CN104757996A - 一种超声波身高测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波身高测量仪，包括一本体，所述本体包括：用于发射超声波的超声波发射电路和用于接收超声波的超声波接收电路，用于控制和处理超声波数据的处理器，用于对声波传播速度进行补偿的温度传感器，用于显示测量结果的显示屏，用于语音提示的语音提示电路，三轴加速度传感器，以及电源，所述的超声波发射电路和超声波接收电路、温度传感器、显示屏、语音提示电路、三轴加速度传感器和电源分别与处理器通信连接。本发明体积小、便于携带，可直接放置于头顶上，适合测量各个年龄段的人，可将数据传输至移动终端记录数据，为用户提供方便。
Description
技术领域
本发明涉及智能化测距技术领域，尤其涉及的是一种超声波身高测量仪。
背景技术
目前，中小学生的身高测量在方法上和标准上不统一，测量设备比较落后，目前多采用的是机械式的测量身高的方法，被测者站在机械式身高测量仪的底座上，通过机械杆移动到人头顶上，从而获得被测者的身高。但是它存在着测量速度慢、体积大、自然磨损等缺点。现有的超声波测身高一般没有考虑温度对测量结果的影响，造成测量结果存在较大误差。而且现有的身高测量仪也存在体积较大，不宜携带的问题。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明提供了一种超声波身高测量仪，旨在提出一种新的超声波身高测量仪，解决现有技术中测量精度低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种超声波身高测量仪，其中，包括一本体，所述本体包括：
用于发射超声波的超声波发射电路和用于接收超声波的超声波接收电路，用于控制和处理超声波数据的处理器，用于对声波传播速度进行补偿的温度传感器，用于显示测量结果的显示屏，用于语音提示的语音提示电路，还包括用于测试超声波身高测量仪是否平稳的三轴加速度传感器，以及电源，所述的超声波发射电路和超声波接收电路、温度传感器、显示屏、语音提示电路、三轴加速度传感器和电源分别与处理器通信连接。
所述的超声波身高测量仪，其中，所述本体上还设置有一开关电路，所述开关电路和所述电源连接。
所述的超声波身高测量仪，其中，所述处理器采用型号为NORDIC51822的芯片。
所述的超声波身高测量仪，其中，所述温度传感器采用型号为DS18B20的温度传感器。
所述的超声波身高测量仪，其中，所述电源采用2节7号电池。
所述的超声波身高测量仪，其中，所述本体上还设置有两个信号指示灯用于提示数据传输。
本发明可实现具有体积小、便于携带，可直接放置于头顶上，适合测量各个年龄段的人，同时可将数据传输至移动终端，通过移动终端记录数据，为用户测身高提供方便。
附图说明
图1是本发明中一种超声波身高测量仪的较佳实施例的本体内各功能模块连接示意图。
图2为本发明中一种超声波身高测量仪的较佳实施例的本体的一种形状。
图3为本发明中的超声波身高测量仪的测量方法的一具体应用实施例的流程图。
图4为本发明中的超声波身高测量仪的测量方法的一具体应用实施例的第一细化步骤流程图。
图5本发明中的超声波身高测量仪的测量方法的一具体应用实施例的第二细化步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种超声波身高测量仪的较佳实施例的本体中中的各模块连接示意图，如图1所示， 所述本体包括：
用于发射超声波的超声波发射电路100和用于接收超声波的超声波接收电路110，用于控制和处理超声波数据的处理器200，用于对声波传播速度进行补偿的温度传感器300，用于显示测量结果的显示屏400，用于语音提示的语音提示电路500，用于测试超声波身高测量仪是否平稳的三轴加速度传感器700，以及电源600，所述的超声波发射电路110和超声波接收电路100、温度传感器300、显示屏400、语音提示电路500、三轴加速度传感器700和电源600分别与处理器200通信连接。
其中超声波发射电路100和的超声波接收电路110可以做成收发分体或者收发一体的。
