CN202453501U

CN202453501U - 一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置

Info

Publication number: CN202453501U
Application number: CN2012200357212U
Authority: CN
Inventors: 李慧; 杨宏韬; 李秀兰
Original assignee: Changchun University of Technology
Current assignee: Changchun University of Technology
Priority date: 2012-02-06
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2022-02-06

Abstract

本实用新型具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置涉及超声波测距领域，该测距装置包括第一电源模块、超声波测距模块、测温模块、第一单片机、无线发送模块、无线接收模块、第二单片机、显示模块、语音模块和第二电源模块。本实用新型采用第一单片机接收超声波测距模块传送的距离数据和测温模块传送的温度数据，并根据温度数据对距离数据做消除温漂误差的运算处理，有效减小和消除了导致超声波测距装置在实际测距过程中因温度影响而产生误差；同时，采用无线发送模块和无线接收模块实现对探测数据的远距离传输，使本实用新型的无线超声波测距装置摆脱了对数据传输线路和供电线路的依赖。

Description

一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置

技术领域

本实用新型涉及超声波测距领域，尤其涉及一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置。

背景技术

超声波测距装置在工业生产和智能控制等领域应用广泛，例如倒车距离监测装置是车载电子系统中的重要组成部分，在协助驾驶员将车辆倒入库位时，功效明显；在液位监测、深井探测等诸多方面也十分普及。但是，现有的超声波测距装置多应用超声回波测距方式，因超声波在空气中的传播速度受气温变化影响较大，导致超声波测距装置在实际测距过程中因温度影响而产生误差；同时，与探测传感器相连接的数据线和供电线路的长度，也限制了超声波测距装置的整体探测距离。

实用新型内容

为了解决现有的超声波测距装置在实际测距过程中因温度而产生误差，探测传感器应用距离受数据线和电源线长度限制的技术问题，本实用新型提供一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案如下：

一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置包括：第一电源模块、超声波测距模块、测温模块、第一单片机、无线发送模块、无线接收模块、第二单片机、显示模块、语音模块和第二电源模块；所述第一电源模块分别与超声波测距模块、测温模块、第一单片机、无线发送模块相连，并为上述模块提供工作电源；所述超声波测距模块与第一单片机相连，其用于检测自身与探测方向上的障碍物之间的距离，并实时将距离数据传送给第一单片机；所述测温模块与第一单片机相连，其用于检测超声波测距模块周围的环境温度，并实时将温度数据传送给第一单片机；所述第一单片机与无线发送模块相连，其接收超声波测距模块传送的距离数据和测温模块传送的温度数据，并根据温度数据对距离数据做消除温漂误差的运算处理；同时，第一单片机将温度检测数据和经过消除温度误差处理后的距离检测数据实时传送给无线发送模块；所述第二单片机分别与无线接收模块、显示模块、语音模块相连，其通过无线接收模块接收由第一单片机传送来的温度检测数据和距离检测数据，并将距离数值传送给显示模块，显示模块对该距离数值进行文字显示；同时，第二单片机还对距离检测数据进行判断处理，并根据处理结果同步控制显示模块和语音模块发出不同种类的声光报警提示；所述第二电源模块分别与无线接收模块、第二单片机、显示模块、语音模块相连，并为上述模块提供工作电源。

本实用新型的有益效果如下：

1）采用第一单片机接收超声波测距模块传送的距离数据和测温模块传送的温度数据，并根据温度数据对距离数据做消除温漂误差的运算处理，有效减小和消除了导致超声波测距装置在实际测距过程中因温度影响而产生误差。

2）采用无线发送模块和无线接收模块实现对探测数据的远距离传输，并采用独立的电源模块，使本实用新型的无线超声波测距装置摆脱了对数据传输线路和供电线路的依赖。

附图说明

图1是本实用新型一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置原理框图。

图2是本实用新型中的超声波发射电路原理图。

图3是本实用新型中的检波接收电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置包括：第一电源模块、超声波测距模块、测温模块、第一单片机、无线发送模块、无线接收模块、第二单片机、显示模块、语音模块和第二电源模块。

