基于labview的超声波测距系统

韩剑

摘 要：采用了虚拟仪器labview上位机接受数据，下位机单片机对超声波模块进行控制进行测量，随后通过通信下位机传输数据至上位机。测量结果显示，本操作系统可以在不同的環境下进行测量，增加了测量的准确度，有一定推广的价值。

关键词：虚拟仪器;超声波;串口通信

本次研究从单片机到超声波模块再到单片机，随后通过串口通信至上位机里面，使用虚拟仪器取代传统仪器，虚拟仪器是以软件为核心，利用基础的硬件设备，通过软件就可以完成数据采集，测量和分析等功能。虚拟仪器技术的发展是未来的趋势，因为它具有标准化、系列化、模块化、通用化的显著特点，不仅仅继承了智能仪器和VME总线的特点，还具备高效、易使用、易学习等优势。再者就是从硬件需求转变为软件编程即可实现自己所需的工程，虚拟仪器将会成为测试仪器的主流逐步取代传统的测试仪器。

1 超声波测距原理

超声波测距原理是通过超声波发射器朝着某一个方向发生声波，在发射时刻的同时开始计时，当超声波模块接受端接收到在传播过程中反射回来的声波，超声波接收器就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v，而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t，就可以计算出发射点距障碍物的距离S，即：

S=v·△t/2

2 单片机程序流程

通电后，单片机程序控制超声波模块进行测量距离，反馈得到的数据，同时传输至显示模块5641AS四位数码管和串口模块。随后串口模块使单片机与虚拟仪器上位机形成通信，接受测量数据。

3 系统硬件电路设计

利用STC89C52单片机控制超声波模块进行测量，随后通过串口通信传输到上位机虚拟仪器LABVIEW。

4 虚拟仪器

LABVIEW是由National Instruments（NI）Corp开发的程序开发环境，类似于C和BASIC的开发环境，但是LABVIEW与其他计算机语言之间的显著差异是：其他计算机语言都是使用基于文本的语言来生成代码，而LABVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。LABVIEW软件是NI设计平台的核心，非常适合开发测量和控制系统。LABVIEW开发环境集成了工程师和科学家需要的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新。

5 结论

本次研究的基于LABVIEW的超声波测距系统，使用虚拟仪器代替传统仪器作为上位机，能够利用计算机强大的系统运算能力，同时一些基本的硬件支持就可以利用软件进行数据采集，完成控制、分析和处理。非常有效地降低了整套系统的成本，降低了设计难度，能够方便快捷的升级系统的缺点。

参考文献：

[1]崔靓，王冠龙.朱学军.超声波测距系统的设计与实现[J].传感器与微系统，2018.12.

[2]李杰.基于单片机的超声波测距报警系统的设计[J].数字技术与应用，2018.9.