一种防水型超声测距仪的制作方法

本实用新型涉及一种测距装置，更具体地说，涉及一种通过测量超声波的传播时间来计算被测物体的距离的防水型超声测距仪。

背景技术：

超声波测距技术主要用于倒车提醒、建筑工地、工控现场、机器人研发等领域。超声波测距指向性强、实时性好、响应速度快、通过软件补偿可提高其测量精度并可增强环境适应能力。目前工业上所采用的远距离超声波测量仪量程可达百米，但精度往往只能达到厘米级，并受环境因素影响较大。在应用方面，由于其通信接口单一、价格昂贵、受环境影响较为严重，导致其与其他测距仪器的竞争力渐渐降低，若不加以改造和研发将导致其退出市场。但超声波测距潜在价值并未完全激发，因此进行改进具有重要的意义。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种防水型超声测距仪，其可以实现测量精度高，成本低，抗干扰能力强，支持TCP/IP协议和基于485总线的Modbus协议，与工业控制完美结合，扩大了应用场景。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种防水型超声测距仪，包括一个防水外壳，所述防水外壳内设有一主控芯片MCU、两个收发一体防水超声波测距电路以及电源模块，两个所述收发一体防水超声波测距电路分别与两个超声波收发一体探头相连接；所述主控芯片MCU与两个收发一体防水超声波测距电路分别相连接；所述主控芯片MCU连接TTL转RS485芯片和TTL转RS232芯片，所述TTL转RS232芯片与TCP/IP芯片相连接；所述电源模块分别连接所述主控芯片MCU、TTL转RS485芯片、收发一体防水超声波测距电路、TCP/IP芯片。

所述防水外壳采用树脂材料做成，在防水外壳的内壁上贴有静电屏蔽纸并接地。

所述TTL转RS232芯片为MAX232集成芯片。

所述TCP/IP芯片为ENC28J60集成芯片。

所述防水外壳包装包括上盖、下盖，所述上盖与下盖通过紧固装置固定在一起。

所述防水型高精度超声测距仪，还包括两个LED灯，与所述主控芯片MCU连接。

所述主控芯片MCU为STM32F103集成芯片。

本实用新型防水型超声测距仪，支持基于485总线的Modbus通信协议，TCP/IP通信协议，超声波收发一体式探头内的陶瓷片通过振动发射出超声波，通过收发一体防水超声波测距电路将信号传递主控单片机芯片，将信号寄存在主控芯片MCU的寄存器中，主控芯片MCU通过本身自带的定时器进行计时，当超声波收发一体式探头碰触到目标物时主控芯片MCU的串口将中断，定时器停止计时，通过超声波传递的速度来计算物与物之间的一个距离，串口中断后，485总线正确连接后，应用主机会通过485总线发出基于Modbus协议的读取输入寄存器命令后，测距仪立即向主机发送当前距离，TCP/IP接口与485通接口同时工作，TCP/IP接口通过RS232与主控芯片MCU实现数据传输；

其中，两个LED灯通过主控芯片MCU的控制，当超声波发送和接收数据时，LED灯会进行规律性的闪烁，可以使工作人员很方便的知道超声波测距仪是否正常的工作。

本实用新型测量精度高，成本低，抗干扰能力强，支持TCP/IP协议和基于485总线的Modbus协议，与工业控制完美结合，扩大了应用场景。

附图说明

图1为本实用新型提供的防水型超声测距仪的结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参见图1所示，一种防水型超声测距仪，包括一个防水外壳，所述防水外壳内设有一片主控芯片MCU，两块超声波测距模块，所述超声波测距模块包括收发一体防水超声波测距电路1、收发一体防水超声波测距电路2，收发一体防水超声波测距电路1、收发一体防水超声波测距电路2具有与超声波收发一体探头进行连接的接口，两个超声波收发一体探头与收发一体防水超声波测距电路1、收发一体防水超声波测距电路2的对应接口分别相连接；所述主控芯片MCU分别与收发一体防水超声波测距电路1、收发一体防水超声波测距电路2分别连接；所述主控芯片MCU连接TTL转RS485芯片和TTL转RS232芯片，所述TTL转RS232芯片与TCP/IP芯片相连接，还包括有电源模块，提供24伏转5伏电压给主控单片机、TTL转RS485芯片、TTL转RS232芯片、两个收发一体防水超声波测距电路、TCP/IP芯片供电，提供工作所需要的电压。

