 ，该 系统 可
为机 器人 识别 其运 动 的前 方 、左方 和右 方环 境 而提供
关 于运 动距离 的信 息 。
１ 超 声 波测 距原 理
超声 波发 生器 内部 由两个 压 电片和 一个 共振 板 组
图 １ 系统 硬 件 电 路 方 框 图
感器 系统 来实 现 。视 觉 、红外 、激 光 、超声 波 等传感 器都 在行 走机 器人 中得到 广泛 应用 。由于超 声 波测 距 方法 设备 简单 、价 格便 宜 、体 积小 、设计 简 单 、易 于 做 到实 时控制 ，并 且 在测 量距 离 、测量 精度 等 方面 能 达到 工业 实用 的要 求 ，因此得 到 了广泛 的应 用 。本 文
机 器人 电机停 转 ，这 可通 过软 件 编程 实现 。
２ 超 声 波发射 电路 一
测量 距离 ；② 测 量输 出脉 冲 的宽度 ，即发射 超 声波 与
接 收超 声波 的时 间 间隔 ｔ 根 据 被测 距离 ｓ ｔ２来 得 ， ＝ｖ／ 到测 量距 离 ，由于超声 波 速度 与 温度 有关 ，所 以如
基于超声测距的汽车防撞系统本科毕业论文
本科毕业论文（设计、创作）题目：基于超声测距的汽车防撞系统学生姓名：学号：所在院系：专业入学时间：年月导师姓名：职称/学位：导师所在单位：完成时间：年月基于超声测距的汽车防撞系统摘要近年来，我国高速公路追尾碰撞事故频频发生，而汽车追尾碰撞预警系统在道路行车安全中具有良好的发展前景。
为了减少周围障碍物对驾驶员的干扰，帮助驾驶员感知障碍物的位置能够提前有效的避开。
因此本次设计采用超声波测距系统，作为汽车的安全行驶辅助装置，该系统能够通过语言报警和更为直观的LED显示功能提醒驾驶员注意安全，提高了停车的安全。
本设计的硬件部分主要由主控制电路和超声波发射电路、接收电路电路构成，以及辅助的显示电路、电源电路和语音报警电路等，软件部分则由超声波收发子程序、计时子程序、显示子程序及语音报警子程序等部分组成。
由于超声波在空气中传播速度是固定的，因此本设计由STC89C51单片机来计算超声波从发射到被接收的往返时间，从而计算出传输距离实现实时测量距离的目的。
该设计的电路设计部分合理简单、操作稳定、性能优越、测距速度快、计算方法简单迅速、容易达到实时监控的目的，并且达到了工业实用上的测量误差要求。
关键词：STC89C51、超声波、数码管、语音报警The automotive anti-collision system based on ultrasonic distance measurement Abstract In recent years, highway rear-end collision accident occurred frequently in our country, the automobile rear-end collision warning system has good development prospect in road safety. Around in order to reduce obstacles to the driver's interference, help the location of the driver's perceived barriers can effectively avoid ahead of time. Therefore the design of ultrasonic ranging system, as a car's safety driving assist device, the system can alarm through language and more intuitive LED display to remind the driver pay attention to safety, to improve the safety of parking.Hardware part of this design is mainly composed of main control circuit and ultrasonic transmitting circuit, receiving circuit circuit composition, as well as the auxiliary display circuit, voice alarm circuit and power circuit, software part by ultrasonic transceiver subprogram, timer subroutine and display subroutine and voice alarm subroutine and other parts. Due to the propagation velocity of ultrasonic wave in air is fixed, therefore this design by STC89C51 single chip microcomputer to calculate the