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红外测距原理红外测距是一种利用红外光的传播特性来测量目标距离的技术。其基本原理是通过发射特定波长的红外光信号，并接收从目标反射回来的信号，根据信号传播的时间或强度变化计算出目标的距离。
工作原理红外测距通常基于两种方法：飞行时间法（TOF）和三角测距法。
1.飞行时间法（TimeofFlight,TOF）这种方法通过测量红外光从发射到接收所需的时间来计算距离。红外测距仪发射一束调制的红外光脉冲，当光线遇到目标物体时会被反射回来。传感器接收到反射光后，计算光脉冲往返的时间\(t\)，并结合光速\(c\)计算距离\(d\)，公式为：\[d=\frac{c\cdott}{2}\]由于光速非常快，实际测量中需要*精度的时间测量设备。
2.三角测距法该方法利用几何光学原理，通过测量角度和位置的变化来计算距离。红外测距仪发射一束红外光，当光线照射到目标物体后被反射回接收器。接收器通过检测反射光的位置偏移（通常是光电探测器上的光斑位置），结合已知的发射角和接收角某联合厂房施工组织设计，利用三角函数计算目标的距离。这种方法适用于短距离测量，且对环境光干扰较为敏感。
红外测距的优点与局限性优点：测量速度快，响应灵敏。不受可见光影响，适合在黑暗环境中使用。结构简单，成本较低。
局限性：易受环境因素（如强光、烟雾、灰尘等）干扰。测量范围有限，尤其在远距离时精度下降。对不同材料的反射率敏感，可能影响测量结果。
应用领域红外测距技术广泛应用于机器人导航、无人机避障、汽车倒车雷达、工业自动化、医疗设备以及消费电子产品等领域。随着技术的进步，红外测距的精度和可靠性不断提*，成为现代测距技术的重要组成部分。
由数字电路可知，用奇数个与非门可以构成环形多 谐振荡器，这是因为每个门都有延时.若将通过多个 门的脉冲信号放大后以红外线发射出去，然后通过反 射、接收、放大后反到输入端，也可形成环形振荡器 （见图1）.因为光信号在传播路线上往返传播所需时间： 等同于多个与非门的延时.环形振荡器的振荡率与延 迟时间有如下关系：
王唤良：频率式红外测距原理
其中：包括红外线在传播路线上的延时t和仪器内部电子线路的延时，即：t=tp十t 设待测距离为D，即D=C·tD/2，C为光速，设信号在电子线路上传播时间，等效为以光速 C在大气中往返传播距离为D.所需时间，即D.=C·/2、所以：
D+D,=C·(tp+t)/2
如图2在仪器中设置内、外光路，当信号经过外光路时，其振荡频率由式(1)可得： f#=1/2(tp+t)
如图2在仪器中设置内、外光路，当信号经过外光路时，其振荡频率由式（1）可得：
f=1/2(tp+t)
将式（3）代入式（2）得：
内光路时，同理其振荡频率为
f=1/2, D.=C·t/2=C/4f
D.==C·t/2=C/4f
仪器内光路延时固定不变，则f为常数，式（6)反映了距离D与频率f的关系，f#、f可 由频率计很方便地测出，从而得到距离D.
D→0时，f→f☆；D→∞∞时，f#→0
由f=1/2t.可知，若电子线路延时量小，f则很*，如TTL系列与非门的平均传输 延时在10～40ns之间，设红外发射管、接收管及放大器的延时为100ns左右，则振荡频率 *达MHz级.频率越*，元器件和电路设计要求就越*，仪器成本价格会上扬.欲使频率降 低，可增加与非门数量，或在线路中设置延时线，或加入RC延时电路，如总延时达到5us 时，频率可下降到100kHz.但频率不能太低，以免降低测距精度（见后分析）
1.2仪器设置内、外光路的作用
①减弱元器件随温度变化时其延时漂移的影响.因为随着温度变化，元器件的延时量变 化，但在很短的时间内，可以认为延时变化量相同，通过内、外光路的转换，使变化量产生的
影响相减后抵消. ②不必精确测定内光路的延时量.因为每次测量时，总量包含有内光路的等效距离，通 过内、外光路的转换，避免了测定仪器的距离常数。
1.3采用单片机8751作为中央控制处理器
该单片机的晶振频率为12MHz，测距部分电原理见图2.当P输出电平“1"时，与非门 1打开，与非门2关闭，内光路导通；当P输出电平“0"时，与非门1关闭，与非门2打开，外 光路导通.内外光路上反相器个数保持为奇数个.以便能组成环形多谐振荡器，R、R、C组 成RC延时电路，使**振荡频率为100kHz，调节R。可改变振荡脉冲信号的占空比.8751 单片机的T。用作计数器，T，用作定时器，定时长度为1s，实际上，它执行频率计的功能， 8751除上述功能外，还兼作功能控制，数据处理、输入输出等，
1.48751单片机测距部分的程序
