一种超声波监督装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于超声波技术，尤其涉及一种超声波监督装置，包括底座、超声波装置、单片机、电源和蜂鸣器，单片机分别与超声波装置、电源和蜂鸣器连接，单片机、电源、蜂鸣器和超声波装置均固定于底座上，底座上方设置有一盒盖，盒盖对应超声波装置处留有凹槽。该装置能够监督低龄学生是否坐在书桌前，当学生远离书桌时，报警器发出蜂鸣；家长无需一直陪伴在桌前也可知道学生是否在书桌前学习。该装置成本低，结构简单，用于培养学生写作业时的专注度。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波监督装置
本技术属于超声波
，尤其涉及一种超声波监督装置。
技术介绍
小学生阶段从低年级到高年级是一个让学生逐渐掌握大量系统知识的过程。对于知识不断地系统和丰富，课业量不断增多的小学生来说，能否注意力集中地高效做作业，对知识掌握情况，作业完成效率有至关重要的作用，现如今，很多小学生做作业效率低，不认真，总是离开书桌去做别的事情，而如果家长一直在旁边陪同一方面是对孩子的另一种干扰，孩子也容易产生逆反心理，另一方面也影响家长的正常生活，还有工作和家务需要完成。综上所述，急需一种简单实用的监督装置在不影响家长正常生活的同时，对学生做作业情况进行监督，防止学生远离书桌去做不相关的事情。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于超声波测距的监督装置。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种超声波监督装置，包括底座、超声波装置、单片机、电源和蜂鸣器，单片机分别与超声波装置、电源和蜂鸣器连接，单片机、电源、蜂鸣器和超声波装置均固定于底座上，底座上方设置有一盒盖，盒盖对应超声波装置处留有凹槽。在上述的超声波监督装置中，超声波装置采用型号为TCF40-16TRC的超声波传感器，单片机采用51单片机，TCF40-16TRC1的VCC引脚接51单片机的VCC引脚，GND引脚为地线，接51单片机的GND引脚，TRIG引脚为触发信号输入，接51单片机P1.5引脚，ECHO为回响信号输出，接51单片机P3.2引脚。在上述的超声波监督装置中，蜂鸣器采用PB2130UP002A，其电源电路用一个Speaker和三极管、电阻接到51单片机的P2.3引脚上。在上述的超声波监督装置中，盒盖通过铰链活动安装于底座上；电源上方盒盖设有电池盒盖和拉环，用于更换电源；底座上还设置有提手。本技术的有益效果：本技术装置能够监督低龄学生是否坐在书桌前，当学生远离书桌时，报警器发出蜂鸣；家长无需一直陪伴在桌前也可知道学生是否在书桌前学习。该装置成本低，结构简单，用于培养学生写作业时的专注度。附图说明图1为本技术一个实施例的结构示意图；图2为本技术一个实施例的侧视图；图3为本技术一个实施例蜂鸣器控制电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式进行详细描述。本实施例是通过以下技术方案来实现的：一种超声波监督装置，包括：底座、超声波装置、电源、单片机、蜂鸣器。底座上设有用于检测距离的超声波装置，底座上部集成了电源、单片机和蜂鸣器，超声波装置上不封装，作为发射和接收反射超声波的通道，底座上方设有盒盖，盒盖对应超声波装置处留有凹槽，用于超声波装置进行超声波的发射与接收，并将信号传给单片机，单片机引脚接受信号，触发蜂鸣器报警，整个装置由电源供电。超声波装置采用型号为TCF40-16TRC的超声波传感器。TCF40-16TRC为收发一体式防水型的超声波传感器，工作方式是自发自收式，由于其发射传感器和接收传感器基本在同一位置，故采用这种传感器的计算的所测距离的公式相对比较简单。采用单探头进行测距，更容易实现整个系统的小型化和集成化，便于安装和应用。盒盖通过铰链活动安装于底座上，电源上方盒盖设有电池盒盖和拉环，通过拉环将盒盖打开露出电源，以更换电源。整个装置底部平坦，使用时方便立于桌面上，在底座上设有提手，通过提手可以实现携带监督装置，便于随时随地挪动。具体实施时，如图1所示，一种超声波监督装置，包括：底座1、超声波装置2和单片机3，电源4，蜂鸣器5，凹槽6，盒盖7，电池盒盖8，拉环9，提手10。