上述的第一单片机和第二单片机均为STC89C52单片机；无线发送模块和无线接收模块均为Nordic公司生产的nRF905型无线射频模块；测温模块为采用温度补偿电路的DS18B20型数字温度传感器；语音模块为PM5020型智能语音存储芯片；显示模块为LCD液晶显示器。

本实用新型的超声波测距模块由超声波发射电路和检波接收电路构成。如图2所示，超声波发射电路主要由超声波换能器和反向器74LS04构成，第一单片机P1.2端口输出的40KHz方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极，用这种推挽形式将方波信号加到超声波换能器两端可以提高超声波的发射强度。输出端采用两个反向器并联，用以提高驱动能力。上拉电阻R1、R2一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，以缩短其振荡的时间，提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力；另一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力。

如图3所示，本实用新型超声波测距模块所采用的检波接收电路CX20106A集成电路是一款红外线检波接收的专用芯片，CX20106A超声波接收电路在无信号时输出高电平，其具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力，适当改变电容C1的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。

本实用新型具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置的工作原理是：

第一电源模块采用6V和9V电池，经带有LM117 5.0和LM117 3.3芯片的稳压电路，将9V电压分别稳压到5V和3.3V，向第一单片机、超声波测距模块、测温模块、无线发送模块供电；第二电源模块采用9V电池，经带有LM117 5.0和LM117 3.3芯片的稳压电路，将9V电压分别稳压到5V和3.3V，向第二单片机、无线接收模块、显示模块、语音模块、无线接收模块供电。

超声波测距模块检测自身与探测方向上的障碍物之间的距离，并实时将距离数据传送给第一单片机；测温模块检测超声波测距模块周围的环境温度，并实时将温度数据传送给第一单片机；第一单片机接收超声波测距模块传送的距离数据和测温模块传送的温度数据，同时根据温度数据对距离数据做消除温漂误差的运算处理，并将温度检测数据和经过消除温度误差处理后的距离检测数据实时传送给无线发送模块；第二单片机通过无线接收模块接收由第一单片机传送来的温度检测数据和距离检测数据，并将距离数值传送给显示模块，显示模块对该距离数值进行文字显示；同时，第二单片机还对距离检测数据进行判断处理，并根据处理结果同步控制显示模块和语音模块发出不同种类的声光报警提示。

Claims

1.一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置，其特征在于：该测距装置包括第一电源模块、超声波测距模块、测温模块、第一单片机、无线发送模块、无线接收模块、第二单片机、显示模块、语音模块和第二电源模块；

所述第一电源模块分别与超声波测距模块、测温模块、第一单片机、无线发送模块相连，并为上述模块提供工作电源；

所述超声波测距模块与第一单片机相连，其用于检测自身与探测方向上的障碍物之间的距离，并实时将距离数据传送给第一单片机；

所述测温模块与第一单片机相连，其用于检测超声波测距模块周围的环境温度，并实时将温度数据传送给第一单片机；

所述第一单片机与无线发送模块相连，其接收超声波测距模块传送的距离数据和测温模块传送的温度数据，并根据温度数据对距离数据做消除温漂误差的运算处理；同时，第一单片机将温度检测数据和经过消除温度误差处理后的距离检测数据实时传送给无线发送模块；

所述第二单片机分别与无线接收模块、显示模块、语音模块相连，其通过无线接收模块接收由第一单片机传送来的温度检测数据和距离检测数据，并将距离数值传送给显示模块，显示模块对该距离数值进行文字显示；同时，第二单片机还对距离检测数据进行判断处理，并根据处理结果同步控制显示模块和语音模块发出不同种类的声光报警提示；

所述第二电源模块分别与无线接收模块、第二单片机、显示模块、语音模块相连，并为上述模块提供工作电源。

2.如权利要求1所述的一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置，其特征在于：所述的第一单片机和第二单片机均为STC89C52单片机。

3.如权利要求1所述的一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置，其特征在于：所述的无线发送模块和无线接收模块均为nRF905型无线射频模块。

4.如权利要求1所述的一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置，其特征在于：所述的测温模块为采用温度补偿电路的DS18B20型数字温度传感器。

5.如权利要求1所述的一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置，其特征在于：所述的语音模块为PM5020型智能语音存储芯片。

6.如权利要求1所述的一种具有消除温度误差功能的无线超声波测距装置，其特征在于：所述的显示模块为LCD液晶显示器。