CN104757997A - 一种身高测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种身高测量仪，包括测距装置和显示装置，其中，所述测距装置包括一外壳，外壳内为有一电路板，所述电路板设置有超声波收发一体的超声波发射和接收电路，测距处理芯片，三轴加速度传感器、温度传感器、语音处理电路，超声波发射和接收电路，测距处理芯片，三轴加速度传感器、温度传感器、语音处理电路通过线路进行连接，显示装置与测距装置中的测距处理芯片通过线路进行连接，所述显示装置固定安装在外壳上。本发明操作简单，身高测量仪可拆卸的安装在墙上，并可以获取当前测距装置是否水平并对其进行调节保持平衡，测量精度更高，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及智能化测距技术领域，尤其涉及的是一种身高测量仪。
背景技术
超声波身高测量装置具有测量精度高、使用方便的特点。但是，现有技术中的身高装置是采用在测量装置上同时设置有超声波信号发射装置和超声波接收设置，而且超声波信号发射探头和接收探头设置为一个，待测量的身高数据是根据超声波的往返时间而计算得出。其存在如果测量棒如果不是水平的，测量结果就不精确。
而且现有的技术中是通过设置直角尺结构确保超声波发射时，测距装置处于水平状态。而且要通过人手来进行操作，使用不够方便。也未考虑超声波在不同温度下的速度也有略微的差别，现有技术中的身高数据存储传输也不方便。
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，本发明提供了一种身高测量仪，旨在提出一种新的身高测量仪，解决现有技术中无法保证超声波发射装置水平，需要人工操作的问题。
本发明的技术方案如下：
一种身高测量仪，包括测距装置和显示装置，其中，所述测距装置包括一外壳，外壳内为有一电路板，所述电路板设置有超声波收发一体的超声波发射和接收电路，测距处理芯片，三轴加速度传感器、温度传感器、语音处理电路，超声波发射和接收电路，测距处理芯片，三轴加速度传感器、温度传感器、语音处理电路通过线路进行连接，显示装置与测距装置中的测距处理芯片通过线路进行连接，所述显示装置固定安装在外壳上。
所述的身高测量仪，其中，所述测距处理芯片采用型号为NORDIC51822的芯片。
所述的身高测量仪，其中，所述温度传感器采用型号为DS18B20的温度传感器。
所述的身高测量仪，其中，所述测距处理芯片上还集成有蓝牙模块。
所述的身高测量仪，其中，所述显示装置上还设置有两个LED信号灯用于提示数据传输及显示设备的工作状态。
本发明所提出的身高测量仪，可安装在墙上，可检测超声波发射时是否水平进行判断，并利用温度传感器传感器进行速度补偿，提高了身高测量的精度，同时可将数据通过蓝牙模块传输至移动终端，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是本发明中所述身高测量仪的较佳实施例的结构示意图。
图2为本发明中所述测距装置的较佳实施例的结构示意图。
图3为本发明中所述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为本发明中所述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的流程图。
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。
本发明提供了一种身高测量仪的较佳实施例的结构示意图 ，如图1和图2所示，一种身高测量仪，包括测距装置1和显示装置2，其中，所述测距装置包括一外壳3，外壳内为有一电路板，所述电路板设置有超声波收发一体的超声波发射和接收电路100，测距处理芯片200，三轴加速度传感器300、温度传感器400、语音处理电路500，其中超声波发射和接收电路100，测距处理芯片200，三轴加速度传感器300、温度传感器400、语音处理电路500通过线路进行连接，显示装置2与测距装置1中的测距处理芯片通过线路进行连接，所述显示装置2固定安装在外壳3上。
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，超声波发射和接收电路用于发射和接收超声波，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，我们通过测距处理芯片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进行速度补偿，具体实施时，温度传感器实时检测当前温度，并将该温度数据发送到测距处理芯片，测距处理芯片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，本发明中可采用两节7号电池供电。
本发明中的身高测量仪在具体使用时，先将身高测量仪固定在墙上，测量身高测量仪和地板之间的距离记为s1，被测人员站于身高测量仪的下方，测量身高测量仪与待测人员的头顶之间的距离记为s2，通过测距处理芯片计算s1与s2之间的距离差即为待测人员的实际身高值。例如，测得身高测量仪和地板间的距离s1为4.5米，身高测量仪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。将本发明的身高测量仪可放置于床头，首先测得仪器到床尾的距离记为h1,然后将小孩放在床上，让小孩的脚和床尾保持水平，，测得身高测量仪与小孩头顶的距离记为h2，那么小孩的实际身高记为h，h=h1-h2。
