專利名稱：一種超聲波米尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波米尺，屬于無線距離測量技術(shù)領(lǐng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，測量技術(shù)已貫穿于我們生產(chǎn)制造的每個方面，測量兩點間直線距離的方法眾多。最為常用的測量工具有游標(biāo)卡尺、直尺、卷尺等，利用激光、超聲波等新技術(shù)測量手段也扮演著測量領(lǐng)域中重要的組成部分。對于較遠(yuǎn)距離(50米左右)的測量，選用卷尺為測量工具的較多。但此測量工具在頻繁使用中，需不斷的卷起或拉放，極其不便。使用激光測量雖簡便，但價格昂貴。而目前現(xiàn)有的超聲波測量技木，大都運用其反射原理，測量條件要求被測物體反射面具有一定的平整度的面積，且測量距離短，難以實現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的測量。專利超聲波測距儀“201010543096. 8”雖利用超聲波對射測量技術(shù)，測量裝備有主機(jī)和副機(jī)之分分，測量距離雖然增大了，卻也帶來以下不足1).使用無線電信號作為超聲波發(fā)射起始時間信號，増加了系統(tǒng)成本；2).毎次測量需先校核；3).有主機(jī)和副機(jī)之分，數(shù)據(jù)只能一端的人讀取，在測量較為頻繁的建筑場合使用不便；4).對于近距離的墻面等測量，主機(jī)或副機(jī)不能深入該面內(nèi)，致使其使用范圍受限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有超聲波測距儀成本高、使用不便及使用范圍受限的問題，從而提供一種超聲波米尺。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供了一種超聲波米尺，該超聲波米尺包括單片機(jī)、收發(fā)一體化超聲波傳感器、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路和液晶顯示模塊，超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路與單片機(jī)的相連，單片機(jī)的輸出端與液晶顯示模塊相連，收發(fā)一體化的超聲波傳感器的與超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路相連，單片機(jī)用于記錄測量結(jié)果。所述的超聲波米尺還包括溫度傳感器，該溫度傳感器與所述單片機(jī)的AD ロ相連。所述的單片機(jī)為STC12C5201AD芯片，用于記錄每次測量的結(jié)果并可利用鍵盤或超聲波接收電路通過中斷喚起。所述的超聲波發(fā)射電路包括三極管和變壓器，用于適應(yīng)電池供電的低電壓和増大超聲波發(fā)射距離。所述的超聲波接收電路包括運放LM324、三極管、ニ極管、電容和電阻，用于將超聲波反饋信號放大并轉(zhuǎn)換成脈沖信號以供單片機(jī)檢測識別。所述的收發(fā)一體化超聲波傳感器為防水型超聲波傳感器TCF40-16TR1。所述的超聲波米尺還包括按鍵模塊，該按鍵模塊與單片機(jī)相連，包括測距模式選擇鍵和測量鍵。本發(fā)明利用超聲波原理測距，保留超聲波反射回波測距原理，同時又集成超聲波對射式測距原理，既可單機(jī)探測距離，也可雙機(jī)互成對射測量較遠(yuǎn)的距離，本發(fā)明測量速度快、使用靈活、價位低廉。


圖I是本發(fā)明的一種超聲波米尺的硬件結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進(jìn)ー步說明。 該超聲波米尺的硬件結(jié)構(gòu)原理框圖如圖I所示，包括單片機(jī)、溫度傳感器、收發(fā)ー體化超聲波傳感器、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、液晶顯示模塊和按鍵模塊。單片機(jī)選擇為低價位高可靠性的STC12C5201AD芯片，該芯片擁有自身集成的10位AD轉(zhuǎn)換，和IKb的EEPR0M，用于記錄每次測量的結(jié)果，并可設(shè)定掉電模式，利用鍵盤或超聲波接收電路通過中斷喚起，能夠極大的降低系統(tǒng)功耗；溫度傳感器為感溫電阻通過測試電橋接入單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換ロ，為系統(tǒng)測距提供修正參數(shù)，收發(fā)一體化超聲波傳感器選擇防水型超聲波傳感器TCF40-16TR1，所述超聲波發(fā)射電路有三極管和變壓器等組成，變壓器部件適應(yīng)于電池供電的低電壓，同時增大超聲波發(fā)射聲壓，增加發(fā)射距離，超聲波接收電路包括運放LM324、三極管、ニ極管、電容和電阻，用于將超聲波反饋信號放大并轉(zhuǎn)換成脈沖信號，共檢測電路識別，液晶顯示模塊是指能顯示測距模式、距離值和溫度的低功耗顯示屏，按鍵包括測距模式選擇鍵和測量鍵。該超聲波米尺超聲波既可單機(jī)探測距離，也可雙機(jī)互成對射測量較遠(yuǎn)的距離，本實施例對兩個超聲波米尺互成對射進(jìn)行詳細(xì)說明，其工作原理如下
