超声波测量距离突变报警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超声波测量距离突变报警装置，包括有依次连接的超声波测距系统，电压识别模块和报警装置；超声波测距系统包括有单片机，通过超声波驱动模块与单片机连接的超声波发射传感器，依次通过运算放大器、滤波整形模块与单片机连接的超声波接收传感器；电压识别模块包括有与单片机连接的电压放大模块，依次连接于电压放大模块后端的A/D转换模块、滤波电路、电压比较器和继电器控制模块；继电器控制模块与报警装置的继电器连接。本实用新型专利技术采用超声波测距系统得到模拟电压信号，然后传输给电压识别模块进行电压比对分析，判断测量距离是否突变，满足报警条件时，由报警装置发出声光报警，提醒司机注意，避免安全事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
超声波测量距离突变报警装置
本技术涉及测距系统领域，具体是超声波测量距离突变报警装置。
技术介绍
现有移动物体的测距方法采用超声波进行测距，但是只能进行距离的测量，无法根据测量的距离进行比较实现报警。例如将超声波测距传感器安装于移动车辆的中间梁部位，移动车辆在铁路平车上进行移动，在移动过程中，移动车辆行驶的前端有深沟或悬空时，超声波传感器测量的距离由铁路平车底板到超声波传感器之间的距离突然增加为地面到超声波传感器之间的距离，此时就需要根据距离差进行辨别，实现报警功能。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种超声波测量距离突变报警装置，可根据超声波传感器的测距结果进行分析比较，实现报警功能，防止危险事故的发生。本技术的技术方案为：超声波测量距离突变报警装置，包括有依次连接的超声波测距系统，电压识别模块和报警装置；所述的超声波测距系统包括有单片机，通过超声波驱动模块与单片机连接的超声波发射传感器，依次通过运算放大器、滤波整形模块与单片机连接的超声波接收传感器；所述的电压识别模块包括有与单片机连接的电压放大模块，依次连接于电压放大模块后端的A/D转换模块、滤波电路、电压比较器和继电器控制模块；所述的继电器控制模块与报警装置的继电器连接。所述的超声波测距系统还包括有三极管VT1、三极管VT2、三极管VT3、二极管VD1、二极管VD2、电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5，所述的单片机的引脚25与超声波驱动模块的引脚1连接，超声波驱动模块的引脚4与三极管VT1的基极连接，三极管VT1的发射极接地，三极管VT1的集电极与超声波发射传感器的一端连接，超声波发射传感器的另一端通过电阻R1与电源正极连接，单片机的引脚25通过电容C1与电源正极连接，所述的超声波接收传感器的一端分别与三极管VT3的基极、电阻R2的一端连接，超声波接收传感器的另一端接地，电阻R2的另一端与三极管VT3的集电极连接，三极管VT3的发射极接地，且电阻R2的另一端通过电阻R3与电源正极连接，三极管VT3的集电极通过电容C2与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端分别连接电容C3的一端、电容C4的一端，且电阻R4的另一端通过电阻R5接地，电容C3的另一端与所述的运算放大器的输出端连接，电容C4的另一端与所述的运算放大器的反向输入端连接，且电容C3的另一端和电容C4的另一端之间连接有电阻R8，所述的运算放大器的正向输入端通过电阻R6接地，运算放大器的正向输入端通过电阻R7与电源正极连接，运算放大器的输出端通过电容C5与滤波整形模块的引脚4连接，滤波整形模块的引脚2连接单片机的引脚12，单片机的引脚24与电压放大模块连接。所述的单片机的引脚4和引脚6连接电源正极，单片机的引脚3和引脚5接地；所述的超声波驱动模块的引脚2和引脚3连接电源正极，超声波驱动模块的引脚5接地；所述的运算放大器的引脚8连接电源正极，运算放大器的引脚4接地；所述的滤波整形模块的引脚1连接电源正极，滤波整形模块的引脚3接地。所述的电压识别模块还包括有二极管VD3、二极管VD4、电容C6、电阻R2、电阻R4、释放继电器SB1和吸合继电器SB2和三极管VT4，所述的电压放大模块和A/D转换模块集成于集成运算放大器IC5，所述的集成运算放大器IC5的正向输入端与单片机的引脚24连接，单片机的引脚24通过二极管VD4与集成运算放大器IC5的反向输入端，集成运算放大器IC5的反向输入端通过二极管VD3与单片机的引脚24连接，且单片机的引脚24依次通过二极管VD4、电容C6后与集成运算放大器IC5的输出端连接，电容C6上并联有电阻R2，所述的滤波电路和电压比较器是由两个单片机控制单元组成，分别为单片机控制单元IC6和单片机控制单元IC7，所述的集成运算放大器IC5的输出端分别与单片机控制单元IC6的引脚1、单片机控制单元IC7的引脚1连接，单片机控制单元IC6的引脚2通过释放继电器SB1与报警装置的继电器一端连接，报警装置的继电器另一端与三极管VT4的集电极连接，单片机控制单元IC7的引脚2通过吸合继电器SB2与三极管VT4的发射极连接，三极管VT4的基极通过电阻R4与继电器控制模块的引脚3连接，单片机控制单元IC6的引脚3与继电器控制模块的引脚1连接，单片机控制单元IC7的引脚3与继电器控制模块的引脚2连接。所述的集成运算放大器IC5的引脚7连接电源正极，电源正极通过电容C8接地，集成运算放大器IC5的引脚8通过电容C7后连同集成运算放大器IC5的引脚1均与可调电阻RW1的一固定接头连接，集成运算放大器IC5的引脚5与可调电阻RW1的另一固定接头连接，集成运算放大器IC5的引脚4、可调电阻RW1的可调接头均接地；所述的单片机控制单元IC6的引脚4连接电源正极，单片机控制单元IC6的引脚5和单片机控制单元IC7的引脚5均接地。