李 鹏，李郁侠，任丽丽，张 斌

（1.西安理工大学水利水电学院，西安 710048;2.黄河水电公司工程建设分公司，青海贵德 811700）

基于ARM-Linux与超声波技术的多功能监测系统设计

李 鹏1，李郁侠1，任丽丽1，张 斌2

（1.西安理工大学水利水电学院，西安 710048;2.黄河水电公司工程建设分公司，青海贵德 811700）

0 引言

本系统采用嵌入式与超声波技术，实现了温度和液位的非接触式测量、数据处理和在彩色触摸屏上的动态显示。为水电站的多路液位监测、电站锅炉炉内二维温度场和机器人自主导航[1]等需要非接触式多路、多种数据监测的复杂工况的实现，提出了更好的解决方案。

1 系统结构设计

系统主要由超声波数据采集模块、单片机模块[2]、嵌入式ARM模块[3-4]、液晶触摸显示屏4部分组成。系统结构见图1。

图1 系统结构图

超声波数据采集模块可通过多种安装方式采集超声飞渡时间数据，为多种用途的监测提供基本数据。

嵌入式ARM模块发送某通道的采集命令至单片机模块，前端单片机执行此通道采集命令，并且将采集到的超声波飞渡时间数据通过RS232串行通讯[5]发送回嵌入式ARM模块。嵌入式ARM模块根据测温、测距算法对飞渡时间数据进行处理，在液晶触摸屏上动态显示最终结果。

2 系统硬件选型与设计

2.1 超声波数据采集模块

本文选用压电陶瓷超声波传感器，此传感器两个一组，分别为发送端与接收端，工作电压是40kHz的脉冲信号。

前端采集电路分为发送端电路与接收端电路。发送电路由两级放大电路驱动超声波传感器发送超声波，接收电路完成接收发送端发出的超声波，并通过信号调理电路将其转化为阶跃信号返回给单片机。……