(中职）传感器原理及应用任务3活动二 装调智能化停车场管理系统.pdf

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1、任务3 部署智慧交通信息采集系统任务3 部署智慧交通信息采集系统活动二 装调智能化停车场管理系统活动二 装调智能化停车场管理系统系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用智能化停车场管理系统介绍智能化停车场管理系统介绍拥有智能化停车场管理系统就可以使驾驶员能快速找到车位、完成停车，同时还能大幅度提高车位的利用率，实现双赢。拥有智能化停车场管理系统就可以使驾驶员能快速找到车位、完成停车，同时还能大幅度提高车位的利用率，实现双赢。系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用智能化停车场管理系统包括每个车位上方安装的超声波传感器、区域显示屏、辅助快速停车的引导单元、库外导向牌、停车场管

2、理中心等，提供将移动网络将停车位数据送往移动终端和车载导航仪上的APP、支持远程车位检索、实现可用车位提示、自动进行停车导航等诸多功能。智能化停车场管理系统包括每个车位上方安装的超声波传感器、区域显示屏、辅助快速停车的引导单元、库外导向牌、停车场管理中心等，提供将移动网络将停车位数据送往移动终端和车载导航仪上的APP、支持远程车位检索、实现可用车位提示、自动进行停车导航等诸多功能。智能化停车场管理系统中传感器的使用智能化停车场管理系统中传感器的使用系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用智能化停车场管理系统中传感器的使用智能化停车场管理系统中传感器的使用图3-2-2 超声波探测器系统

3、装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器，它包括了产生超声波的发射探头和接收超声波的接收探头。超声波传感器属典型的双向传感器。超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器，它包括了产生超声波的发射探头和接收超声波的接收探头。超声波传感器属典型的双向传感器。超声波传感器组成超声波传感器组成系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（1）超声波声波按振动频率界限可分为次声波、声波、超声波和微波等。（1）超声波声波按振动频率界限可分为次声波、声波、超声波和微波等。超声波传感器工作原理超声波传感器工作原理系统装调任务场景传感器知识活动总结传

4、感器原理及应用（2）超声波物理性质 指向性超声波的指向性又称为超声波的束射性或定向性。由于频率极高，波长短，能量集中，在传播时集中于一个方向。超声波能在均匀介质中按直线方向传播。超声波的频率越高，指向性越好。（2）超声波物理性质 指向性超声波的指向性又称为超声波的束射性或定向性。由于频率极高，波长短，能量集中，在传播时集中于一个方向。超声波能在均匀介质中按直线方向传播。超声波的频率越高，指向性越好。超声波的反射、折射和衰减当超声波从一种介质传播到另一种介质时，在两介质的分界面上将发生反射和折射。超声波的反射、折射和衰减当超声波从一种介质传播到另一种介质时，在两介质的分界面上将发生反射和折射。超

5、声波传感器工作原理超声波传感器工作原理系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用 （2）超声波物理性质 超声波的反射、折射和衰减超声波衰减是指超声波在介质内传播时随传播距离的增加而减弱的现象。传播中超声波的部分能量被吸收，例如在钢板与空气的交界面上，超声波能产生明显的反射和折射。强穿透性当超声波波长远远小于传感器探头的直径时，显现出很强的穿透能力，能穿透几米厚的钢板而能量损失很小，可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播，甚至在许多介质内进行上百米的远距离传播。温度特性超声波也是一种声波，其声速 C 与温度有关在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很

6、高，则应通过温度补偿的方法加以校正。（2）超声波物理性质 超声波的反射、折射和衰减超声波衰减是指超声波在介质内传播时随传播距离的增加而减弱的现象。传播中超声波的部分能量被吸收，例如在钢板与空气的交界面上，超声波能产生明显的反射和折射。强穿透性当超声波波长远远小于传感器探头的直径时，显现出很强的穿透能力，能穿透几米厚的钢板而能量损失很小，可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播，甚至在许多介质内进行上百米的远距离传播。温度特性超声波也是一种声波，其声速 C 与温度有关在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波传感器工作原

7、理超声波传感器工作原理系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（3）超声波传感器工作原理超声波可以在空气、液体和固体中传播超声波发射器与超声波接收器的外形和结构也有所不同。（3）超声波传感器工作原理超声波可以在空气、液体和固体中传播超声波发射器与超声波接收器的外形和结构也有所不同。超声波传感器工作原理超声波传感器工作原理系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（3）超声波传感器工作原理（3）超声波传感器工作原理超声波探头的核心部件是压电晶片。从发射探头的引脚输入高频脉冲电信号时压电晶片因电致伸缩效应使其发生变形而产生振动，由此形成了超声波。超声波探头的核心部件是压电晶片。从

