[发明专利]一种FMCW雷达测距系统在审
申请号: | 201510585547.7 | 申请日: | 2015-09-15 |
公开(公告)号: | CN105182323A | 公开(公告)日: | 2015-12-23 |
发明(设计)人: | 江涛;高红博;周倪青 | 申请(专利权)人: | 奇瑞汽车股份有限公司 |
主分类号: | G01S13/08 | 分类号: | G01S13/08;G01S7/36 |
代理公司: | 芜湖安汇知识产权代理有限公司 34107 | 代理人: | 朱顺利 |
地址: | 241009 安徽*** | 国省代码: | 安徽;34 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 fmcw 雷达 测距 系统 | ||
技术领域
本发明涉及容器内液位检测领域,特别涉及一种FMCW雷达测距系统。
背景技术
对容器内液位等的检测,传统的距离测量设备由于粉尘、水汽、温度等影响而不能准确地工作,而基于电磁波反射特性的FMCW雷达可以在复杂环境下安全、准确地进行液位测量。
但是目前多数雷达测距系统的通信采用有线传输方式,现场安装布线比较复杂。
针对上述问题,提供一种新型的测距系统,实现工业现场的无线通信,取代现有的有线传输方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种FMCW雷达测距系统,实现工业现场的无线通信,达到取代现有的有线传输方式的目的。
为达到上述目的,本发明的技术方案是,一种FMCW雷达测距系统,其特征在于:所述的测距系统包括DDS模块产生周期为T的三角波对FMCW雷达传感器得到中频信号进行调制,调制后的中频信号经过AGC放大滤波电路后通过信号处理模块得到距离数据,距离数据再通过ZigBee通信模块送入上位机。
所述的信号处理模块包括A/D转换单元和算法处理单元。
所述的ZigBee通信模块包括CC2530发射模块和CC2530接收模块。
所述的信号处理模块连接显示模块对采集的距离数据进行现场显示。
所述的算法处理单元通过中频信号计算距离数据的算法为:
s=cTfb/4B
其中,B为扫频宽度、fb为差频信号频率、c为光速、T为扫频周期。
一种FMCW雷达测距系统,由于采用上述的结构和方法,本发明结合FMCW雷达测距技术和ZigBee无线通信技术,在复杂的工业现场可以实现准确稳定的距离测量并且大大降低了现场安装布线的难度,具有较好的实用价值。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明;
图1为本发明一种FMCW雷达测距系统的结构示意图;
图2为本发明一种FMCW雷达测距系统的原理图;
图3为本发明一种FMCW雷达测距系统中FMCW雷达发射信号、回波信号及差频信号示意图;
在图1中,1、DDS模块;2、雷达传感器;3、AGC放大滤波电路;4、信号处理单元;5、ZigBee通信模块;6、上位机;7、显示模块;8、CC2530发射模块;9、CC2530接收模块;10、A/D转换单元;11、算法处理单元。
具体实施方式
如图1-2所示,本发明主要包括三个模块:DDS模块1、信号处理模块4和ZigBee通信模块5。系统工作时,DDS模块1产生周期为T的三角波,该三角波调制FMCW雷达传感器2得到中频信号,中频信号中含有距离信息,但是也有很多干扰信息,经过AGC放大滤波电路3、调整得到适合模数转换器的输入信号。DSP对模数换后的数据进行处理得到距离数据,再通过串口送入ZigBee通信模块。在上位机上显示出测量结果。信号处理模块4包括A/D转换单元10和算法处理单元11。ZigBee通信模块5包括CC2530发射模块8和CC2530接收模块9。信号处理模块4连接显示模块7对采集的距离数据进行现场显示。
1)DDS模块
FMCW雷达传感器2需要一个调制波形控制VCO才能工作。三角波调制可以克服多普勒干扰,且在高精度测量时抗干扰能力更强,因此本发明使用三角波调制VCO。根据检测距离的实际要求,三角波的频率取lkHz,幅值取0.5V~5.5V,并通过AD9833产生。DDS芯片AD9833是AD公司的一款低功耗可编程波形发生器,有28位的频率寄存器,在25MHz晶振下频率分辨率可达到0.1Hz。为了充分发挥DSP的信号处理功熊,另用Atmel公司的AT89S52单片机控制AD9833产生lkHz的三角波,所产生的三角波幅值在0V~O.6V,需要经过放太,加直流偏置得到频率为lkHz的0.5V~5.5V三角波。
2)信号处理模块
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