一种基于SPCE061A单片机的超声测距装置制造方法及图纸

一种基于SPCE061A单片机的超声测距装置。主要解决现有的超声测距装置制造成本较高且探头存在盲区的问题。其特征在于：在壳体上固定有太阳能极板、无线发射天线、超声波发射头和超声波接收头，超声波发射头和超声波接收头均通过可转动任意角度的万向节连接轴承固定在装置壳体上；装置壳体内固定有由单片机、GSM通信模块、超声波测距模块、太阳能供电模块、电源模块以及功率放大器连接后构成的功能单元，通信模块的信号输入端连接至单片机的通信信号输出端，超声波测距模块与单片机之间采用双向数据流连接，超声波测距模块由模块接口、超声波发射调理电路和超声波回波接收处理电路构成。该装置制造成本低、探头无盲区且可实现远距离传送测量数据。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于易燃、易爆或有毒有害环境中的超声波距离测量装置。
技术介绍
超声波是一种频率超过20kHz的机械波。超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性一反射、折射、干涉、衍射、散射。超声波具有方向性集中、振幅小、加速度大等特点，可产生较大力量，并且在不同的媒质介面，超声波的大部分能量会反射。利用超声波检测往往比较迅速，方便，易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，主要应用于一些工业现场，例如对液位、井深、管道长度等物理量进行检测。但是，目前使用在易燃、易爆或有毒有害环境中的超声波距离测量装置，结构十分复杂，多采用价格高昂的工业计算机构成，而且超声探头存在着盲区，有角度限制。因此，影响了超声波测距仪的应用范围。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所提到的技术问题，本技术提供一种基于SPCE061A单片机的超声测距装置，该种超声测距装置采用凌阳SPCE061A单片机构建，不但制造成本低、探头无盲区且可实现远距离传送测量数据，非常适用于一些不适于操作人员进入的测量场合。本技术的技术方案是该种基于SPCE061A单片机的超声测距装置，包括一个装置壳体，其独特之处在于在所述壳体上固定有太阳能极板、无线发射天线、超声波发射头和超声波接收头，所述超声波发射头和超声波接收头均通过可转动任意角度的万向节连接轴承固定在装置壳体上；所述装置壳体内固定有由SPCE061A单片机、GSM通信模块、超声波测距模块、太阳能供电模块、电源模块以及功率放大器连接后构成的功能单元，其中，所述GSM通信模块的信号输入端连接至所述单片机的通信信号输出端，所述超声波测距模块与所述单片机之间采用双向数据流连接，其中，所述超声波测距模块由模块接口、超声波发射调理电路和超声波回波接收处理电路构成，所述超声波发射调理电路和超声波回波接收处理电路的电路输出端分别与超声波发射头和超声波接收头的信号端相连接；所述太阳能供电模块的电源输入端连接至太阳能极板的转换电压输出端。另外，为便于测距仪调整探头高度以及移动位置，可以在所述装置壳体下端固定有由带行走轮的外腿、内腿和调整螺栓连接后构成的行走架；其中，所述内腿置于外腿内的滑道中，由调整螺栓锁紧。本技术具有如下有益效果该种超声测距装置采用凌阳SPCE061A单片机作为主控CPU，采用了超声波测距模块，扩展了 GSM通信单元，利用单片机的DAC功能直接连接功放而输出语音，充分发挥了 SPCE061A的语音特色。此外，系统采用太阳能供电系统结合5V直流电源供电，保证了系统用电的安全性。而且对于SPCE系列的全双工异步通信的串行接口，还可实现多机通信，组成分布式控制系统和用于近距离的双机通信或制作红外遥控装置。凌阳SPCE061A单片机成本较低，利用它完成的系统整体造价相应便宜，非常适于工业上推广应用。而且，本装置的超声探头和装置高低可任意调解，因此避免了超声盲区的出现。同时，设置了 GSM通信单元可以把测得的数据远程传送，操作人员不用再近距离读取数值，因此，非常适用于一些不适于操作人员进入的测量场合。附图说明图I是本技术的结构示意图。图2是本技术内功能单元的构成原理图。图3是本技术功能单元内超声波测距模块的构成原理图。图4是本技术所述超声波发射调理电路的电路图。 图5是本技术所述超声波回波接收处理电路的电路图。