round-trip time of ultrasound from launch to be accepted, and transmission distance is calculated to achieve the purpose of real-time measuring distance. Circuit design part of the design is simple and reasonable, superior performance, stable operation range fast computing method is simple, and easy to achieve the purpose of real-time monitoring, and reached the industrial measurement error on the practical requirements.Keywords:STC89C51, ultrasonic, digital tube, voice alarm目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的现状和发展历史及意义 (1)1.2汽车防撞系统的发展现状 (2)1.3本课题的主要研究内容 (2)第二章超声波测距的原理 (4)2.1超声波的基本理论 (4)2.1.1 超声波的传播速度 (4)2.1.2 超声波对声场产生的作用 (4)2.2超声波传感器 (5)2.3超声波测距系统原理 (5)2.4测量与控制方法 (6)2.5控制系统方框图 (6)第三章单片机主机系统电路 (8)3.1单片机主电路 (8)3.2复位电路 (9)3.3时钟电路 (9)3.4按键电路 (10)3.5蜂鸣器电路 (10)第四章系统主要硬件设计 (12)4.1方案论证与比较 (12)4.1.1超声波发射电路: (12)4.1.2超声波接收电路 (13)4.2最终方案确定 (15)第五章系统的硬件结构设计 (17)5.1单片机的功能特点及测距原理 (17)5.1.1单片机的功能特点 (17)5.1.2单片机实现测距原理 (17)5.2超声波发射电路 (18)5.3超声波检测接收电路 (18)5.4ISD1700语言模块 (19)5.4.1接线说明 (19)5.4.2按键说明 (19)第六章系统软件设计 (21)6.1系统程序的结构 (21)6.2系统程序的流程 (21)6.3.超声波发送子程序及超声波接收中断子程序 (23)第七章总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录1 源程序 (27)附录2 实物图 (32)第一章绪论1.1 课题研究的现状和发展历史及意义随着社会的进步和科技的发展，生活水平和生活质量也日益提高，家庭小汽车拥有量也在随之增加，城市道路汽车拥堵的现状已经成为不可回避的问题。
基于超声波测距仪汽车防撞系统设计
基于超声波测距仪汽车防撞系统设计摘要：STC89C52是STC系列单片机里应用比较广泛的一款，在自动控制领域里享有很高的价值，以其易用性和多功能性受到了广大电子设计爱好者的好评。
本次设计主要是利用STC89C52单片机、超声波传感器完成测距报警系统的制作，以STC89C52为主控芯片，利用超声波对距离的检测，将前方物体的距离探测出来，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较判断，当测得距离小于设定值时，STC89C52发出指令控制蜂鸣器报警。
关键词：超声波传感器 STC89C520 前言由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。
因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等行业中。
可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位罐的液位、料位高度。
因此，超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求，因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息（距离和方向）。
因此超声波测距在移动机器人的研究上得到了广泛的应用。
同时由于超声波测距系统具有以上的这些优点，因此在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛的应用。
1 总体设计方案及论证1.1 总体方案设计本设计包括硬件和软件设计两个部分。
模块划分为数据采集、按键控制、四位数码管显示、报警等子模块。
电路结构可划分为：超声波传感器、蜂鸣器、单片机控制电路。
就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。
基于超声波测距的汽车电磁防撞装置
收稿日期：2011-12-13作者简介：佟国栋，在读本科生。
