一种激光身高测量仪的制作方法

本实用新型涉及一种大规模数据采集设备，涉及一种快速测量人体身高的身高计，具体涉及一种激光身高测量仪。

背景技术：

身高计是人类生活中一种很常见的一种仪器，无论是每年的兵役体检，单位体检以及学校的学生体检身高的测量都是必不可少的一部分。目前来说比较常见的测量方式是测量人员用手移动水平尺至被测人头顶，通过读取尺子上的数值来获取被测人的身高。这种传统的测量方式在光线较暗的环境下不利于进行，当测量者面对大规模人群时会导致测量效率降低。

中国专利授权公共号(CN203914920)的机械式测量，测量效率低。中国专利授权公共号(CN204971351)中使用超声波测量身高，需要蓝牙传递信号，需要单独的电源，设备繁多，成本高，不适合大型测量群体。

技术实现要素：

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种激光身高测量仪，通过设置32个红外发射装置、接收装置和相关的逻辑编码电路，解决了群体身高测量效率低的问题，具有测量简单的优点，激光身高测量仪通过自身的激光模块产生激光来照射被测人，将所得信号通过74LS148芯片编码产生五位二进制数给显示模块从而得出被测人身高，只需测量人走过该仪器就可得出身高，并将数值储存在TF卡中，外加太阳能供电模块方面在户外长时间使用。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种激光身高测量仪，所述激光身高测量仪包括太阳能电路、龙门、红外发射装置、红外接收装置、电平逻辑电路和编码器，红外发射装置安装在龙门的过道的A面，红外接收装置安装在A面对立面的B面，红外接收装置的信号输出端连接电平逻辑电路，电平逻辑电路连接编码器，编码器连接MCU，MCU上设有显示身高数据的显示模块，太阳能电路连接红外发射装置、红外接收装置、电平逻辑电路和编码器。

上述装置中，所述A面上安装有多个红外发射装置，多个红外发射装置从距离地面1.6米的位置等距离安装在A面上，每个红外发射装置对应于一个红外接收装置。所述太阳能电路包括太阳能电池板、电池、二极管、电容、稳压芯片、电解电容、电阻和发光二极管，太阳能电池板的正负极接二极管的正极，二极管的正负极接在电池两端，二极管的负极接稳压芯片的输入端，稳压芯片的输入端和电池接口之间连接有电容，稳压芯片的输出端连接电解电容，稳压芯片的输出端连接有串联的电阻和发光二极管。所述红外接收装置包括电压比较器、光敏电阻、电位器和电阻，光敏电阻的两端接电压比较器的同向输入端，电位器RW的可调电压端接电压比较器的反向输入端，电压比较器的输出端接电平逻辑电路。所述电平逻辑电路包括32个编号为I0-I31的信号输入端和32个编号为I′0-I′31信号输出端，电平逻辑电路包括31个与门和31个非门，与门的输出端对应于编号I′0-I′30的电平逻辑电路的输出端，编号I′31的信号输出端连接编号I31信号输入端的信号，与门的一个输入端连接信号输入端，与门的另一个输入端连接相邻信号输入端经过非门后的信号。所述编码器由四片74LS148芯片集联连接以及一片74F37与非门和两片74F20与非门芯片并联组成，编码器有32个信号输入端，5个信号输出端。

本实用新型有益效果是:本实用新型提供的激光身高测量仪通过自身的红外发射装置产生激光来照射被测人，将所得信号通过芯片编码产生五位二进制数给显示模块从而得出被测人身高。测量人只需走过该仪器就可得出身高，并将数值储存在TF卡中，外加太阳能供电模块方面在户外长时间使用。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的具体实施方式的激光身高测量仪的结构示意图。

图2是本实用新型的具体实施方式的激光身高测量仪的总体框图。

图3是本实用新型的具体实施方式的太阳能电路的电路图。

图4是本实用新型的具体实施方式的红外接收装置的电路图。

图5是本实用新型的具体实施方式的整体接收装置电路图。

图6是本实用新型的具体实施方式的电平逻辑电路的电路图。

图7是本实用新型的具体实施方式的编码器的电路图。

图中1、A面；2、B面；3、红外接收装置；4、红外发射装置；5、显示模块。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1和图2所示，一种激光身高测量仪，包括太阳能电路、龙门、红外发射装置、红外接收装置、电平逻辑电路和编码器，红外发射装置安装在龙门的过道的A面，红外接收装置安装在A面对立面的B面，红外接收装置的信号输出端连接电平逻辑电路，电平逻辑电路连接编码器，编码器连接MCU，MCU上设有显示身高数据的显示模块，太阳能电路连接红外发射装置、红外接收装置、电平逻辑电路和编码器。A面上安装有多个红外发射装置，多个红外发射装置从距离地面1.6米的位置等距离安装在A面上，每个红外发射装置对应于一个红外接收装置。

龙门整体高度2.3米，从该装置A面内部1.6米的地方，每隔1厘米放置一个红外发射装置，共放置32个红外可见光发射装置。再从该装置B面内部1.6米的地方，每隔1厘米放置一个红外接收装置，共放置32个红外接收装置，自下而上进行编号为0-31。例如当有人从中间走过时假设此人为175厘米，那么编号为0-14的接收装置接收不到红外光线则发出14位高电平信号，通过相应的电平逻辑电路只取出最高位送给32线-5线编码电路从而产生01111的二进制信号，送给显示模块并且存储。