CLR07H ：内、外光路标志 LP JBC TF1,LP1AJMP LP CLRPa. 外光路开启 LP1,DJNE RO,LOOP 查询1S到否 TEST：MOVTMOD,#00010101B;T:设为16位定时 CLRTRO 关计数器T。 器.T。设为16位 CLRTR1 关定时器T 计数器 JB07H,INTER MOVR0.#14H MOV20H.TL0 MOVTL0,#00H ：T。清零 MOV21H.TH0 MOVTH0.#00H CPL07H SETB TRO 启动计数器T。 CPLPi. LOOP:MOV TL.1.#0B0H AJMPTEST MOV TH1,#3CH INTER:MOV22H.TL0 SETBTR1 启动定时器T MOV23H,TH0
影响测距精度的因素有测距原理误差、大气影响、操作误差等.下面只分析测距原理误 差对精度的影响， 式（6）中脉冲频率f是通过在时间段t内计数脉冲个数n而得到的，即：
设内、外光路的脉冲计数时间均为，将式（7）代
王央良：颜率式红外测距原理
基于已有的成熟技术及工艺和篇幅所限，本文仅就内光路部分多谐振荡器进行试验及 调试
润 调试。 图2中3个与非门采用一块2输入端4 与非斯密特触发器，其型号为SN74LS24，斯 密特触发器有利于接收部分的输出信号整 形.其余6个反相器采用一块集成电路即 可，其型号为SN74LS04，暂不接上单片机， P接*电平“1”，为内光路工作，C、R。、R、 R组成定时电路，R=100，R=560Ω， 为金属膜电阻，C=0.047μF，R。为300Ω 左右的可调电阻，三极管D。型号为 IN4007，内光路采用棱镜及透镜对光，光电 接收管前置红外滤光片，试验工作在黑暗的
图3发射、接收电路图
室内进行，发射部分及接收部分的电路图如图3所示. 图3中BG组成一个红外光发射电路，前级电路电平的*低决定BG的通断，从而决 定红外二极管发光.BG组成一个红外接收电路，红外光的有无决定V。点电平的*低，调节 BG上端的电阻R，可使发光二极管的平均电流在150mA～200mA之间，当V：为*电平 时，红外发光管发光，BG。导通，V。为*电平，反之，V。为低电平.从图2可知，有7个反相 器，从而构成多谐振荡器，用频率计在P点测得振荡频率为36.753kHz，又在P报废机动车回收拆解企业技术规范，点接上示 波器，调节R。可使波形的占空比为0.5
①在测距仪技术相当成熟的今天，提出新原理是为了弥补现有测距仪在林业测距方面 不实用的缺陷，同时对测距仪器的发展有借鉴作用， ②频率式测距原理的构思不同于相位式、脉冲式、变频式测距原理，与上述三种原理相 比，频率式测距原理简单，且精度能满足要求（士10cm）. ③从精度分析可知，频率式测距理论精度相当*，但这不等于仪器精度很*.影响仪器
精度的因素有很多.倘若要得到*精度的频率式测距仪，必须针对各种因素加以分析，在电 路方面加以改进和完善。 ④从原理到仪器的实现，还有许多问题需进一步研究，本文着重于原理叙述 若采用*精度频率计测频，有利于提*测距精度
杨德主编著.红外测距仪原理及检测.北京：测绘出版社，1989 王顿编，脉冲与数字电路.北京：*等教育出版社，1984.301 潘新民，王燕芳编著.单片微型计算机实用系统设计.北京：人民邮电出版社.1992 胡仁杰.*精度频率计.电子技术，1995.3：9~11
WangHuanliang (Dept.of Environment and Resources of CSFU,Zhuzhou,412006)
Wang Huanliang
星河上城施工组织设计（责任编辑：邱德勇）
《河北林果研究》原名《河北林学院学报》）是河北农业大学主办的、国内外公开发行的 学术性期刊。主要刊登林学、经济林、蚕桑、园林、果树、花卉、森林保护、森林资源综合利用 林果综合开发及林业经济管理等专业及有关基础学科的学术论文、研究报告、研究简报和专 题综述等。适合农林院校师生，林、果、桑专业及生物、环境等学科的科研及生产开发部门的 广大科技工作者阅读。欢迎订阅，欢迎赐稿。 本刊在历届河北省科技期刊和全国*校自然科学学报质量评比中，均获优秀奖；更改刊 名后，增加了报道内容和信息量，受到了读者的普遍欢迎。本刊重要文章均有英文摘要，便于 国际交流，所发表的重要文章均被大型检索期刊摘引，并为国内外同行所引用。 本刊为季刊，逢季末月25日出版，每期定价4.0元，全年16.0元。自1997年起，本刊已 交邮局发行，邮发代号18一256。读者可到当地邮电局（所）订阅，也可与本刊编辑部（071000 保定市建设南路215号河北农大西校区）联系订阅