通讯作者：徐华，博士，副教授。
基金项目：江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目。
基于超声波测距的汽车电磁防撞装置佟国栋 徐 华 刘铁生 姚苏苏盐城师范学院物理科学与电子技术学院 江苏盐城 224002摘 要：汽车防撞装置能够利用语音报警提示司机人为减速，还可利用电磁铁同性磁极排斥的原理主动减速，达到防撞的效果。
在该装置通电工作后，首先通过超声波测距，得出相邻汽车之间的距离，当低于预先设定的安全距离时，单片机启动语音报警器，提醒司机人为减速，同时启动电磁铁单元，最大限度地避免汽车相撞。
关键词：单片机；超声波测距；电磁铁Automobile electromagnet collision avoidance system based on ultrasonic distance measurerTong Guodong, Xu Hua, Liu Tiesheng, Yao SusuYancheng teachers university, Yancheng, 224002, ChinaAbstract: An automobile collision avoid system is proposed in this paper. On the one hand, the sound alarm unit in this system can give a warn signal to the driver to make the car slow down if distance of adjacent car is too near; on the other hand, the electromagnet is used to reduce the speed of the car. Thus, the automobile collision may be avoided effectively by the useage of the proposed system. When the power of the system is on, it firstly calculate the distance of adjacent cars via ultrasonic distance measurer. Then sound alarm unit will be triggered by the MCU to warn the driver slow down his car if the measured distance is smaller than the predetermined value. At the same time, the electromagnet unit is activated.Key words: MCU; ultrasonic distance measurer; electromagnet随着汽车拥有量的不断增加，安全驾驶越来越成为大家关注的焦点，特别是在天气情况较差或司机处于相对疲劳状态时，汽车防撞系统(Collision Avoidance System, CAS)的设计和需求就显得更为重要和迫切[1]。
基于S7-200PLC超声波传感器的距离测量控制
基于S7-200PLC超声波传感器的距离测
量控制
简介
本文档旨在介绍如何使用S7-200PLC超声波传感器进行距离测量控制。
通过合理配置和编程，可以实现精确的距离测量，并根据测量结果进行控制操作。
超声波传感器原理
超声波传感器是一种常用的测距传感器，利用超声波在空气中传播的时间差来测量距离。
它由发送器和接收器组成，发送器发出超声波信号，接收器接收并检测信号的回波时间，通过计算回波时间与声速的乘积来得到距离。
硬件配置
在进行距离测量控制前，需要将S7-200PLC与超声波传感器正确连接。
具体连接方式请参考设备说明书。
编程实现
在S7-200PLC上编写程序，以实现距离测量控制的功能。
以下是一个简单的示例程序：
Network 1:
// 初始化
M0.0 = 1; // 运行指示灯
// 设置输入输出
I0.0 = UltraSonic_sensor_channel; // 超声波传感器输入
Q0.0 = Motor; // 控制输出
// 距离测量控制
LD I0.0
TON (PT1, DN1)
A L P
OUT Q0.0
L P END
EN
上述程序中，超声波传感器的输入连接到I0.0，控制输出连接到Q0.0。
通过设置计时器（PT1）和线圈（DN1），实现距离测量的定时和输出控制。
结论
通过以上硬件配置和编程实现，可以基于S7-200PLC超声波传感器实现距离测量控制功能。
具体的程序可根据实际需求进行调整和扩展。
请在使用过程中注意安全性和准确性。
PLC通信技术在起重机械大车防撞中的应用论文
PLC通信技术在起重机械大车防撞中的应用论文大型起重机械是港口生产的主力军，保障这些设备的平安使用是我们技术人员的第一要务。
我公司现拥有多台轨道式龙门吊，设备之间主要采用光电传感器及机械限位来进行保护。