图中I-无线发射天线，2-太阳能极板，3-超声波发射头，4-超声波接收头，5-内腿，6-调整螺栓，7-外腿。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明由图I、图2所示，该种基于SPCE061A单片机的超声测距装置，包括一个装置壳体，其独特之处在于在所述壳体上固定有太阳能极板2、无线发射天线I、超声波发射头3和超声波接收头4，所述超声波发射头3和超声波接收头4均通过可转动任意角度的万向节连接轴承固定在装置壳体上；所述装置壳体内固定有由SPCE061A单片机、GSM通信模块、超声波测距模块、太阳能供电模块、电源模块以及功率放大器连接后构成的功能单元，其中，所述GSM通信模块的信号输入端连接至所述单片机的通信信号输出端，所述超声波测距模块与所述单片机之间采用双向数据流连接，其中，所述超声波测距模块由模块接口、超声波发射调理电路和超声波回波接收处理电路构成，所述超声波发射调理电路和超声波回波接收处理电路的电路输出端分别与超声波发射头3和超声波接收头4的信号端相连接。具体实施时，单片机控制整个系统的运行，发射脉冲，检测到回波后读入深度及A/D信号，而接收放大器包括三级放大器，一级前置放大器，一级带通放大器及一级程控放大器，接收机带宽为2KHz，以满足最佳通频带的要求。从接收传感器传来的信号很微弱，可使用有源滤波器和放大器的组合来实现放大。带通滤波器的中心频率等于信号频率。这样，传播过程中的绝大部分能量就被阻挡在通带之外了，但对通带内的噪音抑制则无能为力。一定程度上，可以通过增加发射功率和提高接收机的方向性来提高信噪比，图3至图4显示的为超声波测距模块的构成，发射部分主要包括NE555震荡发生电路和非门驱动CD4049，通过NE555的阻容参数设定信号的震荡频率，通过非门驱动电路产生互补的方波加载道超声波发射头上边，发射头对外输出方向性的超声波。应用中通过向控制端PLUS_EN传送一个250 μ s宽度的高电平脉冲触发超声波模块发射超声波。超声波接收部分主要为信号的放大，由于反射的超声波信号很弱，所以超声波接收头的输出信号也很弱，必须通过多级运放放大才能接收到，后级采用LM311比较器对接收信号进行调整，得到良好的TTL电平信号。另外，为便于实现测距装置探头高度的宏观调整，可以在所述装置壳体下端固定有由带行走轮的外腿7、内腿5和调整螺栓6连接后构成的行走架。其中，所述内腿5置于外腿7内的滑道中，由调整 螺栓6锁紧。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SPCE061A单片机的超声测距装置，包括一个装置壳体，其特征在于：在所述壳体上固定有太阳能极板（2）、无线发射天线（1）、超声波发射头（3）和超声波接收头（4），所述超声波发射头（3）和超声波接收头（4）均通过可转动任意角度的万向节连接轴承固定在装置壳体上；所述装置壳体内固定有由SPCE061A单片机、GSM通信模块、超声波测距模块、太阳能供电模块、电源模块以及功率放大器连接后构成的功能单元，其中，所述GSM通信模块的信号输入端连接至所述单片机的通信信号输出端，所述超声波测距模块与所述单片机之间采用双向数据流连接，其中，所述超声波测距模块由模块接口、超声波发射调理电路和超声波回波接收处理电路构成，所述超声波发射调理电路和超声波回波接收处理电路的电路输出端分别与超声波发射头（3）和超声波接收头（4）的信号端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于SPCE061A单片机的超声测距装置，包括一个装置壳体，其特征在于在所述壳体上固定有太阳能极板(2)、无线发射天线(I)、超声波发射头(3)和超声波接收头(4)，所述超声波发射头(3)和超声波接收头(4)均通过可转动任意角度的万向节连接轴承固定在装置壳体上；所述装置壳体内固定有由SPCE061A单片机、GSM通信模块、超声波测距模块、太阳能供电模块、电源模块以及功率放大器连接后构成的功能单元，其中，所述GSM通信模块的信号输入端连接至所述单片机的通信信号输出端，所述超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨莉，张彦生，刘远红，高宏宇，刘玉敏，王炳北，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：实用新型
国别省市：