一种海拔高度计量装置的制作方法

本发明涉及高度测量技术领域，尤其涉及一种海拔高度计量装置。

背景技术：

随着科技的发展，海拔高度计量装置在农业、工业中的地位也随之不断提高。从许多例子中我们都可看到海拔高度计量装置的重要性。在农业生产中，海拔的高度变化会对农作物的种构成重大影响，在以山地为主的高海拔地区，海拔较高，同时气压也会随着低，空气密度小，这种环境非常不利于农作物的种植；而在一些开阔的低海拔地区，温度适宜，且含氧量大，适合水稻、高粱等农作物的生长。在工业生产中，根据资料可得，金属冶炼的熔点会随着高度的增加而降低，因此选择事宜海拔的地区金属冶炼就极为重要。

目前，常用的海拔高度计量装置有两种：(1)传统的机械式海拔高度计量装置，该计量装置往往体积较大，测量结果的精度低，不能完全满足日常需求；(2)依托于全球定位系统gps的海拔高度计量装置，该计量装置造价昂贵，开发成本高，且内部电路结构极其复杂，容易存在较大的干扰，也会存在测量不够精准的缺陷。

因此，亟需一种海拔高度计量装置，精度高、成本低、体积小便于携带。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种海拔高度计量装置，精度高、成本低、体积小便于携带。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种海拔高度计量装置，包括信号处理单元，以及与所述信号处理单元均相连的气压传感器及显示单元；其中，

所述气压传感器，用于采集当前气压及当前温度，得到模拟的气压信号和温度信号，并对所述模拟的气压信号及温度信号均进行模数转换及过滤处理后，得到过滤后的数字气压采集信号及数字温度采集信号，且进一步对所述过滤后的数字气压采集信号及数字温度采集信号进行校正；

所述信号处理单元，用于接收所述气压传感器校正后的温度采集信号及数字气压采集信号，并根据预设的海拔高度算法对所接收到的校正后的数字气压采集信号进行计算，得到海拔高度，且进一步将从所接收到的校正后的温度采集信号中提取的温度值、从所接收到的校正后的数字气压采集信号中提取的气压值以及计算得到的海拔高度推送给所述显示单元显示；

所述显示单元，用于显示所述信号处理单元推送过来的温度值、气压值以及海拔高度。

其中，所述气压传感器包括依序连接的气压及温度采样电路、模数转换器、滤波器及校正电路；其中，

所述气压及温度采样电路，用于实时采集当前气压及当前温度。形成模拟的气压信号和温度信号；

所述模数转换器，用于对所述模拟的气压信号及温度信号均进行模数转换，得到数字气压采集信号及数字温度采集信号；

所述滤波器，用于将所述数字气压采集信号及所述数字温度采集信号进行过滤，得到过滤后的数字气压采集信号及数字温度采集信号；

所述校正电路还与所述信号处理单元，用于将所述过滤后的数字气压采集信号及数字温度采集信号进行校正后，发送给所述信号处理单元。

其中，所述气压传感器采用的型号为bmp085。

其中，所述信号处理单元为单片机，所述单片机的型号为stc89c52。

其中，所述单片机中预设的海拔高度算法为其中，altitude表示海拔高度的值，单位为m；p表示校正后的数字气压采集信号中提取的气压值；p0表示标准大气压的值。

其中，所述显示单元为显示屏，所述显示屏的型号为lcd12864。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明中的气压传感器、信号处理单元及显示单元均采用模块化结构设计，使得整个计量装置具有体积小便于携带、成本低等优点；同时，由于气压传感器具有滤波、校正等功能，使得信号处理单元获取及处理的数据精度高，从而输出的最终数据的精度较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的海拔高度计量装置的系统结构示意图；

图2为图1中气压传感器的系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1和图2所示，为本发明实施例中，提供的一种海拔高度计量装置，包括信号处理单元1，以及与信号处理单元1均相连的气压传感器2及显示单元3；其中，

气压传感器2，用于采集当前气压及当前温度，得到模拟的气压信号和温度信号，并对模拟的气压信号及温度信号均进行模数转换及过滤处理后，得到过滤后的数字气压采集信号及数字温度采集信号，且进一步对过滤后的数字气压采集信号及数字温度采集信号进行校正；