所述测距装置上还设置有用于测试身高测量仪是否平稳的三轴加速度传感器，所述三轴加速度传感器与测距处理芯片及超声波发射和接收电路相连接。具体实施时，当将身高测量仪固定在墙上时，会因放置时人为原因出现不平稳的情况，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。
测距处理芯片控制将测得的身高值显示在显示装置上，显示装置一般为液晶显示屏。同时测得的身高值并通过语音处理电路进行转换成语音，播报给用户，方便记录。
蓝牙技术，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等之间进行无线信息交换。本发明中的身高测量仪上的测距处理芯片上还集成有蓝牙模块，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。
所述的身高测量仪，其中在测距装置上还设置有一开关电路，所述开关电路和所述测距处理芯片连接。所述开关电路可以控制身高测量仪开启。
所述本体上还设置有两个LED信号灯用于提示数据传输及显示设备的工作状态。具体的，两个信号灯在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，所述测距处理芯片采用型号为NORDIC51822的芯片。所述测距处理芯片要预先存储不同的气温下对应的超声波速度。
具体的，所述温度传感器采用型号为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，用于测距处理芯片计算身高数值。
基于上述的身高测量仪，本发明还提供了一种将身高测量仪设置于墙上的具体实施例，如图3所示，所述方法包括：
步骤S100、预先将身高测量仪放置于墙上的一定高度；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、通过超声波测得身高测量仪与地板之间的第一距离；具体如上所述。
步骤S300、通过超声波测量待测人员的头顶与身高测量仪的第二距离；具体如上所述。
步骤S400、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S500、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S500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，如图4所示，其中，所述步骤S200具体包括：
步骤S201、通过测距处理芯片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S202、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。
步骤S203、通过三轴加速度传感器获取当前的身高测量仪相对于水平面的倾斜角度，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。
综上所述，本发明提供了一种身高测量仪，包括测距装置和显示装置，其中，所述测距装置包括一外壳，外壳内为有一电路板，所述电路板设置有超声波收发一体的超声波发射和接收电路，测距处理芯片，三轴加速度传感器、温度传感器、语音处理电路，超声波发射和接收电路，测距处理芯片，三轴加速度传感器、温度传感器、语音处理电路通过线路进行连接，显示装置与测距装置中的测距处理芯片通过线路进行连接，所述显示装置固定安装在外壳上。本发明操作简单，身高测量仪可拆卸的安装在墙上，并可以获取当前测距装置是否水平并对其进行调节保持平衡，测量精度更高，实用性强。
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 (5)
1.一种身高测量仪，包括测距装置和显示装置，其特征在于，所述测距装置包括一外壳，外壳内为有一电路板，所述电路板设置有超声波收发一体的超声波发射和接收电路，测距处理芯片，三轴加速度传感器、温度传感器、语音处理电路，超声波发射和接收电路，测距处理芯片，三轴加速度传感器、温度传感器、语音处理电路通过线路进行连接，显示装置与测距装置中的测距处理芯片通过线路进行连接，所述显示装置固定安装在外壳上。
2.根据权利要求1所述的身高测量仪，其特征在于，所述测距处理芯片采用型号为NORDIC51822的芯片。
3.根据权利要求1所述的身高测量仪，其特征在于，所述温度传感器采用型号为DS18B20的温度传感器。
4.根据权利要求2所述的身高测量仪，其特征在于，所述测距处理芯片上还集成有蓝牙模块。
5.根据权利要求1所述的身高测量仪，其特征在于，所述显示装置上还设置有两个LED信号灯用于提示数据传输及显示设备的工作状态。
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