其中减速方面采用反光板型光电开关。
它把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，以红外光为载波，利用光的反射原理，采用相位式脉冲测距法完成光电控制。
但这种传感器具有较多限制：(1)气象条件对光电测距影响较大，大雾或大雨天气光电开关动作不灵敏。
(2)易受反光镜或其他强光源等背景的干扰，导致误动作。
(3)抗震干扰性差，起重机作业时的震动易导致红外线射偏或无法承受反射光。
(4)需严防阳光及其他强光直射接收物镜，防止光线经镜头聚焦进入机内，将局部元件烧坏。
停止方面设备采用机械摇臂限位来实现设备间的防撞保护。
这种限位开关主要是有一个挡块压住限位开关的触头，一旦限位动作开关触头分开，它一般都用在一个运动物件两个极端的位置。
这种开关机械结构简单，所以故障率比拟低，使用环境要求不高，但由于其工作原理也决定了它存在以下的一些缺点：由于是机械动作，因此会出现机械抖动，存在误动作的可能。
(2)限位开关工作方式为机械接触式，所以需要相应挡块配合，时间长了假设挡块契合度不够或摇臂等机械结构卡死，限位就失去了功能，有平安隐患。
(3)由于限位需要接触才能动作，导致限位动作时，设备本身已经非常接近(通常距离只有15cm)，假设减速功能损坏，设备全速接近时，即使限位开关动作紧急制动，也无法防止设备相撞。
基于以上种种原因，我利用码头现有的条件，研究出了一套起重机大车防撞保护方案。
此方案利用PLC和编码器的特性，用PLC 将每台设备连入一个网络，通过比拟彼此设备编码器的数值来实现起重机减速和停止的保护。
此方案利用PLC之间太网通信的功能，在地面控制中心设置一个PLC总站与所有起重机的PLC主站相连。
读取所有起重机PLC内的大车编码器数值，然后在总站PLC内计算处理，根据计算的结果向相应的设备发送指令，设备PLC利用该指令来判断自身是否需要减速及停止。
基于超声波的自动避障双轮平衡车控制系统设计
2018年第2期 信息通信2018(总第182 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. N o 182)基于超声波的自动避障双轮平衡车控制系统设计孙亚飞(深圳信息职业技术学院机电工程学院，广东深圳518172)摘要：利用超声波测距技术，设计并开发了一款基于STM32F103系列微处理器的自动避障双轮平衡车控制系统。
采用MPU6050姿态传感器及数字PID控制算法实现小车的自动平衡和运动控制；在此基础上，通过超声波测距模 块获取小车周围障碍物信息，并据此控制小车自动停车及避让障碍物，实现双轮平衡车运行过程中的自动避障，提 高小车运行过程的安全性。
实验测试结果表明，所设计的控制系统能有效实现双轮平衡车的稳定运行和障碍物避 让功能。
关键词:超声波;双轮;平衡车；自动避障;控制系统中图分类号:TP273 文献标识码:A文章编号：1673-1131(2018)02-0215-03目前，各类双轮平衡车均没有设计一定的障碍物避让功 能[1'使得它们在应用中容易碰撞到附近的物体，产生危险。
本文采用超声波测距技术，利用STM32F103微处理器及 MPU6050姿态传感器，设计并开发了一款自动避障双轮平衡 车的控制系统，以使双轮平衡车具有障碍物避让功能，提高其 运行过程的安全性。
1平衡原理分析基于一阶倒立摆模型，设计了一种由车轮、支撑杆和重物 三部分构成的双轮平衡车自动平衡原理分析模型。
该模型的 底部是一个可以左右移动的车轮，通过支撑杆在其上方垂直 支撑了一个重物。
如图1所示，当重物受到外界干扰作用后（如空气流动、结构振动等),则会带动支撑杆向一边切斜，此时，重物受到其 重力分量的作用，大小为：F f = mg sin 0 (1)O J 大于零。
在ac作用下，重物获得了与车轮运动方向相反的加速度，使得重物趋于平衡,最终会达到平衡位置，其受力分析如下图 2所示。
V弇0ac=0此时，重物还要在运动惯性作用下继续沿着原来方向运 动。
基于超声波测距式的自平衡车控制系统
Internal Combustion Engine & Parts• 9 •基于超声波测距式的自平衡车控制系统李澍源;冯奇杰;兰家祥;林寿英(福建农林大学机电工程学院，福州350002 )摘要：本文介绍了一种采用超声波测距式的自平衡小车的控制系统，本系统以STC12C5A60S2单片机为控制核心，采用LM298 驱动电路对电机进行驱动，传感器采用HC-SR04超声波模块。
通过超声波测距来判断小车偏离平衡点的距离，并利用P ID控制来对 电机转速和转向进行调控，以实现两轮小车的自平衡站立。
关键词：超声波测距；自平衡小车;PID0引言两轮自平衡机器人出现以来，一直倍受各国机器人爱好者和研究者的青睐，不仅因为两轮自平衡机器人的外形和结构的独特，更重要的是其自身本质的不稳定性和非线性具有很高的科研价值，成为了验证控制理论和控制方法的一个很好的媒介。
中国的小米自平衡小车已经被许多人用于日常出行，美国的Segway也设计出了两轮的平衡车，日本的村田公司设计了独轮的平衡车。
