超聲波液位計(jì)自動(dòng)校正液位的探討  二十八

5 超聲波檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在整個(gè)超聲液位測量系統(tǒng)中，信號(hào)處理和軟件設(shè)計(jì)占有重要的地位。測量系統(tǒng)的軟件主要完成超聲波的發(fā)射控制、功率電源選擇、放大增益控制、采樣控制、波形數(shù)據(jù)的讀取、回波波形識(shí)別、回波時(shí)刻計(jì)算、距離計(jì)算和人機(jī)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(tǒng)軟件總體方案

考慮到超聲液位測量系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的功能之間彼此相對(duì)獨(dú)立，本文采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法。模塊化的設(shè)計(jì)可以把原本復(fù)雜的設(shè)計(jì)分解成若干個(gè)獨(dú)立模塊，從而使設(shè)計(jì)思路變得簡單清晰；同時(shí)也有利于單個(gè)模塊的調(diào)試，使其不受其它模塊的制約。根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)要求，軟件系統(tǒng)劃分為以下幾個(gè)模塊：人機(jī)界面模塊(實(shí)現(xiàn)波形和結(jié)果顯示、鍵盤輸入)、控制與計(jì)算模塊(包括發(fā)射及增益控制、波形識(shí)別和計(jì)算)、串行通信模塊、模擬輸出模塊等。

軟件系統(tǒng)運(yùn)行在PC104 工控機(jī)的386 硬件平臺(tái)和DOS6.0 的操作系統(tǒng)中，以BORLAND C++3.1 為開發(fā)工具。

5.2 人機(jī)界面和系統(tǒng)控制

人機(jī)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(jié)果和接收鍵盤輸入。

測量系統(tǒng)的軟件基本流程，其中在“識(shí)別各個(gè)回波” 步驟前的都是軟件系統(tǒng)對(duì)硬件的控制，該步驟和該步驟之后是軟件系統(tǒng)計(jì)算步驟。

硬件初始化

等待測量命令

PC104啟動(dòng)發(fā)射控制模塊

8254定時(shí)器發(fā)出脈沖控制

信號(hào)觸發(fā)超聲發(fā)射電路

發(fā)射結(jié)束

采集系統(tǒng)存儲(chǔ)器中開設(shè)時(shí)

間窗搜索回波數(shù)據(jù)

識(shí)別各個(gè)回波

計(jì)算出各回波到來時(shí)刻

計(jì)算出液面距離

該脈沖信號(hào)的前沿啟動(dòng)

高速AD采集電路

自動(dòng)切換發(fā)射脈沖電源

和放大增益倍數(shù)

聲速校正

是否達(dá)到5次

統(tǒng)計(jì)測量值有效值

Kalman濾波去處噪音

完畢

是

否

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