當(dāng)本發(fā)明的兩個超聲波米尺分布在測量的不同位置，且其中一個按下測量鍵時，處理器立即啟動定時器開始計時，當(dāng)計時達(dá)到規(guī)定固定時間后，通過超聲波發(fā)射電路發(fā)射出一定長度的超聲波，另ー位置的超聲波米尺接收電路接收到超聲波信號后，ー邊啟動定時器，一邊監(jiān)測該束超聲波強(qiáng)度的時長，通過處理器的判斷，若為測量發(fā)射信號，當(dāng)定時器到達(dá)規(guī)定固定時間時，才發(fā)射出一束超聲波反饋信號，反饋超聲波信號長度與發(fā)射超聲波信號長度不等，且相差很大，發(fā)射超聲波信號極短，以便于前一超聲波米尺判斷該信號為環(huán)境反射回來的干擾信號還是另一位置的超聲波米尺反饋信號，當(dāng)前一超聲波米尺接收到并判斷為反饋信號后，立即讀取定時器定時值，并將定時器清零，重新計時，前一超聲波米尺處理器需要在下一次規(guī)定時間未到達(dá)時，完成數(shù)據(jù)處理并顯示。當(dāng)定時器再次到達(dá)規(guī)時間后，該米尺再發(fā)送下一束超聲波測量信號，而另一位置的超聲波米尺再次接受到發(fā)送信號后，同時也是立即讀取定時器定時值，并將定時器清零，重新計時，同時在定時器未到達(dá)規(guī)定時間時，處理器完成數(shù)據(jù)處理并顯示。其也在到達(dá)規(guī)定時間后，再次發(fā)出超聲波反饋信號，如此往復(fù)執(zhí)行下去，直到測量鍵被斷開。若前一位置超聲波米尺發(fā)射測量信號Is后，仍未能接受到反饋測量信號，則處理器認(rèn)為該測量信號丟失，從新發(fā)送下一束測量信號，由于兩個超聲波米尺為同一產(chǎn)品，規(guī)定發(fā)射等待的固定時間相等，且該固定時間大于超聲波拖尾余波的時長，故能計算出被測兩點的距離，若前一位置超聲波米尺接收到的信號為干擾信號，不做任何處理。定時發(fā)送時間比較長，以排除超聲波被周圍環(huán)境反射回的信號干擾。
權(quán)利要求
1.一種超聲波米尺，其特征在于該超聲波米尺包括單片機(jī)、收發(fā)一體化超聲波傳感器、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路和液晶顯示模塊，超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路與單片機(jī)的相連，單片機(jī)的輸出端與液晶顯示模塊相連，收發(fā)一體化的超聲波傳感器的與超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路相連，單片機(jī)用于控制超聲波發(fā)射電路發(fā)射超聲波和記錄測量結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲波米尺，其特征在于所述的超聲波米尺還包括溫度傳感器，該溫度傳感器與所述單片機(jī)的AD ロ相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超聲波米尺，其特征在干所述的單片機(jī)為STC12C5201AD芯片，用于記錄每次測量的結(jié)果并可利用鍵盤或超聲波接收電路通過中斷喚起。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超聲波米尺，其特征在于所述的超聲波發(fā)射電路包括三極管和變壓器，用于適應(yīng)電池供電的低電壓和増大超聲波發(fā)射距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超聲波米尺，其特征在于所述的超聲波接收電路包括運放LM324、三極管、ニ極管、電容和電阻，用于將超聲波反饋信號放大并轉(zhuǎn)換成脈沖信號以供單片機(jī)檢測識別。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超聲波米尺，其特征在于所述的收發(fā)一體化超聲波傳感器為防水型超聲波傳感器TCF40-16TR1。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超聲波米尺，其特征在于所述的超聲波米尺還包括按鍵模塊，該按鍵模塊與單片機(jī)相連，包括測距模式選擇鍵和測量鍵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲波米尺，屬于測量技術(shù)領(lǐng)域。該超聲波米尺包括單片機(jī)、溫度傳感器、收發(fā)一體化超聲波傳感器、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、液晶顯示模塊和按鍵，超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路與單片機(jī)的相連，單片機(jī)的輸出端與液晶顯示模塊相連，收發(fā)一體化的超聲波傳感器的與超聲波發(fā)射電路和超聲波接收電路相連，單片機(jī)用于記錄測量結(jié)果。該超聲波米尺通過超聲波反射回波測距原理和超聲波對射式測距原理，既能實現(xiàn)單機(jī)探測距離，也能實現(xiàn)雙機(jī)互成對射測量較遠(yuǎn)的距離。本發(fā)明的一種超聲波米尺是一種測量快速、使用靈活、價位低廉的距離測量裝備。
文檔編號G01S11/14GK102679918SQ20111041167
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者孟春亞, 張伏, 徐銳良, 毛鵬軍, 王俊, 邱兆美, 閔俊杰 申請人:河南科技大學(xué)