不同于大多数自平衡小车利用陀 螺仪和倾角传感器对两轮小车进行姿态的检测来实现平 衡，本文介绍了一种采用超声波测距式的自平衡小车控制 系统来实现两轮小车的自平衡站立。
1系统构成如图1所示为本系统的结构组成示意图，系统由 STC12C5A60S2单片机最小系统、LM298电机驱动电路、超声波测距模块、供电电源这四部分构成，系统采用7.4V 数码相机锂电池作为供电电源。
如图2所示为LM298驱动电路原理图。
电路中两路 电源分别为逻辑电源和动力电源，V s s为逻辑电源，Vs 为动力电源，使能端EN A与E N B直接接入V ss逻辑电 源；电路中加入了二极管其作用是防止电机从运行状态 突然转换到停止状态或反向转动时形成的一个很大的 反向电流烧坏芯片。
本电路中每一路LM298输出引出了 两个并联的端□，以便控制四轮的小车，左右两边的电 机并联运行。
浅谈PLC控制器与超声波 测距仪结合实现双行车防撞的自动控制
浅谈PLC控制器与超声波测距仪结合实现双行车防撞的自动控制【摘要】在现代大型厂矿企业中，行车作为重要的运输设备得到了广泛应用，如炼钢厂，码头港口等工作场地，大都采用单行车在轨道上运行作业，也有采用双行车在同一轨道上作业。
在实际工作中行车与轨道末端防撞器和相互碰撞的碰撞几率是十分高的。
传统上都是靠操作人员的经验和目视判断和相关操作来防止这种碰撞的发生，这就要求操作人员注意力高度集中，增加了操作人员的劳动强度。
在PLC广泛使用的今天，如果使用测距仪的报警功能作为传感器，利用PLC 优越的位置控制功能，来实现行车的自动减速和自动制动。
从而实现降低碰撞几率提高操作人员和行车的安全程度，降低操作人员的劳动强度是完全可能的。
【关键词】PLC；超声波测距仪；无线信号收发器；信号设置1.行车、PLC、超声波测距仪的特点1.1行车的运动特点运输机械是属于低速，重载的起重机械，运动距离短，运行方向简单。
其主要运动方向是：打车的前后直线运行、小车的的左右直线运行、吊钩的上下直线运行、和大车、小车，吊钩的复合运动。
1.2 PLC的运行特点可编程控制器（PLC）的特点是通过采集实际工业生产过程中产生的各种物理量如：温度、速度、流量、液位、距离等模拟量，经过D/A转换，通过微处理器处理后再经过A/D转换向执行元件发出指令，从而实现被控制设备的自动运行。
2.超声波测距仪的特点超声报测距仪具有定向发射、方向性强、强度易控制、与被测物体不直接接触的特点。
广泛应用与倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量。
超声波测距仪及PLC的安装位置（1）大车；大车前后外侧防撞器处各装一个以控制大车的行走距离不可超出轨道末端，也可以实现双行车相互接近的提醒减速及制动。
（2）小车；小车前后外防撞器侧各装一个，以实现小车接近大车左右侧末端时的提醒减速及制动。
（3）PLC安装于操作室内，通过数据线与超声波测距仪相连接，也可以使用无线接收装置实现无线控制。
基于超声波测距的车辆前撞预警系统设计
基于超声波测距的车辆前撞预警系统设计在现代交通中，较高的车辆密度和不断增长的道路长度成为许多交通事故发生的因素。
因此，当今汽车工业的重要任务之一是为车辆提供更安全和智能的设备和技术。
在这里，我们将介绍一种基于超声波测距的车辆前撞预警系统的设计和实现。
1. 超声波测距技术的原理超声波测距被广泛应用于距离、速度和方向测量，可以通过接收返回的超声信号来计算距离。
这项技术是将高频声波发射到目标物表面，由于声波在空气中的传播速度较慢，因此它们与目标物相遇时会被反射回来。
然后，我们可以通过测量从发射到接收芯片之间的时间来计算距离。
2. 基于超声波测距的车辆前撞预警系统设计本文中介绍的车辆前撞预警系统包括超声波测距器、处理器和报警器三个部分。
预警系统通过超声波测距器在车前安装并向前发射超声波波束，一旦有物体进入车辆前方一定的安全距离范围内，系统即可检测到，并发出警报信号。
超声波传感器具有注重实时间和精度的特点，能快速响应并识别前方障碍物，并准确测量所需的距离。
由于超声测距技术能在各种天气条件下精准测量距离，因此汽车制造商越来越倾向于将其作为汽车智能化的主要技术之一。
3. 预警系统的实现对于车辆前撞预警系统，我们选择了Maxbotix Inc.生产的LV-MaxSonar-EZ1型传感器。
该型传感器是一款优秀的超声波传感器，具有高准确度和长测距范围等特点。
此外，该型传感器具有简单易用的特点，仅需一端口即可供电和通信。
还可以将其与Arduino单片机连接来处理信号，并将警报发送到锁定的设备上。
4. 总结本文介绍了一种基于超声波测距技术的车辆前撞预警系统的设计和实现。
该系统通过检测车辆前方的安全距离来预警，以防车辆在狭小空间内发生碰撞事故。
鉴于超声波测距技术的高效性和实用性，该技术被广泛使用于车辆制造业中。
预计在未来，我们将会看到更多基于超声波技术的车辆智能系统的推出。
基于超声波测距原理的倒车防撞预警器的设计
基于超声波测距原理的倒车防撞预警器的设计仲园;郁昊【摘要】介绍了以单片机STC12C5A60S2为微控制器的低成本、高精度、微型化的汽车倒车防撞预警系统。
