一种遇障超声波报警手机的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种遇障超声波报警手机，在手机上设置集成单片机、手机左侧超声波发射器、手机右侧超声波发射器、手机头部超声波发射器、手机左侧频率信号驱动放大电路、手机右侧频率信号驱动放大电路、手机头部频率信号驱动放大电路、手机左侧超声波接收器、手机右侧超声波接收器、手机头部超声波接收器、手机左侧超声波接收信号放大器、手机右侧超声波接收信号放大器、手机头部超声波接收信号放大器和温度传感器；超声波传感器设置近、中、远三种报警模式，默认报警距离分别为0.5m、1m、3m。在报警范围内有障碍物时会在手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音方式发出警报信息，以有效避免由于观看手机而导致的各种事故的发生。
【专利说明】
一种遇障超声波报警手机
技术领域
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[0001]本发明属于移动终端技术领域，涉及一种具有近、中、远距离(默认报警距离分别为0.5m、lm、3m)三种报警模式且默认报警距离随时可调的遇障超声波报警手机。
【背景技术】
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[0002]随着手机集成化、科技化和智能化的发展，手机功能从传统的语音短信延伸到现今的视频通话、语音聊天、路况导航、订餐购物等生活的方方面面，人们的生活已经离不开手机，无论等车、坐车、排队办事还是吃饭购物，低头刷手机已经成为年轻人、老年人甚至孩子的一种生活习惯，从而造成手机“低头族”队伍日益壮大。在低头忙刷手机时人们往往忽略了周围环境危险从而造成事故频繁发生。网上有人爆料:刚下班，下楼就拿出手机看段子，走着走着撞到楼下警卫站岗的雨棚，出了工作单位大门，又撞上了路边摊的雨棚，顺着路边走吧，又碰到了路边的大树上!更有甚者，过马路、过十字路口也低头刷着手机。为了提高手机的智能化，现有的手机已安设加速度、磁力、方向、陀螺仪、光线感应、压力、温度、距离、重力、线性加速度、旋转矢量等10多种传感器，其中，距离传感器由一个红外LED灯和红外辐射光线探测器构成。距离传感器位于手机的听筒附近，手机靠近耳朵时，系统借助距离传感器知道用户在通电话，然后会关闭显示屏，防止用户因误操作影响通话。其工作原理是，红外LED灯发出的不可见红外光由附近的物体反射后，被红外辐射光线探测器探测到。然而至今还未出现采用超声波测定手机使用者与其周围人、车、树等障碍物之间的距离以发出警示的手机。超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，基于超声波特性研制的超声波传感器广泛应用于医学、军事、工业、农业等领域，特别是在测距方面，超声波传感器有着广泛的应用，然而，目前还未出现集成超声波传感器用于提醒手机使用者周围环境危险的手机。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的克服现有技术存在的问题，寻求一种遇障超声波报警手机，手机内集成置于手机头部及两侧的超声波传感器，各超声波传感器设置近、中、远三种报警模式，默认报警距离分别为0.5m、lm、3m。在报警范围内有障碍物时会在手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音方式发出警报信息，以有效避免由于观看手机而导致的各种事故的发生。
[0004]为了实现上述目的，本发明涉及的一种遇障超声波报警手机，在现有手机上设置集成单片机、手机左侧超声波发射器、手机右侧超声波发射器、手机头部超声波发射器、手机左侧频率信号驱动放大电路、手机右侧频率信号驱动放大电路、手机头部频率信号驱动放大电路、手机左侧超声波接收器、手机右侧超声波接收器、手机头部超声波接收器、手机左侧超声波接收信号放大器、手机右侧超声波接收信号放大器、手机头部超声波接收信号放大器和温度传感器;手机左侧超声波发射器和手机左侧超声波接收器组成手机左侧超声波传感器并置于手机左侧，手机右侧超声波发射器和手机右侧超声波接收器组成手机右侧超声波传感器并置于手机右侧，手机头部超声波发射器和手机头部超声波接收器组成手机头部超声波传感器并置于手机头部;集成单片机分别与手机屏幕、手机左侧频率信号驱动放大电路、手机右侧频率信号驱动放大电路、手机头部频率信号驱动放大电路、手机左侧超声波接收信号放大器、手机右侧超声波接收信号放大器、手机头部超声波接收信号放大器、手机喇叭和温度传感器电连接，手机左侧超声波发射器、手机右侧超声波发射器和手机头部超声波发射器分别与手机左侧频率信号驱动放大电路、手机右侧频率信号驱动放大电路和手机头部频率信号驱动放大电路电连接，手机左侧超声波接收器、手机右侧超声波接收器和手机头部超声波接收器分别与手机左侧超声波接收信号放大器、手机右侧超声波接收信号放大器和手机头部超声波接收信号放大器电连接。