信号处理单元1，用于接收气压传感器2校正后的温度采集信号及数字气压采集信号，并根据预设的海拔高度算法对所接收到的校正后的数字气压采集信号进行计算，得到海拔高度，且进一步将从所接收到的校正后的温度采集信号中提取的温度值、从所接收到的校正后的数字气压采集信号中提取的气压值以及计算得到的海拔高度推送给显示单元3显示；

显示单元3，用于显示信号处理单元2推送过来的温度值、气压值以及海拔高度。

在本发明实施例中，气压传感器2包括依序连接的气压及温度采样电路21、模数转换器22、滤波器23及校正电路24；其中，

气压及温度采样电路21，用于实时采集当前气压及当前温度。形成模拟的气压信号和温度信号；

模数转换器22，用于对模拟的气压信号及温度信号均进行模数转换，得到数字气压采集信号及数字温度采集信号；

滤波器23，用于将数字气压采集信号及所述数字温度采集信号进行过滤，得到过滤后的数字气压采集信号及数字温度采集信号；

校正电路24还与信号处理单元1，用于将过滤后的数字气压采集信号及数字温度采集信号进行校正后，发送给信号处理单元1。

在一个实施例中，气压传感器2采用的型号为bmp085；信号处理单元1为单片机，该单片机的型号为stc89c52，且该单片机中预设的海拔高度算法为

其中，altitude表示海拔高度的值，单位为m；p表示校正后的数字气压采集信号中提取的气压值；p0表示标准大气压的值；，显示单元3为显示屏，该显示屏的型号为lcd12864。

bmp085是一款十分适宜运用在移动设施中的气压传感器，它低能耗、高精度、功能性强且耗电量极低。并且可以通过i2c方便的与单片机相连，实现数据的传输。基本参数如下:(含温度输出、温度补偿、i2c接口)

压力范围：300-1100hpa(海拔9000米...-500米)

电源电压：1.8v-3.6v(vdda)

1.62v-3.6v(vddd)

lcc8封装：无铅陶瓷载体封装(lcc)

尺寸：5.0mm*5.0mm*1.2mm

低功耗：标准模式下5μa

高精度：在低功耗模式下，分辨率约为0.06hpa(0.5米)

在高功耗模式下，分辨率约为0.03hpa(0.25米)

反应时间：7.5ms

待机电流：0.1μa

日常应用:1.gps精确导航(航位推算等)2.风扇功率控制3.室内室外导航

4.体育、医疗健康等监测5.天气预报6.垂直速度指示。

stc89c52单片机的内部采用mcs-51，却不同于其他的51单片机，相比较之下它的耗能较小，但稳定性更高，内部集成存储器，使他在众多51单片机中脱颖而出。具有以下标准功能：1、512字节ram；2、32位i/o口线；3、8k字节的flash；4、看门狗定时器；5、4kb的eeprom；6、3个16位的定时器/计数器；7、4个外部中断；8、1个7向量4级的中断结构；9、全双工的串行口；10、0hz静态逻辑操作；11、支持2种软件。

由于大气压强会随着海拔高度的变化而发生明显的变化，气压高度计的设计也就是利用了这一点。当海拔的数值为0～+4000m时，气压会跟随着海拔的降低而上升。其比例约为，海拔高度每降低1m，大气压强大约上升12pa。根据这个原理，可以通过对气压的采集，将采集到的数据进行处理从而获得海拔高度的值。大气压强的值近似可以看作，所在的地表海拔到大气层整个的空气柱的质量，在高度为0～+3000米的时候，每降低1m的高度，气压约增强12pa；在高度为0～+2000米的时候，每降低1m的高度，气压约增强11pa，根据这个原理，可以通过采集到的气压和标准大气压强来获得本地的海拔，得到上述预设的海拔高度算法。

lcd12864显示屏是点阵类的液晶屏。因为该模块接口模式便捷，控制程序也较为简单，所以可以较为轻松的形成图形界面。若要让屏幕出现图像或者一个汉字仅需将对应的点阵信息输入到相应的存储器中即可。所输入的点阵的信息均需独立设置，这时候液晶屏幕上各显示点的位置和地址之间的对应关系就成了问题的关键。且该液晶屏与同类型的产品相比造价更为低廉，硬件电路的设计和显示的程序也更为简单。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明中的气压传感器、信号处理单元及显示单元均采用模块化结构设计，使得整个计量装置具有体积小便于携带、成本低等优点；同时，由于气压传感器具有滤波、校正等功能，使得信号处理单元获取及处理的数据精度高，从而输出的最终数据的精度较高。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。