文章分析了倒车防撞系统的设计原理，较详细的介绍了超声波传感器测距系统，结合超声波测距的工作原理和系统构成，给出了软件控制流程，并在数据处理中采用了温度补偿法修正测量精度，经过测试，系统工作稳定，测距范围为30－500 cm，系统精度可达到2 mm。
%This paper introduces a reverse anti-collision system with a single chip microcomputer stc12c5A60S2 as control core ,it has such characteristics of low cost, high precision and miniaturization. The paper analyzed the design principle of ultrasonic sensor ranging system,it′s introduced in detail in combination with the working principle of ultrasonic distance measurement and the system structure, drawing software control process, and the temperature compensation correction is adopted in data processing, the test system is stable, distance measuring range is 30-500 cm, the system precision can be up to 2 mm.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2016(024)005【总页数】4页(P158-161)【关键词】STC12C5A60S2;超声波;倒车预警;温度补偿【作者】仲园;郁昊【作者单位】南京林业大学信息科学技术学院，江苏南京 210037;南京林业大学信息科学技术学院，江苏南京 210037【正文语种】中文【中图分类】TN7近年来，层出不穷的的限购令传闻，接连掀起家用汽车购买的热潮。
超声波测距仪防撞系统
超声波测距仪防撞系统一、原理介绍1超声波测距器的系统框图根据设计要求并综合各方面因素，可以采用STC89C52单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LCD数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距器的系统框图如下图所示1.1超声波测距原理发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。
由于超声波也是一种声波，其声速v与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。
在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。
如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。
表1-1 超声波波速与温度的关系表温度（℃）-30-20-100102030100声速（m／s）3133193253233383443493861.2 超声波测距仪原理框图如下图单片机发出40kHZ的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由软件进行判别、计算，得出距离数并送LCD显示。
图1-1 超声波测距仪原理框图1.3课题设计的任务和要求设计一超声波测距仪，任务：(1).了解超声波测距原理。
(2).根据超声波测距原理，设计超声波测距器的硬件结构电路。
设计一超声波测距仪，要求：①设计出超声波测距仪的硬件结构电路。
②对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。
③对设计的电路进行分析。
④以数字的形式显示测量距离。
2系统的硬件结构设计硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。
单片机采用AT89C51或其兼容系列。
采用12MHz高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。
单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号，利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号。
基于单片机超声波测距仪汽车防撞系统毕业设计说明书论文