[0005]本发明涉及的遇障超声波报警手机在遇到手机障碍物时，集成单片机通过外部引脚输出脉冲宽度为250ys、40kHz的10个脉冲串通过频率信号驱动放大电路以推挽方式加到超声波发射器发射出超声波，当第一个超声波脉冲群发射结束后，集成单片机片内计数器开始计数，超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回，超声波接收器收到反射波，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At，超声波在空气中的传播速度为V，而根据集成单片机内计时器记录的测出发射和接收回波的时间差At，就可以计算出发射点距障碍物的距离S = v X At/2;通过温度传感器测得环境温度T，超声波传播速度可通过V = 331.45+0.607T求得，实现环境温度补偿，由此计算出被测距离，该距离小于报警距离时，在手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音方式发出警报信息。
[0006]本发明与现有技术相比，具有如下优点:一是手机内集成超声波传感器，可分别设置近、中和远三种报警模式，在报警范围内有障碍物时会在手机屏幕以图像或/和声音方式发出警报信息，以有效避免由于观看手机而导致的各种事故的发生;二是通过温度传感器进行环境温度补偿，提高了测距精度，提高了手机用户行走时观看手机状态的安全性;三是有效利用了手机中原有的温度传感器、手机屏幕、喇叭等元器件，降低了成本；四是采用超声波回波测距原理，运用精确的时差测量技术，检测传感器与目标物之间的距离，采用小角度、小盲区超声波传感器，具有测量准确、无接触、防水、防腐蚀、低成本等优点。
【附图说明】
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[0007]图1本发明涉及的遇障超声波报警手机工作原理示意框图。
【具体实施方式】
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[0008]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明:
[0009]实施例:
[0010]本实施例涉及的遇障超声波报警手机，在现有手机上设置集成单片机1、手机左侧超声波发射器41、手机右侧超声波发射器42、手机头部超声波发射器43、手机左侧频率信号驱动放大电路51、手机右侧频率信号驱动放大电路52、手机头部频率信号驱动放大电路53、手机左侧超声波接收器61、手机右侧超声波接收器62、手机头部超声波接收器63、手机左侧超声波接收信号放大器71、手机右侧超声波接收信号放大器72、手机头部超声波接收信号放大器73和温度传感器9;手机左侧超声波发射器41和手机左侧超声波接收器61组成手机左侧超声波传感器并置于手机左侧，手机右侧超声波发射器42和手机右侧超声波接收器62组成手机右侧超声波传感器并置于手机右侧，手机头部超声波发射器43和手机头部超声波接收器63组成手机头部超声波传感器并置于手机头部;集成单片机I分别与手机屏幕2、手机左侧频率信号驱动放大电路51、手机右侧频率信号驱动放大电路52、手机头部频率信号驱动放大电路53、手机左侧超声波接收信号放大器71、手机右侧超声波接收信号放大器72、手机头部超声波接收信号放大器73、手机喇叭8和温度传感器9电连接，手机左侧超声波发射器41、手机右侧超声波发射器42和手机头部超声波发射器43分别与手机左侧频率信号驱动放大电路51、手机右侧频率信号驱动放大电路52和手机头部频率信号驱动放大电路53电连接，手机左侧超声波接收器61、手机右侧超声波接收器62和手机头部超声波接收器63分别与手机左侧超声波接收信号放大器71、手机右侧超声波接收信号放大器72和手机头部超声波接收信号放大器73电连接。
[0011]本实施例涉及的遇障超声波报警手机可设置近、中、远三种报警模式，默认报警距离分别为0.5m、lm、3m，也可通过手机屏幕2选择报警模式并自定义调整其默认报警距离，在报警范围内有障碍物时，手机屏幕2以图像或/和手机喇叭8以声音方式发出警报信息。
[0012]本实施例涉及的遇障超声波报警手机在遇到手机左侧障碍物31时，集成单片机I通过外部引脚输出脉冲宽度为250ys、40kHz的10个脉冲串通过手机左侧频率信号驱动放大电路51以推挽方式加到手机左侧超声波发射器41向手机左侧发射出超声波，当第一个超声波脉冲群发射结束后，集成单片机I片内计数器开始计数，超声波在空气中传播时碰到手机左侧障碍物31就立即返回，手机支架左侧，超声波接收器61收到反射波，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At，超声波在空气中的传播速度为V，而根据集成单片机I内计时器记录的测出发射和接收回波的时间差At，就可以计算出发射点距手机左侧障碍物31的距离S = vX At/2;通过温度传感器9测得环境温度T，超声波传播速度可通过V = 331.45+0.607T求得，实现环境温度补偿，由此计算出被测距离，该距离小于报警距离时，在手机屏幕2以图像或/和通过手机喇叭8以声音方式发出警报信息。