8、发射探头的引脚输入高频脉冲电信号时压电晶片因电致伸缩效应使其发生变形而产生振动，由此形成了超声波。超声波传感器工作原理超声波传感器工作原理系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（3）超声波传感器工作原理超声波探头按入射声束方向可分为直探头和斜探头。（3）超声波传感器工作原理超声波探头按入射声束方向可分为直探头和斜探头。单晶直探头发出的超声波垂直投射到被测件内，经过界面反射到探头。单晶直探头发出的超声波垂直投射到被测件内，经过界面反射到探头。超声波传感器工作原理超声波传感器工作原理系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（3）超声波传感器工作原理双晶直探头是两个单晶探头的组

9、合体，两片压电晶片安装在同一个壳体内，一片用以发射超声波，另一片用以接收超声波。（3）超声波传感器工作原理双晶直探头是两个单晶探头的组合体，两片压电晶片安装在同一个壳体内，一片用以发射超声波，另一片用以接收超声波。超声波传感器工作原理超声波传感器工作原理系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（3）超声波传感器工作原理（3）超声波传感器工作原理斜探头是将压电晶片粘贴在与底面成一定角度如30、45等的有机玻璃斜楔块上。斜探头是将压电晶片粘贴在与底面成一定角度如30、45等的有机玻璃斜楔块上。超声波传感器工作原理超声波传感器工作原理系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（4）

10、压电式超声波传感器的性能指标 频率特性工作频率就是超声波传感器振子的共振频率。发射探头与接收探头的灵敏度均从振子的中心频率向两边逐渐降低，中心频率称为探头的谐振中心频率。超声探头都会标有谐振中心频率。灵敏度探头的灵敏度主要取决于振子的制作材料。压电材料的机电耦合系数大，探头的灵敏度高。指向性 类似于光波，超声波有较好的方向性。温度特性超声波传感器的工作温度由压电材料的居里点决定。超声波传感器振子所用材料的居里点一般较高，因而一般来讲工作温度越高，传感器的中心频率、灵敏度、输出声压电平越低。（4）压电式超声波传感器的性能指标 频率特性工作频率就是超声波传感器振子的共振频率。发射探头与接收探头的灵

11、敏度均从振子的中心频率向两边逐渐降低，中心频率称为探头的谐振中心频率。超声探头都会标有谐振中心频率。灵敏度探头的灵敏度主要取决于振子的制作材料。压电材料的机电耦合系数大，探头的灵敏度高。指向性 类似于光波，超声波有较好的方向性。温度特性超声波传感器的工作温度由压电材料的居里点决定。超声波传感器振子所用材料的居里点一般较高，因而一般来讲工作温度越高，传感器的中心频率、灵敏度、输出声压电平越低。超声波传感器工作原理超声波传感器工作原理系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用2.超声波传感器电路2.超声波传感器电路超声波传感器陈测量电路超声波传感器陈测量电路系统装调任务场景传感器知识活动总

12、结传感器原理及应用根据超声波传播方向和探头结构的不同，超声波传感器的应用有两种基本类型即透射型和反射型。透射式超声波传感器用于遥控器、防盗报警、接近开关等。反射式超声波传感器可用于接近开关、测距、测液位或物位、防盗报警器、金属探伤以及测量材料厚度等。根据超声波传播方向和探头结构的不同，超声波传感器的应用有两种基本类型即透射型和反射型。透射式超声波传感器用于遥控器、防盗报警、接近开关等。反射式超声波传感器可用于接近开关、测距、测液位或物位、防盗报警器、金属探伤以及测量材料厚度等。超声波传感器应用超声波传感器应用系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（1）超声波报警器（1）超声波报警器

13、超声波传感器应用超声波传感器应用系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（2）超声波测厚仪（2）超声波测厚仪超声波传感器应用超声波传感器应用系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（3）超声波液位计（3）超声波液位计超声波传感器应用超声波传感器应用系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（4）倒车雷达（4）倒车雷达超声波传感器应用超声波传感器应用系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（5）超声波探伤仪（5）超声波探伤仪超声波传感器应用超声波传感器应用系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用本活动模拟一个停车场，既能显示车位个数，也能显示车位停

