CN203231739U - 一种不规则面积自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不规则面积自动测量装置，包括控制器，所述控制器与液晶显示器、温度传感器、按键输入电路、超声波发射接收电路和步进电机驱动电路连接，所述超声波发射接收电路与超声波传感器连接，所述步进电机驱动电路与步进电机连接，测量面积时，根据已知的步进角和测量装置所在点至不规则物体边界的两条边的距离即可计算出一个近似三角形的面积，步进电机旋转一周，测出所有小三角形面积并累积即为整个不规则物体的面积。本实用新型结构简单，通用性强，自动测量，精度较高。

Description

一种不规则面积自动测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种面积测量装置，具体涉及一种不规则面积自动测量装置。

背景技术

在日常的生产和生活中经常需要对物体进行面积测量，面积测量分为规则面积测量和不规则面积测量两种，对于规则面积测量较为简单，只要测定其特征参数直接计算即可。对于不规则面积测量存在一定的难度，一种是将不规则面积划分为若干个规则形状然后分别进行测量求和，但这只是一种近似且不具有通用性，另外一种方法是寻求数值计算方法，其基本思想是建立不规则形状边界曲线函数，然后使用数值积分的方法求面积，此方法虽较为准确，但需要使用若干支距确定边界函数点，然后再通过曲线拟合出边界函数，最后通过数值积分方法求出面积，计算比较复杂，需要配备通用计算机进行数据处理，不利于现场测量和设备小型化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种不规则面积自动测量装置，本实用新型结构简单，通用性强，自动测量，精度较高。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种不规则面积自动测量装置，包括控制器，所述控制器与液晶显示器、温度传感器、按键输入电路、超声波发射接收电路和步进电机驱动电路连接，所述超声波发射接收电路与超声波传感器连接，所述步进电机驱动电路与步进电机连接。

进一步的，所述控制器为ATmega16A单片机。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型可用于对新建商品房、大型水库、密闭箱体等较为空旷的不规则面积进行自动测量。该装置具有结构简单，通用性强，自动测量，精度较高等优点。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的整体结构框图；

图2是本实用新型的测量原理图。

图中标号说明：1、液晶显示器，2、温度传感器，3、按键输入电路，4、控制器，5、超声波发射接收电路，6、超声波传感器，7、步进电机驱动电路，8、步进电机。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。

参照图1所示，一种不规则面积自动测量装置，包括控制器4，所述控制器4与液晶显示器1、温度传感器2、按键输入电路3、超声波发射接收电路5和步进电机驱动电路7连接，所述超声波发射接收电路5与超声波传感器6连接，所述步进电机驱动电路7与步进电机8连接。

进一步的，所述控制器4为ATmega16A单片机。

进一步的，测量面积时，根据已知的步进角和测量装置所在点至不规则物体边界的两条边的距离即可计算出一个近似三角形的面积，步进电机8旋转一周，测出所有小三角形面积并累积即为整个不规则物体的面积。

本实施例的工作原理如下：

如图2所示，将超声波传感器6固定于一个可升降的支架上，调节支架高度便于更好地找到不规则物体边界反射面，支架由步进电机8带动旋转，步进电机8由控制器4控制。测量面积时，将测量装置放置于不规则物体中的某一点，超声波传感器6测出该点到边界之间的距离，步进电机8在控制器4的控制下转动一个步进角（1.8°或3.6°）,再次测出该点与边界的距离，根据测得两条边以及确定的步进角即可计算出一个近似三角形的面积，依此类推步进电机8旋转一周，测出所有小三角形面积并对此进行累积即为整个不规则物体的面积。液晶显示器1用于显示测量数值及系统工作状态，温度传感器2用于测量环境温度以用于修正超声波传播速度，以进一步提升系统测量精度。按键输入电路3用于设置系统参数并提供一定的人机接口。

系统实施时，控制器4选择高性能、低功耗的8位AVR单片机ATmegal6A。液晶显示器1(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄、无辐射、低闪烁等许多其他显示器无法比拟的优点，选择2×16字符型液晶显示器LCD1602作为系统显示设备。由于DSl8B20独特的单总线接口方式，在多点测温时有明显的优势，占用MCU的I/O引脚资源少，和MCU的通信协议比较简单，成本较低，传输距离远，所以，选用DSl8B20作为温度测量的传感器。超声波传感器6要求具有收发一体的，检测距离远，肓区较小，收发电路容易实现的特点。步进电机8选择时，应满足控制精确，运行平稳，步进角较小，四相驱动等特点。

单片机与LCD显示装置的连接采用并行传输的方式，连接时将ATmegal6A单片机的一组I/O端口(如PA口)与LCDl602的8位数据线(D0-D7)连接，ATmegal6A单片机三个I/O端口(如PC5、PC6、PC7)分别与LCDl602的使能端口(E)、读/写选择端口(R/W)、数据/命令选择端口(RS)连接，LCDl602偏压引脚(VEE)外接调压电路。构建单片机最小系统，给LCD显示器供电，再编写相应控制程序即可实现字符显示。

温度传感器2选择单总线接口器件DS18B20，所以其与单片机接口十分简单，只将ATmegal6A单片机的一个I/O端口连接至DS18B20的单总线DQ并外接上拉电阻，再将DS18B20的VDD端接至电源正极，DS18B20的GND端接地即可。键盘输入电路3为若干个按钮，只要将每一个按钮的一端接到单片机一个I/O端口上，另外一端接地即可。

步进电动机8以脉冲电流来驱动。若每旋转一圈以200个励磁信号来计算，则每个励磁信号前进1.8度，其旋转角度与脉冲数成正比，正、反转可由脉冲顺序来控制。步进电动机8的励磁方式可分为全步励磁及半步励磁，其中全步励磁又有1相励磁及2相励磁之分，而半步励磁又称1-2相励磁。每输出一个脉冲信号，步进电动机8只走一步。因此，依序不断送出脉冲信号，即可步进电动机8连续转动。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种不规则面积自动测量装置，其特征在于：包括控制器（4），所述控制器（4）与液晶显示器（1）、温度传感器（2）、按键输入电路（3）、超声波发射接收电路（5）和步进电机驱动电路（7）连接，所述超声波发射接收电路（5）与超声波传感器（6）连接，所述步进电机驱动电路（7）与步进电机（8）连接。

2.根据权利要求1所述的一种不规则面积自动测量装置，其特征在于：所述控制器（4）为ATmega16A单片机。

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