2015届毕业生毕业设计说明书题目: 基于单片机超声波测距仪汽车防撞系统院系名称：信息学院专业班级：电信1108学生姓名：顾豪贝学号： 201116910817 指导教师：杨铁军教师职称：教授2015年 5 月29日目次1绪论 (1)1.1所选题目背景 (1)2 方案设计和论证 (1)2.1方案设计 (1)3×××××（正文第3章）………………………………………………Y ………………………………………（略）X ×××××（正文第X章）……………………………………………………… Y 结论…………………………………………………………………………………… Y 致谢…………………………………………………………………………………… Y 参考文献………………………………………………………………………………Y 附录 A ××××（必要时）………………………………………………………… Y 附录 B ××××（必要时）………………………………………………………… Y图 1 ×××××（必要时）………………………………………………………… Y 图2×××××（必要时）………………………………………………………… Y表 1 ×××××（必要时）………………………………………………………… Y 表 2 ×××××（必要时）………………………………………………………… Y注：1. 目次中的内容一般列出“章”、“条”二级标题即可；2．Y表示具体的阿拉伯数字；3. 目录前的页码采用罗马数字。
S7-200PLC应用于同轨道多台桥式起重机安全防撞功能
S7-200PLC应用于同轨道多台桥式起重机安全防撞功能作者：成都市特种设备检验院李文明摘要：本文详细介绍了利用西门子S7-200PLC及EM231模拟量采集模块和激光测距模块组成的一套起重机之间安全距离检测系统的设计方法及实施策略，应用于同轨道的桥式起重机运行时的安全防撞功能，降低由于人为因素导致起重机之间的相互碰撞风险。
关键词：S7-200 EM231 激光测距安全距离一、项目背景某大型重工铸造企业的锻造分厂分为锻造车间与热处理车间；该分厂主要产品为大型铸锻件，需要将大型合金坯料加热至1100摄氏度以上，再通过锻压机锻压成各种形状。
存在着工序较多，单个工件比较重（介于50-400T之间），连续式生产，作业现场温度较高，起重吊装工作量大等特点。
该分厂在每个车间每个单跨至少有3台通用桥式起重机在同轨道上运行，由于受到各种因素影响，尤其是在深夜班以及生产任务比较繁忙时，司机由于疲劳或者视角死区的因素，不能及时准确判断与相邻的起重机运行的安全距离，曾经在热处理车间夜班期间发生过两台起重机相撞的事故，事故虽然没有造成任何损失，但是对该厂的安全生产起到了警示作用，该分厂的锻造车间作业现场经常需要吊装温度高度1100摄氏度，重量动辄上百吨的工件，一旦发生碰撞事故，后果不堪设想。
对全分厂在用起重机检查后发现有的起重机因为年代比较久，其安全防撞装置采用的还是机械式防撞臂，且其上的大多数的限位开关已经不起作用，一些近年安装的起重机虽然装有防撞装置，但因为各种原因并没有投入使用。
为了避免类似事故的再次发生，消除该安全隐患，该企业经研究后决定将在运的凡是单跨至少有两台桥式起重机的全部加装（或改装）一套激光安全距离检测控制系统。
二、控制系统的架构由于该厂在用的桥式起重机的由于出厂时间的差别以及各厂家的控制系统选用不一致，有的控制系统采用的西门子S7-200系列的PLC，有的采用日本三菱FX2N系列PLC，有的采用的老式的接触器控制方式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
浅谈PLC控制器与超声波测距仪结合实现双行车防撞的自动控制
【摘要】在现代大型厂矿企业中，行车作为重要的运输设备得到了广泛应用，如炼钢厂，码头港口等工作场地，大都采用单行车在轨道上运行作业，也有采用双行车在同一轨道上作业。
在实际工作中行车与轨道末端防撞器和相互碰撞的碰撞几率是十分高的。
传统上都是靠操作人员的经验和目视判断和相关操作来防止这种碰撞的发生，这就要求操作人员注意力高度集中，增加了操作人员的劳动强度。
在PLC广泛使用的今天，如果使用测距仪的报警功能作为传感器，利用PLC 优越的位置控制功能，来实现行车的自动减速和自动制动。
从而实现降低碰撞几率提高操作人员和行车的安全程度，降低操作人员的劳动强度是完全可能的。
【关键词】PLC；超声波测距仪；无线信号收发器；信号设置
1.行车、PLC、超声波测距仪的特点
1.1行车的运动特点
运输机械是属于低速，重载的起重机械，运动距离短，运行方向简单。
其主要运动方向是：打车的前后直线运行、小车的的左右直线运行、吊钩的上下直线运行、和大车、小车，吊钩的复合运动。
1.2 PLC的运行特点
可编程控制器（PLC）的特点是通过采集实际工业生产过程中产生的各种物理量如：温度、速度、流量、液位、距离等模拟量，经过D/A转换，通过微处理器处理后再经过A/D转换向执行元件发出指令，从而实现被控制设备的自动运行。
2.超声波测距仪的特点
超声报测距仪具有定向发射、方向性强、强度易控制、与被测物体不直接接触的特点。
广泛应用与倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量。
超声波测距仪及PLC的安装位置
