[發(fā)明專利]具有語音功能的便攜式智能測距儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310322160.3
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN103364786A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋學(xué)坤;張佩江;申義彩;孔沈燕;余孝奎;杜娟;張紅坡
• 申請（專利權(quán)）人: 河南中醫(yī)學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S15/08
• 分類號(hào): G01S15/08
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務(wù)所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儀器，特別是一種具有語音功能的便攜式智能測距儀。

背景技術(shù)

隨著人們生活的提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，家用電器或醫(yī)療設(shè)備已進(jìn)入千家萬戶，或公共場所及相關(guān)特定的工作場合等，以便高效地用于日常生活和特定工作。為了防止電器產(chǎn)生的輻射或有害物質(zhì)影響身體健康，使人們與電器或有害物質(zhì)保持一定距離是必需的，如何控制有效的安全距離，經(jīng)常需要測距儀，測距儀現(xiàn)雖有多種不同的型號(hào)，但由于結(jié)構(gòu)上的問題，在使用中均存這樣或那樣的問題。另一方面，近距離的建筑物距、室內(nèi)長寬及面積的測量，以及野外考察測距及井、礦內(nèi)探測等，也需要小巧便攜的、具有多種結(jié)果輸出顯示功能的測距儀，以滿足不同場合（家庭、戶外等）的要求。

超聲波穿透性強(qiáng)，具有良好的方向性，傳輸過程中衰減小，在介質(zhì)中傳播的距離遠(yuǎn)，反射能力強(qiáng)。它的用途廣范，可用于自動(dòng)控制、探傷、測距、測源等。超聲波發(fā)射器不是單獨(dú)發(fā)射一個(gè)脈沖，而是一串的幾個(gè)脈沖，并對測量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖，超聲波接收器接收超聲波發(fā)射器發(fā)射的脈沖串，同樣也對測量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖。再利用雙穩(wěn)態(tài)電路把上述兩個(gè)短脈沖轉(zhuǎn)換成一個(gè)方脈沖，這個(gè)方脈沖就等于上述兩個(gè)短脈沖之間的時(shí)間間隔。測量這個(gè)方脈沖的寬度就可以確定發(fā)射器和探測物之間的距離。利用超聲波進(jìn)行探測，往往比較迅速，方便，計(jì)算簡單，易于做到實(shí)施控制。并且在測量精度方面能夠很好的達(dá)到工業(yè)控制要求。

超聲波是發(fā)射頻率大于20KHZ的聲波，而它在空氣中以40KHZ的頻率傳播時(shí)，效率最好，處于該頻率的超聲波，基本上是以直線傳播，且遇到障礙物時(shí)，能夠很好的沿原路返回。超聲波測距系統(tǒng)即是根據(jù)超聲波的上述特性，利用單片機(jī)（ATMEL89C2051芯片）控制超聲波的發(fā)射和接受，根據(jù)物理公式S=V*t/2(V為空氣中超聲波傳播速度，t為測得的超聲波傳播時(shí)間)，從而測得目標(biāo)距離，并最終通過I/O設(shè)備輸出結(jié)果信息。超聲波測距測量準(zhǔn)確，而且至今還未發(fā)現(xiàn)利用超聲波而研制的家用便攜式測距儀。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種具有語音功能的便攜式智能測距儀，可有效解決準(zhǔn)確測定輻射源距離的難題，確保人們的身體健康問題，同時(shí)可廣泛應(yīng)用于家庭、戶外乃至野外等多種測距場合。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括殼體和殼體內(nèi)的測距電路，殼體前面部有顯示窗，電源開關(guān)（S2）、測距開關(guān)（S1）和溫度識(shí)別器插口，溫度識(shí)別器插口上裝有與控制器相連的溫度識(shí)別器，所述的測距電路包括電源、控制器，電源與控制器相連，控制器分別與超聲波收發(fā)器、觸發(fā)器、譯碼器和測距開關(guān)相連，電源分別與電源開關(guān)、語音芯片、揚(yáng)聲器、譯碼器、數(shù)碼顯示器相連，觸發(fā)器與語音芯片相連，語音芯片分別與麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器相連，譯碼器與數(shù)碼顯示器相連，語音芯片與麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器相配合，按用戶需求提前輸入“測量距離為”、“點(diǎn)”、“米”、“0”-“9”十個(gè)數(shù)字的發(fā)音，當(dāng)系統(tǒng)測得目標(biāo)距離后,再通過數(shù)碼顯示器進(jìn)行顯示后，輸出提示語音；超聲波收發(fā)器是超聲波發(fā)送器和接收器裝在一起，又合稱為傳感器，傳感器發(fā)出40kHz超聲波，同時(shí)單片機(jī)構(gòu)成的控制器開始計(jì)時(shí)；超聲波碰到被測物反射回來，傳感器收到回波并送至單片機(jī)控制器，單片機(jī)控制器停止計(jì)時(shí)，單片機(jī)控制器所計(jì)的時(shí)間就是超聲波從傳感器到被測物的往返時(shí)間，用其乘以超聲波在空氣中的速度，再除以2就得到要測的距離，單片機(jī)控制器開始計(jì)時(shí)后，只要傳感器收到回波，單片機(jī)控制器就停止計(jì)時(shí)，即只有最先返回的超聲波才起作用，也就是說本儀器總是測得離傳感器最近的物體的距離，這就是所謂的時(shí)間差測距，其測距公式為：S=Vt/2，其中V為超聲波在空氣中的傳播速度，t為超聲波在空氣中來回傳播的時(shí)間，其中,r為氣體的比熱值,R為氣體常數(shù),T為空氣中熱力學(xué)溫度,μ為氣體的分子量；聲速與熱力學(xué)溫度的平方根成正比,溫度越高聲速越大，為了計(jì)算方便，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，超聲波在空氣中的傳播速度可直接換算為：T用溫度傳感器采集并送給單片機(jī)控制器進(jìn)行計(jì)算，而331.4和273.6均是由前一公式及四個(gè)參數(shù)換算后得來的，這時(shí)超聲波速度V就只跟溫度T有關(guān)了，這就有利于程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)及計(jì)算的簡便。溫度傳感器硬件及本算法的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了測距中的“溫度補(bǔ)償和校正”機(jī)制，大大提高了本測距儀的精確度。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，新穎獨(dú)特，使用效果好，測距準(zhǔn)確，有效解決因輻射源測距不準(zhǔn)而造成對人體和健康的傷害問題，同時(shí)也可滿足家庭及戶外的常規(guī)測距及廠礦工地等特殊環(huán)境下的勘測等。