专利名称：一种中低空高度测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高度测量装置，尤其适合中低空高度测量。
背景技术：
目前国内测高方法主要有GPS单点定位测高，测高精度低，易受干扰；激 光测高，使用时需要注意人体安全，成本很高，而且激光波束窄，在非稳定平台难以测 量，光学系统需要保持干净，否则影响测量；无线电测高，比较复杂，成本高，易受干 扰；气压测高，易受天气变化影响，且近地测高时误差很大。国外组合测高技术，一般 是军用GPS测高联合无线电测高和气压测高联合无线电测高，但技术难度大，成本相对 高。目前缺少一种测高范围宽、近地测高精度相对较高、价格相对便宜、适用范围宽的 测量装置。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种中低空高度测量装置。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是一种中低空高度测量装置，它包括为各模块提供电源的电源处理电路、单 片机、用于采集气压和温度数据的气压传感器、用于向地面发送声波信号的声波产生电 路、用于接收声波回波信号的声波接收电路；所述单片机控制声波产生电路；所述的气压传感器和声波接收电路的输出信号 输入所述单片机，所述单片机输出高度数据。按上述方案，中低空高度测量装置还包括与控制中心通信的串口芯片，串口芯 片与所述的单片机联接。按上述方案，中低空高度测量装置还包括显示器，显示器与所述的单片机联 接。本实用新型的工作过程为单片机定时采集气压传感器的气压和温度数据并启 动声波测量，采集的气压转换成海拔高度，海拔高度和温度数据暂存单片机RAM中； 声波产生电路向地面发送声波信号，声波回波信号由声波接收电路接收，经过声波接收 电路的滤波放大、倍压检波、电压比较后，单片机检测在停止发送声波信号后的设定时 间内是否有声波返回信号产生的中断。如检测到中断信号，单片机切换到声波测高模 式，只运用声波测高，并根据声波从发射到返回的时间间隔的来计算测量装置至地面的 高度；如在设定时间内未检测到声波返回信号则继续采用气压和声波组合测高方式。高度数据在显示器上显示的同时可以通过串口与控制中心通信。本实用新型的有益效果为气压测高，测量范围宽；声波测高精度较高，可 达到士0.25m的精度；本实用新型结合气压和声波测量两种方式，适合于中低空高度测 量，测量精度高，结构简单，成本低。
图1为本实用新型一实施例的结构框图图2为本实用新型一实施例的电路原理图图3为本实用新型一实施例的控制流程图
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例包括为各模块提供电源的电源处理电路、单 片机、用于采集气压数据的气压传感器、用于向地面发送声波信号的声波产生电路、用 于接收声波回波信号的声波接收电路、与控制中心通信的串口芯片、显示器。显示器、 串口芯片与所述的单片机联接。所述单片机控制声波产生电路；所述的气压传感器和声波接收电路的输出信号 输入所述单片机，所述单片机输出高度数据。如图2所示，U2、U3及其外围电路组成了电源处理电路；Ul为单片机，C8、 R2为其复位电路，C9、CIO、Xl为其晶体振荡电路；U6为HP03SA气压传感器；P2 是COG128*64液晶显示器接口，通过本接口与液晶显示器联接；U4是声波产生电路， 由单片机的P2.0控制；LSl声波发送探头；U5是串口芯片；LS5是声波接收探头； U7A-U7D是滤波放大、检波、比较电路。图3为本实用新型一实施例的控制流程图。单片机初始化时，TO定时器设成 16位定时模式，定时50ms中断；Tl定时器设成串口波特率定时器，波特率9600bts ； 3 路PCA，PCAO设定成定时1/(2 X 32768) s，每次中断反相一下单片机的TO管脚，作为 HP03SA的时钟信号MCLK，PCAl设定成50ms定时中断，用于控制声波测高的时间间 隔，PCA2设定成50ms定时中断，用于计算声波测高时发射与接收的时间差。单片机定时器TO定时中断10的整数倍时采集一次气压传感器的气压和温度数 据，采集的气压转换成海拔高度，海拔高度和温度数据暂存单片机RAM中；之后单片 机P2.0置高，启动声波测量，由F555组成的声波产生电路，向声波发送探头LSl发送频 率18.271KHZ占空比2 1的信号，0.219ms即发送4个信号后停止发送声波信号，启动 PCA2,延时Ims避开直射波绕射干扰，开启中断INTO。声波返回信号由声波接收探头 LS5接收，接收信号微弱必须经过U7滤波放大、倍压检波、电压比较处理，单片机检测 在停止发送声波信号后的0.45s内是否有声波返回信号产生的中断。如检测到中断信号， 则停止PCA2定时器，读取中断次数η与最后一次的定时值t1; t= (nX0.05+tl)s,根据 ΔΗ = l/2vt(v根据温度T查表可得)算得ΔH，液晶上显示ΔHX Xm,程序切换到声波 测高模式，只运用声波测高，并根据声波从发射到返回的时间间隔的来适当调整测高间 隔时间定时器PCAl ；如未检测到声波返回信号，则继续采用气压和声波组合测高方式， 之后三次都未在停止发送声波信号后的0.45s内检测到声波返回信号产生的中断，则在液 晶上显示之前4次海拔高度的均值HX XX Xm。如在声波测高模式下，测高间隔时间内 未检测到声波返回信号则继续采用气压和声波组合测高方式。高度数据在液晶上显示的 同时可以通过串口与控制中心通信。
权利要求1.一种中低空高度测量装置，其特征在于它包括为各模块提供电源的电源处理 电路、单片机、用于采集气压和温度数据的气压传感器、用于向地面发送声波信号的声 波产生电路、用于接收声波回波信号的声波接收电路；所述单片机控制声波产生电路；所述的气压传感器和声波接收电路的输出信号输入 所述单片机，所述单片机输出高度数据。
2.根据权利要求1所述的中低空高度测量装置，其特征在于它还包括与控制中心 通信的串口芯片，串口芯片与所述的单片机联接。
3.根据权利要求1或2所述的中低空高度测量装置，其特征在于它还包括显示器， 显示器与所述的单片机联接。
专利摘要本实用新型提供一种中低空高度测量装置，其特征在于它包括为各模块提供电源的电源处理电路；采集气压和温度数据的气压传感器；通过声波发送探头发送声波信号的声波产生电路；通过声波接收探头接收声波信号、并进行滤波放大、倍压检波和电压比较的声波接收电路；将气压数据转换为海拔高度、存储海拔高度与温度数据、发出声波启动信号控制声波产生电路、接收声波接收电路输出数据、对所有数据进行处理判断的单片机，输出高度数据。本实用新型气压测高，测量范围宽；声波测高精度较高，可达到±0.25m的精度；装置成本低、结构简单。
文档编号G01C5/06GK201803718SQ20102053510
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者万天军, 刘琦, 蒋海滨 申请人:航宇救生装备有限公司