14、车与否，引导驾驶员合理停车。系统采用超声测距的方式检查车位上是否停放车辆。本活动模拟一个停车场，既能显示车位个数，也能显示车位停车与否，引导驾驶员合理停车。系统采用超声测距的方式检查车位上是否停放车辆。智能化停车场管理系统智能化停车场管理系统（a）鸟瞰图（b）俯视图图3-1-18 闯红灯监控系统构成系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用超声波传感器测距原理超声波传感器测距原理图3-2-18 超声波测距原理图系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用超声波传感器测距原理超声波传感器测距原理图3-2-19 信号放大器原理框图系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（1

15、）检测元件智能化停车厂系统元件清单如表3-2-1所示，将表中套件清点后，测试相关元件性能是否正常。（1）检测元件智能化停车厂系统元件清单如表3-2-1所示，将表中套件清点后，测试相关元件性能是否正常。装调智能化停车场管理系统装调智能化停车场管理系统系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（2）装调智能化停车场管理系统 装配车位显示模块电路板步骤一：将车位显示模块套件按照工作页所提供的装配图进行焊接、装配；步骤二：将车位显示模块电路板与控制模块和声光报警器连接起来。搭建系统步骤一：搭建停车场环境，安装车位标识、3位LED车位数量标示牌；步骤二：安装2车位门架和超声测距车位模块；步骤三：

16、安装控制器模块和OLED显示模块；步骤四：将超声测距车位模块、车位数量标示牌连接到控制器。（2）装调智能化停车场管理系统 装配车位显示模块电路板步骤一：将车位显示模块套件按照工作页所提供的装配图进行焊接、装配；步骤二：将车位显示模块电路板与控制模块和声光报警器连接起来。搭建系统步骤一：搭建停车场环境，安装车位标识、3位LED车位数量标示牌；步骤二：安装2车位门架和超声测距车位模块；步骤三：安装控制器模块和OLED显示模块；步骤四：将超声测距车位模块、车位数量标示牌连接到控制器。装调智能化停车场管理系统装调智能化停车场管理系统系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用（2）装调系统 调试

17、系统步骤一：将控制器模块项目拨码开关设置为3，活动拨码开关设置为2。步骤二：通电运行程序，调试超声波测距传感器灵敏度；步骤三：设置停车场车位信息；步骤四：模拟车辆停放过程，观察车位标识和车位标识工作情况；步骤五：使用示波器观察超声波接收探头的频率信号。注意事项（a）模块的发送和接收有一定的距离，如果距离太近，不能保证接收模块能够接收到发射模块的信息，从而导致测距失败；（b）模块有2CM的盲区，注意避让；（c）模块供电范围为35.5V，注意电源选择范围。（2）装调系统 调试系统步骤一：将控制器模块项目拨码开关设置为3，活动拨码开关设置为2。步骤二：通电运行程序，调试超声波测距传感器灵敏度；步骤三

18、：设置停车场车位信息；步骤四：模拟车辆停放过程，观察车位标识和车位标识工作情况；步骤五：使用示波器观察超声波接收探头的频率信号。注意事项（a）模块的发送和接收有一定的距离，如果距离太近，不能保证接收模块能够接收到发射模块的信息，从而导致测距失败；（b）模块有2CM的盲区，注意避让；（c）模块供电范围为35.5V，注意电源选择范围。装调智能化停车场管理系统装调智能化停车场管理系统系统装调任务场景传感器知识活动总结传感器原理及应用 本活动为装调智能化停车场管理系统为目标，先在任务描述部分对系统的作用、组成结构进行了简介；重点对系统中超声波传感器的安装方法和应用超声波传感器进行车位上车辆存在情况的检

19、测和智能实现停车管理的工作过程进行了介绍。围绕任务的实现，本活动通过收集超声波传感器的信息，对该超声波的概念和特性进行了细致说明，并对超声波传感器的组成、结构及工作原理、性能指标、电路进行了详细说明。超声波传感器利用超声波的特性研制而成，分为超声波的发射探头和接收超声波的接收探头，发射探头中的压电晶体在的电压的激励下发生电致伸缩效应，产生超声波向外发射；接收探头基于用压电晶体的压电效应，将接收到超声波转换成电荷，实现超声波感知。超声波对液体、固体的穿透性很强，探头类型丰富，使用方式多样，传感器的应用极其广泛，在信息收集部分还收集了超声波传感器具有代表性的五个应用。活动总结活动总结THANKS!THANKS!