本技术的原理：本技术的超声波测距原理是通过超声波发射传感器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t,就可以计算出发射点距障碍物的距离S,即:S＝v·△t/2。这就是所谓的时间差测距法。从图1超声波时序图可知，如果一个10μS以上脉冲触发信号，超声波传感器内部将发出8个40kHz周期电平并检测回波，一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测量的距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。(1)、采用TRIG触发测距方式，给至少10μS的高电平信号；(2)、模块自动发送8个40kHz的方波，自动检测是否有信号返回；(3)、有信号返回，电路输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离＝(高电平时间×声速(340M/S))/2。单片机IC1控制口发一个10US以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出，一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值，此时就为此次测距的时间,方可算出距离。如此不断的周期测,即可以达到你移动测量的值。本技术由爱特梅尔(ATMEGA)单片机ATMEGA8A-AUTQFP32产生40KHz的频率信号、超声波传感器、接收处理电路和1-10V测量信号输出等电路等构成。单片机是整个系统的核心部件，它协调和控制各部分电路的工作。工作过程：开机，单片机复位，然后控制程序使单片机输出载波为40kHz的10个脉冲信号加到超声波传感器上，使超声波发射器发射超声波。当第一个超声波脉冲群发射结束后，单片机片内计数器开始计数,在检测到第一个回波脉冲的瞬间,计数器停止计数，这样就得到了从发射到接收的时间差△t；根据以上公式计算出被测距离,由1-10V测量信号输出测量信号。本技术的优点：本技术采用单片机对超声波发射传感器的发射信号进行控制，并对超声波接收传感器接收的信号进行处理得到模拟电压信号，然后传输给电压识别模块进行电压比对分析，判断测量距离是否突变，满足报警条件时，由报警装置发出声光报警，提醒司机注意，本文档来自技高网...

【技术保护点】
超声波测量距离突变报警装置，其特征在于：包括有依次连接的超声波测距系统，电压识别模块和报警装置；所述的超声波测距系统包括有单片机，通过超声波驱动模块与单片机连接的超声波发射传感器，依次通过运算放大器、滤波整形模块与单片机连接的超声波接收传感器；所述的电压识别模块包括有与单片机连接的电压放大模块，依次连接于电压放大模块后端的A/D转换模块、滤波电路、电压比较器和继电器控制模块；所述的继电器控制模块与报警装置的继电器连接。

【技术特征摘要】
1.超声波测量距离突变报警装置，其特征在于：包括有依次连接的超声波测距系统，电压识别模块和报警装置；所述的超声波测距系统包括有单片机，通过超声波驱动模块与单片机连接的超声波发射传感器，依次通过运算放大器、滤波整形模块与单片机连接的超声波接收传感器；所述的电压识别模块包括有与单片机连接的电压放大模块，依次连接于电压放大模块后端的A/D转换模块、滤波电路、电压比较器和继电器控制模块；所述的继电器控制模块与报警装置的继电器连接。2.根据权利要求1所述的超声波测量距离突变报警装置，其特征在于：所述的超声波测距系统还包括有三极管VT1、三极管VT2、三极管VT3、二极管VD1、二极管VD2、电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5，所述的单片机的引脚25与超声波驱动模块的引脚1连接，超声波驱动模块的引脚4与三极管VT1的基极连接，三极管VT1的发射极接地，三极管VT1的集电极与超声波发射传感器的一端连接，超声波发射传感器的另一端通过电阻R1与电源正极连接，单片机的引脚25通过电容C1与电源正极连接，所述的超声波接收传感器的一端分别与三极管VT3的基极、电阻R2的一端连接，超声波接收传感器的另一端接地，电阻R2的另一端与三极管VT3的集电极连接，三极管VT3的发射极接地，且电阻R2的另一端通过电阻R3与电源正极连接，三极管VT3的集电极通过电容C2与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端分别连接电容C3的一端、电容C4的一端，且电阻R4的另一端通过电阻R5接地，电容C3的另一端与所述的运算放大器的输出端连接，电容C4的另一端与所述的运算放大器的反向输入端连接，且电容C3的另一端和电容C4的另一端之间连接有电阻R8，所述的运算放大器的正向输入端通过电阻R6接地，运算放大器的正向输入端通过电阻R7与电源正极连接，运算放大器的输出端通过电容C5与滤波整形模块的引脚4连接，滤波整形模块的引脚2连接单片机的引脚12，单片机的引脚24与电压放大模块连接。3.根据权利要求1或2所述的超声波测量距离突变报警装置，其特征在于：所述的单片机的引脚4和引脚6连接电源正极，单片机的引脚3和引脚5接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李诚，
申请(专利权)人：李诚，
类型：新型
国别省市：安徽,34