所述电源模块可以采用现有技术实现，如购置成型模块电源以实现，为现有供电电源技术，本实用新型对此电源模块的供电电路结构不再说明。

具体的，所述超声波探头采用防水超声波收发一体探头，此探头和普通超声波探头相比，防水性能极强，甚至可在水中工作，并且受外界干扰较小，另外在防水外壳的内壁上贴有屏蔽纸并接地，用于提高其静电屏蔽性能。

优选的，所述防水外壳采用树脂材料。在所述防水外壳的一侧设有DC电源接口(未示出)以连接电源模块，以及TCP/IP以太网接口(未示出)，另一侧设有485通信接口(未示出)、超声波探头接口(未示出)。

具体的，所述防水外壳包装包括上盖、下盖、通过紧固装置固定在一起。

其中，所述超声波收发一体探头采用现有市售的探头产品，内部含有陶瓷片，通过陶瓷片的振动产生超声波。

所述收发一体防水超声波测距电路1、收发一体防水超声波测距电路2也采有现有市售具有防水功能的收发一体超声波测距电路模块产品，通过与市 售的超声波收发一体探头产品组装连接，并与主控芯片MCU的相应接口连接即可如采用无锡联辉超声电子有限公司生产的超声波收发一体探头，采用南京汉盟电子科技有限公司生产的收发一体超声波测距电路模块。

具体的，所述TTL转RS232芯片为MAX232集成芯片，所述TTL转RS485芯片采用MAX485芯片。

具体的，所述TCP/IP芯片为SPI转以太网芯片ENC28J60集成芯片。

具体的，上述防水型高精度超声波测距仪还包括两个LED灯(未示出)，与主控芯片MCU连接。所述LED灯通过LED灯电路与主控芯片MCU连接为现有技术，本实用新型对此不进行详细说明。

优选的，所述主控芯片MCU为STM32F103集成芯片。

具体的，参见图1所示，本实用新型中，主控芯片MCU的A10、A9脚分别与所述TTL转RS232芯片的TX、RX引脚相接，主控芯片MCU的D6、D5脚分别与所述TTL转485芯片的TX、RX引脚相接,TTL转RS232芯片2、3脚分别与TCP/IP芯片的3、2脚相接，所述收发一体防水超声波测距电路1、收发一体防水超声波测距电路2的ECHO、RTIG脚分别连接主控芯片MCU的A1、B1脚以及A2、B2脚，所述收发一体防水超声波测距电路1、收发一体防水超声波测距电路2的2、3脚分别与超声波收发一体式探头的3、2脚相接。

具体的，上述防水型高精度超声测距仪，其量程200mm至1100mm，精度±3mm，并支持Modbus协议。

本实用新型防水型超声测距仪，支持基于485总线的Modbus通信协议，TCP/IP通信协议，超声波收发一体式探头内的陶瓷片通过振动发射出超声波，通过收发一体防水超声波测距电路将信号传递主控芯片MCU，将信号寄存在主控芯片MCU的寄存器中，主控芯片MCU通过本身自带的定时器进行计时，当超声波收发一体式探头碰触到目标物时主控芯片MCU的串口将中断，定时器停止计时，通过超声波传递的速度来计算物与物之间的一个距离，串口中断后，485总线正确连接后，应用主机会通过485总线发出基于Modbus协议的读取输入寄存器命令后，测距仪立即向主机发送当前距离，TCP/IP接口与485通接口同时工作，TCP/IP接口通过RS232与主控芯片MCU实现数据传输；

其中，两个LED灯通过主控芯片MCU的控制，当超声波发送和接收数据时，LED灯会进行规律性的闪烁，可以使工作人员很方便的知道超声波测距仪是否正常的工作。

本实用新型测量精度高，成本低，抗干扰能力强，支持TCP/IP协议和基于485总线的Modbus协议，与工业控制完美结合，扩大了应用场景。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。