超聲波液位計自動校正液位的探討 二十八
5 超聲波檢測系統軟件設計
在整個超聲液位測量系統中，信號處理和軟件設計占有重要的地位。測量系統的軟件主要完成超聲波的發射控制、功率電源選擇、放大增益控制、采樣控制、波形數據的讀取、回波波形識別、回波時刻計算、距離計算和人機界面、波形及測量值顯示、串行通信和模擬輸出控制等功能。
5.1 超聲液位測量系統軟件總體方案
考慮到超聲液位測量系統軟件實現的功能之間彼此相對獨立，本文采用了模塊化的設計方法。模塊化的設計可以把原本復雜的設計分解成若干個獨立模塊，從而使設計思路變得簡單清晰；同時也有利于單個模塊的調試，使其不受其它模塊的制約。根據模塊化設計要求，軟件系統劃分為以下幾個模塊：人機界面模塊(實現波形和結果顯示、鍵盤輸入)、控制與計算模塊(包括發射及增益控制、波形識別和計算)、串行通信模塊、模擬輸出模塊等。
軟件系統運行在PC104 工控機的386 硬件平臺和DOS6.0 的操作系統中，以BORLAND C++3.1 為開發工具。
5.2 人機界面和系統控制
人機界面主要是提供簡潔明了、操作方便的用戶界面，用來顯示測量波形、測量結果和接收鍵盤輸入。
測量系統的軟件基本流程，其中在“識別各個回波” 步驟前的都是軟件系統對硬件的控制，該步驟和該步驟之后是軟件系統計算步驟。
硬件初始化
等待測量命令
PC104啟動發射控制模塊
8254定時器發出脈沖控制
信號觸發超聲發射電路
發射結束
采集系統存儲器中開設時
間窗搜索回波數據
識別各個回波
計算出各回波到來時刻
計算出液面距離
該脈沖信號的前沿啟動
高速AD采集電路
自動切換發射脈沖電源
和放大增益倍數
聲速校正
是否達到5次
統計測量值有效值
Kalman濾波去處噪音
完畢
是
否
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