超聲波液位計基于DSP的探討 三十三
7．1-2超聲波液位計的軟件設計
本課題根據(jù)超聲波測距的實際特點，考慮到超聲波換能器的激發(fā)頻率(也就是超聲波換能器壓電陶瓷的串聯(lián)諧振頻率)以及ADC轉(zhuǎn)換的采樣率大小，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)量以及運算量太過龐大，根據(jù)數(shù)字信號處理的卷積運算可以轉(zhuǎn)換為FFT運算的疊加，從而實現(xiàn)了勻速量的大幅度減小。根據(jù)超聲波回波以及超聲波回波包絡線之間均具有一定相關性的特點，采用分步相關的算法，進一步減少了互相關算法的運算量，在不減少測量精度的前提最大限度的實現(xiàn)超聲波液位計的實時性．此外，為了超聲波液位計的軟件部分實現(xiàn)模塊化設計以及更好的可靠性，本課題還采用了TI提供的免費實時操作系統(tǒng)DSP／BIOS，基于該操作系統(tǒng)設計的軟件；
7．1．3超聲波液位計減少盲區(qū)的方案
根據(jù)目前超聲波液位計設計中出現(xiàn)的盲區(qū)過大的問題，對超聲波換能器的激發(fā)響應進行電器模型建模，尋找到了影響超聲波換能器衰減的電氣參數(shù)，同時結合軟件的方法實現(xiàn)超聲波液位計盲區(qū)的減小。
7．2展望
電子技術、嵌入式處理技術的迅猛發(fā)展為高性能超聲波液位計的研制提供了合理的契機。本課題設計超聲波液位計符合未來研制更加高性能超聲波液位計的努力方向，為實現(xiàn)更加高精確度的超聲波液位計提出了一種設計方案。通過計算機驗證的方法，本課題中提出的各項方案性能良好，但是本課題還存在一些不足之處，需要改進：
(1) 超聲波液位計硬件系統(tǒng)中的DSP部分目前工作的不是很穩(wěn)定，有待進一步提高其硬件設計的水平；
(2) 由于要實現(xiàn)遠距離的液位測量，本課題中選擇了變壓器來將激發(fā)電壓升高，然而，高脈沖電壓的存在會對超聲波信號處理電路以及DSP硬件電路部分部分產(chǎn)生非常嚴重的電磁干擾，目前實驗中，將兩者在物理上分開，連接線采用雙絞線實現(xiàn)，希望能夠找到抵抗高電磁干擾的方法。
(3) 超聲波液位計的盲區(qū)測量液位有待進一步實驗確定更加精確的電路參數(shù)．此外，本課題設計的超聲波液位計現(xiàn)在還處于樣機階段，所以還需要更多的實驗和優(yōu)化工作。
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