[发明专利]一种超声波米尺

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波米尺，属于无线距离测量技术领。

背景技术

当今，测量技术已贯穿于我们生产制造的每个方面，测量两点间直线距离的方法众多。最为常用的测量工具有游标卡尺、直尺、卷尺等，利用激光、超声波等新技术测量手段也扮演着测量领域中重要的组成部分。对于较远距离（50米左右）的测量，选用卷尺为测量工具的较多。但此测量工具在频繁使用中，需不断的卷起或拉放，极其不便。使用激光测量虽简便，但价格昂贵。而目前现有的超声波测量技术，大都运用其反射原理，测量条件要求被测物体反射面具有一定的平整度的面积，且测量距离短，难以实现较远距离的测量。专利超声波测距仪“201010543096.8”虽利用超声波对射测量技术，测量装备有主机和副机之分分，测量距离虽然增大了，却也带来以下不足：1).使用无线电信号作为超声波发射起始时间信号，增加了系统成本；2）.每次测量需先校核；3）.有主机和副机之分，数据只能一端的人读取，在测量较为频繁的建筑场合使用不便；4）.对于近距离的墙面等测量，主机或副机不能深入该面内，致使其使用范围受限。

发明内容

本发明的目的是解决现有超声波测距仪成本高、使用不便及使用范围受限的问题，从而提供一种超声波米尺。

本发明为解决上述技术问题而提供了一种超声波米尺，该超声波米尺包括单片机、收发一体化超声波传感器、超声波发射电路、超声波接收电路和液晶显示模块，超声波发射电路和超声波接收电路与单片机的相连，单片机的输出端与液晶显示模块相连，收发一体化的超声波传感器的与超声波发射电路和超声波接收电路相连，单片机用于记录测量结果。

所述的超声波米尺还包括温度传感器，该温度传感器与所述单片机的AD口相连。

所述的单片机为STC12C5201AD芯片，用于记录每次测量的结果并可利用键盘或超声波接收电路通过中断唤起。

所述的超声波发射电路包括三极管和变压器，用于适应电池供电的低电压和增大超声波发射距离。

所述的超声波接收电路包括运放LM324、三极管、二极管、电容和电阻，用于将超声波反馈信号放大并转换成脉冲信号以供单片机检测识别。

所述的收发一体化超声波传感器为防水型超声波传感器TCF40-16TR1。

所述的超声波米尺还包括按键模块，该按键模块与单片机相连，包括测距模式选择键和测量键。

本发明利用超声波原理测距，保留超声波反射回波测距原理，同时又集成超声波对射式测距原理，既可单机探测距离，也可双机互成对射测量较远的距离，本发明测量速度快、使用灵活、价位低廉。

附图说明

图1是本发明的一种超声波米尺的硬件结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

该超声波米尺的硬件结构原理框图如图1所示，包括单片机、温度传感器、收发一体化超声波传感器、超声波发射电路、超声波接收电路、液晶显示模块和按键模块。单片机选择为低价位高可靠性的STC12C5201AD芯片，该芯片拥有自身集成的10位AD转换，和1Kb的EEPROM，用于记录每次测量的结果，并可设定掉电模式，利用键盘或超声波接收电路通过中断唤起，能够极大的降低系统功耗；温度传感器为感温电阻通过测试电桥接入单片机AD转换口，为系统测距提供修正参数，收发一体化超声波传感器选择防水型超声波传感器TCF40-16TR1，所述超声波发射电路有三极管和变压器等组成，变压器部件适应于电池供电的低电压，同时增大超声波发射声压，增加发射距离，超声波接收电路包括运放LM324、三极管、二极管、电容和电阻，用于将超声波反馈信号放大并转换成脉冲信号，共检测电路识别，液晶显示模块是指能显示测距模式、距离值和温度的低功耗显示屏，按键包括测距模式选择键和测量键。

该超声波米尺超声波既可单机探测距离，也可双机互成对射测量较远的距离，本实施例对两个超声波米尺互成对射进行详细说明，其工作原理如下：

当本发明的两个超声波米尺分布在测量的不同位置，且其中一个按下测量键时，处理器立即启动定时器开始计时，当计时达到规定固定时间后，通过超声波发射电路发射出一定长度的超声波，另一位置的超声波米尺接收电路接收到超声波信号后，一边启动定时器，一边监测该束超声波强度的时长，通过处理器的判断，若为测量发射信号，当定时器到达规定固定时间时，才发射出一束超声波反馈信号，反馈超声波信号长度与发射超声波信号长度不等，且相差很大，发射超声波信号极短，以便于前一超声波米尺判断该信号为环境反射回来的干扰信号还是另一位置的超声波米尺反馈信号，当前一超声波米尺接收到并判断为反馈信号后，立即读取定时器定时值，并将定时器清零，重新计时，前一超声波米尺处理器需要在下一次规定时间未到达时，完成数据处理并显示。当定时器再次到达规时间后，该米尺再发送下一束超声波测量信号，而另一位置的超声波米尺再次接受到发送信号后，同时也是立即读取定时器定时值，并将定时器清零，重新计时，同时在定时器未到达规定时间时，处理器完成数据处理并显示。其也在到达规定时间后，再次发出超声波反馈信号，如此往复执行下去，直到测量键被断开。若前一位置超声波米尺发射测量信号1s后，仍未能接受到反馈测量信号，则处理器认为该测量信号丢失，从新发送下一束测量信号，由于两个超声波米尺为同一产品，规定发射等待的固定时间相等，且该固定时间大于超声波拖尾余波的时长，故能计算出被测两点的距离，若前一位置超声波米尺接收到的信号为干扰信号，不做任何处理。定时发送时间比较长，以排除超声波被周围环境反射回的信号干扰。