[0013]本实施例涉及的遇障超声波报警手机在遇到手机右侧障碍物32时，集成单片机I通过外部引脚输出脉冲宽度为250ys、40kHz的10个脉冲串通过手机右侧频率信号驱动放大电路52以推挽方式加到手机右侧超声波发射器42向手机右侧发射出超声波。当第一个超声波脉冲群发射结束后，集成单片机I片内计数器开始计数，超声波在空气中传播时碰到手机右侧障碍物32就立即返回，手机支架右侧超声波接收器62收到反射波，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At，超声波在空气中的传播速度为V，而根据集成单片机I内计时器记录的测出发射和接收回波的时间差At，就可以计算出发射点距手机右侧障碍物32的距离S = vX At/2;通过温度传感器9测得环境温度T，超声波传播速度可通过V = 331.45+0.607T求得，实现环境温度补偿。由此计算出被测距离，该距离小于报警距离时，在手机屏幕2以图像或/和通过手机喇叭8以声音方式发出警报信息。
[0014]本实施例涉及的遇障超声波报警手机在遇到手机前方障碍物33时，集成单片机I通过外部引脚输出脉冲宽度为250ys、40kHz的10个脉冲串通过手机头部频率信号驱动放大电路53以推挽方式加到手机头部超声波发射器43向手机前方发射出超声波。当第一个超声波脉冲群发射结束后，集成单片机I片内计数器开始计数，超声波在空气中传播时碰到手机前方障碍物33就立即返回，手机支架头部超声波接收器63收到反射波，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At，超声波在空气中的传播速度为V，而根据集成单片机I内计时器记录的测出发射和接收回波的时间差At，就可以计算出发射点距手机前方障碍物33的距离S = vX At/2;通过温度传感器9测得环境温度T，超声波传播速度可通过V = 331.45+0.607T求得，实现环境温度补偿，由此计算出被测距离，该距离小于报警距离时，在手机屏幕2以图像或/和通过手机喇叭8以声音方式发出警报信息。
【主权项】
1.一种遇障超声波报警手机，其特征在于在手机上设置集成单片机、手机左侧超声波发射器、手机右侧超声波发射器、手机头部超声波发射器、手机左侧频率信号驱动放大电路、手机右侧频率信号驱动放大电路、手机头部频率信号驱动放大电路、手机左侧超声波接收器、手机右侧超声波接收器、手机头部超声波接收器、手机左侧超声波接收信号放大器、手机右侧超声波接收信号放大器、手机头部超声波接收信号放大器和温度传感器;手机左侧超声波发射器和手机左侧超声波接收器组成手机左侧超声波传感器并置于手机左侧，手机右侧超声波发射器和手机右侧超声波接收器组成手机右侧超声波传感器并置于手机右侧，手机头部超声波发射器和手机头部超声波接收器组成手机头部超声波传感器并置于手机头部;集成单片机分别与手机屏幕、手机左侧频率信号驱动放大电路、手机右侧频率信号驱动放大电路、手机头部频率信号驱动放大电路、手机左侧超声波接收信号放大器、手机右侧超声波接收信号放大器、手机头部超声波接收信号放大器、手机喇叭和温度传感器电连接，手机左侧超声波发射器、手机右侧超声波发射器和手机头部超声波发射器分别与手机左侧频率信号驱动放大电路、手机右侧频率信号驱动放大电路和手机头部频率信号驱动放大电路电连接，手机左侧超声波接收器、手机右侧超声波接收器和手机头部超声波接收器分别与手机左侧超声波接收信号放大器、手机右侧超声波接收信号放大器和手机头部超声波接收信号放大器电连接。2.根据权利要求1所述的遇障超声波报警手机，其特征在于所述遇障超声波报警手机在遇到手机障碍物时，集成单片机通过外部引脚输出脉冲宽度为250ys、40kHz的10个脉冲串通过频率信号驱动放大电路以推挽方式加到超声波发射器发射出超声波，当第一个超声波脉冲群发射结束后，集成单片机片内计数器开始计数，超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回，超声波接收器收到反射波，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At，超声波在空气中的传播速度为V，而根据集成单片机内计时器记录的测出发射和接收回波的时间差At，就可以计算出发射点距障碍物的距离S = V X At/2 ；通过温度传感器测得环境温度T，超声波传播速度可通过V = 331.45+.0.607T求得，实现环境温度补偿，由此计算出被测距离，该距离小于报警距离时，在手机屏幕以图像或/和通过手机喇叭以声音方式发出警报信息。
【文档编号】G01S15/08GK105847477SQ201610334233
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】马永志, 焦玉琴, 张洪信, 程联军, 张铁柱, 霍炜, 尹怀仙, 赵红, 华青松, 周键, 邹荣国, 赵清海
【申请人】青岛大学