如图3所示，J1表示太阳能电池板接口，J100表示电池接口，J2表示系统取电口，太阳能电路包括太阳能电池板、电池、二极管D100、电容C2、稳压芯片LM7805、电解电容C1、电阻R21和发光二极管D1，太阳能电池板的正负极接二极管D100的正极，二极管D100的正负极接在电池的两端，二极管保证了电池电流不会倒流回太阳能电池板，使得太阳能能够边充电边工作，通过LM7805稳压芯片，得到5.0V电压。二极管D100的负极接稳压芯片的输入端，稳压芯片的输入端和电池接口之间连接有电容C2，在稳压芯片的输入端加上0.1uF的电容可以虑掉谐波。稳压芯片的输出端连接电解电容C1，输出端加上47uF的电解电容起到稳压的作用使得输出的电压更加稳定。稳压芯片的输出端连接有串联的电阻R21和发光二极管D1，而在输出端加LED能够让用户更加直观的看到该太阳能电池板是否处于正常工作状态，而所加的1KR的电阻起到了过载保护的功能。

红外发射装置的红外可见光发射头直接加上5伏电源，便可以发出红外可见光。红外接收装置包括电压比较器、光敏电阻R10和R14、电位器和电阻，如图4所示，光敏电阻的两端接电压比较器的同向输入端，电位器RW的可调电压端接电压比较器的反向输入端，电压比较器的输出端接电平逻辑电路。利用光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小特性，光敏电阻两端的电压接电压比较器的同向输入端，电位器RW的可调电压接电压比较器的反向输入端，调节电位器使得在有激光照射光敏电阻时电压比较器的输出端输出低电平，没有激光照射光敏电阻时电压比较器输出端输出高电平。当人站在激光测量仪中时光束被挡住，光敏电阻接收不到红外可见光则电阻变大，则电压比较器输出高电平。32个红外接收装置组成的整体接收装置电路图如图5所示。

电平逻辑电路包括32个编号为I0-I31的信号输入端和32个编号为I′0-I′31信号输出端，如图6所示，电平逻辑电路包括31个与门和31个非门，与门的输出端对应于编号I′0-I′30的电平逻辑电路的输出端，编号I′31的信号输出端连接编号I31信号输入端的信号，与门的一个输入端连接信号输入端，与门的另一个输入端连接相邻信号输入端经过非门后的信号。编码器由四片74LS148芯片集联连接以及一片74F37与非门芯片和两片74F20与非门芯片并联组成，编码器设有32个信号输入端，分别连接电平逻辑电路的信号输出端，编码器设有5个信号输出端Z0、Z1、Z2、Z3、Z4和Z5。

32个红外接收装置产生的32位二进制数不能直接来使用，就算使用可编程控制器，也是非常的浪费I/O口资源。在这里我们选用4片74LS148编码芯片组成32线-5线的编码器。

对于该编码电路来说32位输入电路中只能有一位为高电平，为此需要加必要的逻辑电路来保证每次的输入电平只有一位为高电平。电平逻辑电路如图6所示。在此电路中非门使用74F04芯片，与门使用74F08芯片。当被测者身高为180厘米时，那么0至19的红外接收装置上的光敏电阻不会被红外光束照射，电压比较器的输出端则会输出高电平；整个接收部分产生的数据为0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111，这样的数据给32线-5线编码器是不行的。为此需要将Ix位的上一位通过非门与I_x进行与运算传递给32线-5线编码器的I'_x位【即】。则原来180厘米身高产生的二进制编码变为0000 0000 0000 1000 0000 0000 0000 0000。

四片74LS148芯片组成的32线-5线编码器如图7所示。其工作过程如下所示该编码器高电平有效，每个编码器有8个输入端口，输出为3位二进制代码A2A1A0；

A₂＝I₀'I₁'I₂'I₃'I₄I₅'I₆'I₇'+I₀'I₁'I₂'I₃'I₄'I₅I₆'I₇'+I₀'I₁'I₂'I₃'I₄'I₅'I₆I₇'+I₀'I₁'I₂'I₃'I₄'I₅'I₆'I₇

A1＝I₀'I₁'I₂I₃'I₄'I₅'I₆'I₇'+I₀'I₁'I₂'I₃I₄'I₅'I₆'I₇'+I₀'I₁'I₂'I₃'I₄'I₅'I₆I₇'+I₀'I₁'I₂'I₃'I₄'I₅'I₆'I₇

A0＝I₀'I₁'I₂I₃'I₄'I₅'I₆'I₇'+I₀'I₁'I₂'I₃I₄'I₅'I₆'I₇'+I₀'I₁'I₂'I₃'I₄'I₅I₆'I₇'+I₀'I₁'I₂'I₃'I₄'I₅'I₆'I₇

以上面被测量人身高180厘米计算，则得出的5位二进制码为10100；将所得的五位二进制码传递给带有MCU的显示模块并且存储在TF卡上，当需要读出被测者身高时需将二进制数化为十进制加上160就是被测者真实身高。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。