超声波装置2、单片机3、电源4、蜂鸣器5固定在底座1上，用盒盖7封装，盒盖7上靠近蜂鸣器5处留有凹槽6，盒盖7靠近电源5处有电池盒盖8以及拉环9。本实施例的超声波监督系统多立在书桌上，高度一般在学生的头部到胸部的位置，如果高度设置太高，有可能会将身材较为矮小的学生漏检。本实施例的超声波监督系统包括单片机3、超声波装置3、电源4、蜂鸣器5，单片机3采用51单片机，超声波装置发射超声波后，单片机内计时器开始计时，计算发射与反射的总时间，定时器原理如下：51单片机的XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。超声波装置2采用TCF40-16TRC1型号的超声波传感器。TCF40-16TRC1型号的收发一体式防水型的超声波传感器，工作方式是自发自收式，由于其发射传感器和接收传感器基本在同一位置，故采用这种传感器的计算所测距离的公式相对简单。采用单探头进行测距，更容易实现整个系统的小型化和集成化，便于安装和应用。当单片机测得距离超过50cm时，报警器报警，可实现监督功能。因为底座顶部有扶手，若家长认为距离过远或过近都可以随时调整。单片机3、超声波装置3、电源4、蜂鸣器5位置如图2所示。TCF40-16TRC1型号的超声波传感器有4个引脚，分别是VCC、GND、TRIG和ECHO。其中VCC引脚需接5V电源，接单片机的VCC引脚；GND引脚为地线，接单片机51的GND引脚；TRIG引脚为触发信号输入，接单片机P1.5引脚(OUTPUT)；ECHO为回响信号输出，接单片机P3.2引脚(INPUT)。如图3所示，蜂鸣器5电源电路用一个Speaker和三极管、电阻接到单片机的P2.3引脚上，构成蜂鸣器报警电路。蜂鸣器5的型号是PB2130UP002A。整个系统具体的工作原理如下：当学生写作业时打开电源开关。当单片机接通电路后，整个系统便开始进入到工作状态。此时单片机会产生一串频率为40KHz的矩形脉冲电压信号，该信号发送到传感器测距电路。该脉冲信号经过电路放大后会驱动超声波传感器发射超声波，与此同时单片机开始计时。发射出的超声波遇到学生后会发生声波反射现象，部分反射回波会被超声波接收传感器所接收，并将机械回波转化为相对微弱的电信号，该电信号经过放大，整形会产生负跳变电压，向控制器发送中断申请信号，单片机收到该信号以后，马上响应该中断，系统会执行外部中断程序，停止先前的计时，此时控制器会得到超声波发射时和超生回波之间的时间差，当所测最小距离进入所设定的正常学生距装置距离时，单片机会驱动蜂鸣器5发出报警声音。本实例选用超声波传感器进行测距，若距离超过设定的最大值，会有报警提示，家长无需坐在书桌前陪同孩子学习即可知道孩子是否远离书桌做与学习不想干的事，保证了学习效率。应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。虽然以上结合附图描述了本技术的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波监督装置，其特征是，包括底座、超声波装置、单片机、电源和蜂鸣器，单片机分别与超声波装置、电源和蜂鸣器连接，单片机、电源、蜂鸣器和超声波装置均固定于底座上，底座上方设置有一盒盖，盒盖对应超声波装置处留有凹槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波监督装置，其特征是，包括底座、超声波装置、单片机、电源和蜂鸣器，单片机分别与超声波装置、电源和蜂鸣器连接，单片机、电源、蜂鸣器和超声波装置均固定于底座上，底座上方设置有一盒盖，盒盖对应超声波装置处留有凹槽。


2.如权利要求1所述的超声波监督装置，其特征是，超声波装置采用型号为TCF40-16TRC的超声波传感器，单片机采用51单片机，TCF40-16TRC1的VCC引脚接51单片机的VCC引脚，GND引脚为地线，接51单片机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠淼，高扩丰，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42