由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点 ，因此广泛用于测距。在本发明中，超声波发射电路100用于发射超声波，超声波接收电路110用于接收超声波，而超声波的频率可自由选择，一般来说频率越高，精度也越高，但因空气衰减增大，因此只能检测较近的距离。因身高一般为3m以内，而且要求精度也较高，因此本发明中采用的超声波频率在20KHz～100KHz之间，优选的，超声波的探头的频率为40KHz。
因超声波具有接触障碍物即反弹的特性，我们通过处理器上带有的计时器记录下超声波发射和接收时间差，就可以计算出从超声波发射的位置到障碍物的距离。因超声波的速度在不同的室内温度下是不同的，而速度不同影响了最后的测量的精度。因此本发明中采用了温度传感器300进行速度补偿，具体实施时，温度传感器300实时检测当前温度，并将该温度数据发送到处理器，处理器中提取对应温度下的超声波速度进行计算，从而提高了测量结果的精度。具体的，所述电源600可采用两节7号电池，可以节省空间。
本发明中的超声波测量仪在具体使用时，先将超声波测量仪平放于地上，测量室内天花板和地板之间的距离记为s1，随后将超声波测量仪放置于被测人的头顶上，测量室内天花板与待测人员的头顶之间的距离记为s2，通过处理器200计算s1与s2之间的距离差即为待测人员的实际身高值。例如，测得天花板和地板间的距离s1为4.5米，天花板与待测人员的头顶间的距离s2为2.78米，则待测人员的实际身高值s=s1-s2=4.5-2.78=1.72米。
具体实施时，本发明的超声波身高测量仪，也可以测平躺身长。因为1岁之前的小孩通常不会站立，很多时间在躺在床上的。将本发明的超声波测量仪可放置于床头，首先测得床头到床尾的距离记为h1,然后将小孩放在床上，让小孩的脚和床尾，将超声波测量仪放置于小孩的头顶，测得小孩的头顶到床头的距离记为h2，那么小孩的实际身高记为h，h=h1-h2。
处理器200控制将测得的身高值显示在显示屏400上，显示屏一般为液晶显示屏。同时测得的身高值并通过语音处理电路500进行转换成语音，播报给用户，方便记录。本发明中的超声波身高测量，在处理器还集成有蓝牙模块，用于将测得的身高数据传输至移动终端等其他数据终端，实现智能测量，并可以方便记录。例如要测一个班或是年级的同学的身高情况，有利于数据最终的存储。
所述本体上还设置有用于测试超声波身高测量仪是否平稳的三轴加速度传感器700，所述三轴加速度传感器与处理器200及超声波发射电路100和超声波接收电路110相连接。具体实施时，当将身高测量仪放置于人的头顶上时，经常会因人活动或是姿势不对出现不平稳的情况，影响最终测量结果，通过设置三维加速度传感器，检测测量仪是否平稳放置，并得到超声波身高测量仪相当于平面的倾斜角，对利用超声波测得的身高数据进行补偿，从而更准确的获取身高数据。
所述的超声波身高测量仪，其中，所述本体上还设置有一开关电路，所述开关电路和所述电源600连接。所述开关控制超声波身高测量仪是否开启。
所述本体上还设置有两个信号指示灯用于提示数据传输。具体的，两个信号灯在超声波身高测量仪开启时为红色，当蓝牙模块和其他移动终端比如手机、PAD等传输数据时，信号指示灯变为绿色，并进行闪烁，当数据传输完成后，信号指示灯变为红色。
具体的，所述处理器200采用型号为NORDIC51822的芯片。所述处理器要预先存储不同的气温下对应的超声波速度，从而使测量的结果更精确。
具体的，所述温度传感器300采用型号为DS18B20的温度传感器。温度传感器用于获取测量身高时的实时气温，测得当前的气温后查找对应气温对应的速度，用于处理器计算身高数值。
所述的超声波身高测量仪，其中，所述电源600采用2节7号电池。