（1）大车；大车前后外侧防撞器处各装一个以控制大车的行走距离不可超出轨道末端，也可以实现双行车相互接近的提醒减速及制动。
（2）小车；小车前后外防撞器侧各装一个，以实现小车接近大车左右侧末端时的提醒减速及制动。
（3）PLC安装于操作室内，通过数据线与超声波测距仪相连接，也可以使用无线接收装置实现无线控制。
3.超声波测距仪距离设置
超声波测距仪有三个关键设置：（1）减速距离设置，由于行车在载荷状态下的惯性比较大，所以根据现场实际情况设定减速距离十分必要。
(2)制动距离设置，经减速后的行车运行一段距离后到达轨道末端或两个行车接近安全距离范围时，就需要制动停车，否则就会发生碰撞冲击或两车相撞事故。
（3）双车相向减速和制动距离设置，双车相向减速和制动距离的设置应当是单车检测末端防撞器的两倍。
4.控制原理
当单车行车在运行状态下时，当行车运行至末端减速距离时，超声波测速器发出减速信号，同时减速信号发至PLC，由PLC处理后指令减速继电器吸合，并发出提示音或提示灯光信号。
实现行车或小车的减速运行。
如果减速后的行车运行至制动距离时，超声波测距仪发出制动信号，经PLC处理后指令制动继电器吸合，大车或小车的抱闸动作实现制动停车。
当双行车相互接近至减速距离时，双车减速信号同时发至PLC，PLC指令同时告警并且同时减速运行，运行至制动距离时双车制动信号同时发至PLC，PLC指令双车同时制动。
5.超声波测速仪对于数据传输线的要求
由于行车运行环境比较复杂，尤其是大型钢铁企业，行车工作环境尤其恶劣，同时存在高电压电磁辐射，热辐射。
还有电磁干扰等影响。
对此应当使用0.5—0.75m㎡带有屏蔽层信号缆线敷设，以保证信号传输不被干扰，还应采用信号放大起增强接收信号，从而保证信号质量。
6.双行车防撞采用一套PLC集中控制的解决方案
当使用PLC与超声波测距仪结合作为自动防撞控制器控制单台行车时，其安装、数据传输是相对简单，也容易实现防撞功能。
如果双行车各自采用一套防撞控制器时，也能实现防止相互碰撞的功能。
但是会增加PLC的数量，从而造成成本的上升，也不利于充分发挥PLC集中控制多台设备的优势。
所以可以采用单机有线传输和双机间无线传输的方案来解决这个问题。
具体实施方案是：1)将其中一台行车作为主机，可采用数据有线传输的方法安装，并将PLC安装在操作室内，并实现声光报警功能。
并将另一台行车的信号采集和执行集中到一台无线收发器上。
将另一行车台作为辅助机，只安装超声波测距仪，将所有的信号通过有线数据传输集中到一个无线收发器上。
并将声光报警信号输送至操作室内。
2)两台无线收发器安装于两台行车相对应的腹板或桁架平面上，并保证高度，左右距离的一致，以保证收发信号准确无误。
7.双行车无线传输信号的设置
（1）由于超声波测距仪只发出两个信号—减速与制动，对于行车来说，至少有三对信号是重叠的。
为了避免行车出现一台防撞装置动作时正常运行的小车或另一台行车出现随动现象，（这种随动现象对于正在运行的行车非常危险，容易发生事故）必须对这三对信号在传输过程中作出区分。
要保证行车既能在大车或小车采取制动时，又不影响的运行中的设备独立运行。
（2）由于主机的各种信号已经由PLC做出区隔，所以不用重新设置，但对于辅助机上的无线收发器信号和主机上的无线收发信号频率做出对应的区分。
如小车防撞无线信号频率为减速5MHZ，制动为8MHZ。
那么大车末端防撞信号频率为10MHZ，制动信号频率为13MHZ。
大车相互防撞减速信号为15MHZ，制动信号频率为18MHZ。
（3）无线信号收发器的收发频率设置：两台无线信号收发器只是针对辅助行车的防撞信号进行无线传输，为了防止出现传输频点一致而导致误动作或相互干扰，就需要对接收和发送信号做出区分。
如小车减速频率的无线信号设置为5MHZ，那么执行信号的频率就设置为6MHZ。
小车制动频率的无线信号设置为8NHZ，那么执行信号的频率就设置为9MHZ。
其余类同
（4）无线信号收发器的传输距离设置：可根据行车导轨的总长度+余量进行采购符合要求的信号收发器或自行设置，自行设置要保证在有效距离内的传输衰减量不超过5%，以保证信号传输的有效性。
（5）信号执行框图如下:
8.调试和维护
（1）自动控制系统预先设置，设置好后在地面进行测试，通过仪器检测各单元发送的信号是否有效，执行单元是否发出（下转第347页）（上接第242页）可靠的执行信号。
测试完毕后可装上行车进行进一步调试。
（2）防撞自动控制系统安装完毕后，必须进行慢车接近和碰撞测试，精确设定超声波测距仪的减速距离和制动距离的设置，调整无线信号收发器的相对位置。
精确设置完毕再进行一次慢车接近和碰撞测试，最后进行载荷状态下测试，以确保自动控制系统的准确有效。
（3）对于安装好的自动控制系统，应定期进行维护，包括各线路的完好检查，各连接点的螺丝紧固及无线信号收发器的清洁等。
对于长期不用的设备还应定期对自动控制系统检查，测试。
9.结束语
行车作为重要的运输设备，它的安全运行直接关系着厂矿等企业的直接经济效益，也关乎着厂矿企业操作人员的生命安全，虽然可以通过技术手段实现行车的安全运行，但还是需要操作人员无比的责任心和高超的操作技术来保证行车设
备的安全运行。
[科]。