[实用新型]一种具有语音功能的便携式智能测距仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及仪器，特别是一种具有语音功能的便携式智能测距仪。

背景技术

随着人们生活的提高和科学技术的进步，家用电器或医疗设备已进入千家万户，或公共场所及相关特定的工作场合等，以便高效地用于日常生活和特定工作。为了防止电器产生的辐射或有害物质影响身体健康，使人们与电器或有害物质保持一定距离是必需的，如何控制有效的安全距离，经常需要测距仪，测距仪现虽有多种不同的型号，但由于结构上的问题，在使用中均存这样或那样的问题。另一方面，近距离的建筑物距、室内长宽及面积的测量，以及野外考察测距及井、矿内探测等，也需要小巧便携的、具有多种结果输出显示功能的测距仪，以满足不同场合（家庭、户外等）的要求。

超声波穿透性强，具有良好的方向性，传输过程中衰减小，在介质中传播的距离远，反射能力强。它的用途广范，可用于自动控制、探伤、测距、测源等。超声波发射器不是单独发射一个脉冲，而是一串的几个脉冲，并对测量逻辑电路提供一个短脉冲，超声波接收器接收超声波发射器发射的脉冲串，同样也对测量逻辑电路提供一个短脉冲。再利用双稳态电路把上述两个短脉冲转换成一个方脉冲，这个方脉冲就等于上述两个短脉冲之间的时间间隔。测量这个方脉冲的宽度就可以确定发射器和探测物之间的距离。利用超声波进行探测，往往比较迅速，方便，计算简单，易于做到实施控制。并且在测量精度方面能够很好的达到工业控制要求。

超声波是发射频率大于20KHZ的声波，而它在空气中以40KHZ的频率传播时，效率最好，处于该频率的超声波，基本上是以直线传播，且遇到障碍物时，能够很好的沿原路返回。超声波测距系统即是根据超声波的上述特性，利用单片机（ATMEL89C2051芯片）控制超声波的发射和接受，根据物理公式S=V*t/2(V为空气中超声波传播速度，t为测得的超声波传播时间)，从而测得目标距离，并最终通过I/O设备输出结果信息。超声波测距测量准确，而且至今还未发现利用超声波而研制的家用便携式测距仪。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种具有语音功能的便携式智能测距仪，可有效解决准确测定辐射源距离的难题，确保人们的身体健康问题，同时可广泛应用于家庭、户外乃至野外等多种测距场合。

本实用新型解决的技术方案是，包括壳体和壳体内的测距电路，壳体前面部有显示窗，电源开关（S2）、测距开关（S1）和温度识别器插口，温度识别器插口上装有与控制器相连的温度识别器，所述的测距电路包括电源、控制器，电源与控制器相连，控制器分别与超声波收发器、触发器、译码器和测距开关相连，电源分别与电源开关、语音芯片、扬声器、译码器、数码显示器相连，触发器与语音芯片相连，语音芯片分别与麦克风、扬声器相连，译码器与数码显示器相连，语音芯片与麦克风、扬声器相配合，按用户需求提前输入“测量距离为”、“点”、“米”、“0”-“9”十个数字的发音，当系统测得目标距离后,再通过数码显示器进行显示后，输出提示语音；超声波收发器是超声波发送器和接收器装在一起，又合称为传感器，传感器发出40kHz超声波，同时单片机构成的控制器开始计时；超声波碰到被测物反射回来，传感器收到回波并送至单片机控制器，单片机控制器停止计时，单片机控制器所计的时间就是超声波从传感器到被测物的往返时间，用其乘以超声波在空气中的速度，再除以2就得到要测的距离，单片机控制器开始计时后，只要传感器收到回波，单片机控制器就停止计时，即只有最先返回的超声波才起作用，也就是说本仪器总是测得离传感器最近的物体的距离，这就是所谓的时间差测距，其测距公式为：S=Vt/2，其中V为超声波在空气中的传播速度，t为超声波在空气中来回传播的时间，其中,r为气体的比热值,R为气体常数,T为空气中热力学温度,μ为气体的分子量；声速与热力学温度的平方根成正比,温度越高声速越大，为了计算方便，根据实际经验，超声波在空气中的传播速度可直接换算为：T用温度传感器采集并送给单片机控制器进行计算，而331.4和273.6均是由前一公式及四个参数换算后得来的，这时超声波速度V就只跟温度T有关了，这就有利于程序设计的实现及计算的简便。温度传感器硬件及本算法的结合，实现了测距中的“温度补偿和校正”机制，大大提高了本测距仪的精确度。

本实用新型结构简单，新颖独特，使用效果好，测距准确，有效解决因辐射源测距不准而造成对人体和健康的伤害问题，同时也可满足家庭及户外的常规测距及厂矿工地等特殊环境下的勘测等。