如图2所示，是本发明的一种超声波身高测量仪的一种形状实施例。该测量仪为一圆柱形本体10，本体10上还设置有显示屏400和两个信号指示灯800，在本体内还设置有用于发射超声波的超声波发射电路100和用于接收超声波的超声波接收电路110，用于控制和处理超声波数据的处理器200，用于对声波传播速度进行补偿的温度传感器300，用于语音提示的语音提示电路500，用于测试超声波身高测量仪是否平稳的三轴加速度传感器700，以及电源600，所述的超声波发射电路110和超声波接收电路100、温度传感器300、语音提示电路500、三轴加速度传感器700和电源600分别与处理器200通信连接，具体如上所述。
基于上述的超声波身高测量仪，本发明还提供了一种基于站姿的身高测量方法，图3是本发明中基于站姿身高测量方法的流程图。所述方法包括：
步骤S100、通过超声波测量天花板与地板之间的第一距离；具体如上所述。其中所述步骤S100之前还包括，将不同气温对应的超声波速度值进行存储。
步骤S200、通过超声波测量待测人员的头顶与天花板的第二距离；具体如上所述。
步骤S300、计算第一距离和第二距离的差值即为测得的站姿身高；具体如上所述。
步骤S400、将测得的站姿身高显示在显示屏上，并进行语音提示；具体如上所述。具体地，步骤S400之后还包括，将测得的站姿身高通过蓝牙模块发送至移动终端进行存储。
所述的站姿身高测量方法，其中，如图4所示，所述步骤S100具体包括：
步骤S101、通过将超声波身高测量仪放置于室内的地上；具体如上所述。
步骤S102、通过处理器控制超声波的发射和接收，并对发射和接收的时间差进行存储；具体如上所述。
步骤S103、通过温度传感器获取当前温度，根据当前温度下对应的超声波速度，计算出天花板与地板之间所对应的第一距离；具体如上所述。
所述的站姿身高测量方法，如图5所示，其中所述步骤S200具体包括：
步骤S201、通过将超声波身高测量仪放置于待测人员的头顶上；具体如上所述。
步骤S202、通过处理器控制超声波的发射和接收，并对发射和接收的时间差进行存储；具体如上所述。
步骤S203、通过温度传感器获取当前温度，根据当前温度下对应的超声波速度，计算出天花板与人头顶之间所对应的第二距离；具体如上所述。
综上所述，本发明提供了一种超声波身高测量仪，包括一本体，所述本体包括：用于发射超声波的超声波发射电路和用于接收超声波的超声波接收电路，用于控制和处理超声波数据的处理器，用于对声波传播速度进行补偿的温度传感器，用于显示测量结果的显示屏，用于语音提示的语音提示电路，还包括用于测试超声波身高测量仪是否平稳的三轴加速度传感器，以及电源，所述的超声波发射电路和超声波接收电路、温度传感器、显示屏、语音提示电路、三轴加速度传感器和电源分别与处理器通信连接。本发明可实现具有体积小、便于携带，可直接放置于头顶上，适合测量各个年龄段的人，同时可将数据传输至移动终端，通过移动终端记录数据，为用户测身高提供方便。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，但是所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种超声波身高测量仪，其特征在于，包括一本体，所述本体包括：
用于发射超声波的超声波发射电路和用于接收超声波的超声波接收电路，用于控制和处理超声波数据的处理器，用于对声波传播速度进行补偿的温度传感器，用于显示测量结果的显示屏，用于语音提示的语音提示电路，用于测试超声波身高测量仪是否平稳的三轴加速度传感器，以及电源，所述的超声波发射电路和超声波接收电路、温度传感器、显示屏、语音提示电路、三轴加速度传感器和电源分别与处理器通信连接。
2.根据权利要求1所述的超声波身高测量仪，其特征在于，所述本体上还设置有一开关电路，所述开关电路和所述电源连接。
3.根据权利要求1所述的超声波身高测量仪，其特征在于，所述处理器采用型号为NORDIC51822的芯片。
4.根据权利要求1所述的超声波身高测量仪，其特征在于，所述温度传感器采用型号为DS18B20的温度传感器。
5.根据权利要求1所述的超声波身高测量仪，其特征在于，所述电源采用2节7号电池。
6.根据权利要求1所述的超声波身高测量仪，其特征在于，所述本体上还设置有两个信号指示灯用于提示数据传输。
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