[实用新型]短距离超声测距模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子测距装置，尤其涉及一种短距离超声测距模块，属于电子测量及超声测距领域。

背景技术

随着机器人技术在其诞生后短短几十年中的迅猛发展，超声波测距的应用范围也逐步由工业生产走向人们的生活。

超声波由于指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远而被经常用于距离的测量。它主要应用于倒车雷达、测距仪、物位测量仪、移动机器人的研制、建筑施工工地以及一些工业现场等，利用超声波检测往往比较迅速、方便，且计算简单，易于做到实时控制，在测量精度方面也能达到工业实用的要求，因此得到了广泛的应用。

超声波测距相对其他测距技术而言成本低廉，测量精度较高，不受环境的限制，应用方便，将它与红外及灰度传感器等结合可共同实现机器人寻线和绕障功能，机器人通过感知系统察觉前方障碍物距离和周围环境来实现绕障、自动寻线、测距等功能。为了使移动机器人能自动避障行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的距离信息(距离和方向)。短距离超声波测距模块，可安装在移动机器人的多个不同方向上，以便了解其前方、左侧和右侧的环境信息，可以帮助机器人完成距离测量、障碍物的探测任务。

目前，常用的超声波测距模块，电路比较复杂，大多提供并行口或普通串行口，而这些资源却常被其它设备占用。

实用新型内容

本实用新型针对机器人的寻线和绕障功能而提出一种结构简单、测量精度高、应用范围广的短距离超声测距模块。

该短距离超声测距模块包括：电源电路、超声波发送电路、单片机电路和超声波接收电路，其中：电源电路分别给超声波发送电路、单片机电路和超声波接收电路供电，超声波接收电路的输出端串接单片机电路后与超声波发送电路的输入端连接。

所述电源电路输出3.3V和5V两种电压。

所述单片机电路包括微控制器、单通道串口驱动器/接收器芯片、串口接口和I²C接口，其中：单通道串口驱动器/接收器芯片通过串口接口与外部进行串口数据通信，微控制器通过I²C接口与外部进行I²C数据通信，微控制器和单通道串口驱动器/接收器芯片的电源输入端均连接电源电路的3.3V输出端，I²C接口的电源输入端连接电源电路的5V输出端。

所述超声波发送电路包括电平转换芯片和超声波发送探头，电平转换芯片与超声波发送探头相连接，电平转换芯片的T1IN和T2IN端分别连接微控制器的P0.1和P0.2端。

本实用新型采用嵌入式技术检测超声波信号，硬件结构简单、工作可靠、测量误差小、功耗低，使用成本低，不仅可实现移动机器人的寻线和绕障功能，在其它检测系统中也能得到良好的应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的电路原理图，图中标号：1-电源电路；2-超声波发送电路；3-单片机电路；4-超声波接收电路。

具体实施方式

本实用新型的结构框图如图1所示，包括电源电路、超声波发送电路、单片机电路和超声波接收电路，其中：电源电路分别给超声波发送电路、单片机电路和超声波接收电路提供5V电压，电源电路还给单片机电路提供3.3V电压，超声波接收电路的输出端串接单片机电路后与超声波发送电路的输入端连接。