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基于Zigbee的货车水箱液位测量装置

作者:周继新,仪垂杰,林海波,曹晖时间:2012-11-22来源:电子产品世界

  摘要:本文设计开发了一种采用测位原理,并基于技术进行液位数据无线传输的货车水箱液位测量装置。设计阶段端采用了测距声速补偿和时间修正法以提高数据精确性。最后设计了无线收发模块和超声波硬件电路模块,并进行了软件代码的开发。该装置具有结构简单、精度高、成本低、安装快捷、使用方便等优点。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/139232.htm

  引言

  目前货车、挂车等牵引车驾驶室和车厢之间相距比较远,如采用有线方式进行数据采集和传输,必须布置足够长的线束,不仅使设备安装不便,还会出现安全隐患,因此本文采用方式进行数据采集和传输。

  将超声波液位计合理安装在车厢水箱上方,通过超声波测距模块对水箱水位进行测量,并将数据经Zigbee发送模块传输到安装在驾驶室内的接收模块,最后将数据通过显示模块12864或者1602进行显示,这样驾驶员可以直接观察水箱水量的使用情况,从而摒弃了停车观测或通过驾驶员经验来对水位进行判断。

  硬件设计

  如图1所示,Zigbee液位测量系统由超声波测距模块、Zigbee发送模块、Zigbee接收模块和显示装置组成。Zigbee发送模块驱动超声波测距模块对水位进行测量,将采集到的数据进行处理并发送给Zigbee接收模块,Zigbee接收模块驱动12864显示屏进行数据显示。其中Z-STACK协议已经集成12864显示屏驱动函数,无需重新设计。  

 

  超声波测距模块

  超声波测距模块包括发送、接收电路以及接口电路。为了便于超声波的发送和接收,本方案采用共振频率为40kHz的超声波探头,其发射探头选用TCT40-10F1,接收探头采用TCT40-10S1。

  超声波模块共3个,图2是超声波模块2发射电路原理图。OUTPUT_2输出的40kHz方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极,另一路经两级反向器后进到超声波换能器的另一电极。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,除了可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力,可以增加超声换能器的阻尼效果,缩短其自由振荡的时间。

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