[实用新型]基于ZigBee技术的超声波深度探测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波深度探测装置，尤其涉及一种基于ZigBee技术的超声波自动无线深度探测装置。

背景技术

目前，基于超声波原理测量深度的测量装置已经很多，这种设备一般都是由超声波传感器加控制测量电路组成，如公告日2008年8月6日，专利号为200720192277.4的中国专利“一种超声波距离测量传感器”即是采用该种结构。

公告日2008年8月27日，授权公告号为CN 201107410Y的中国专利也公开了“一种基于超声波传感器的通用测距装置”，其特征是超声波传感器、超声波驱动模块与单片机输入端相连接，单片机接收超声波传感器的发射与接收脉冲信号，以两脉冲信号的时间差来测量两个物体之间的距离。

再具体如气象测量中采用超声波传感器测量积雪深度，超声波在空气中传输的速度是一定的，超声波发射出去，然后接收积雪面反射回来的波，控制从发射开始计时，到接收到回波结束，超声波在空气中传输的时间就定了；利用距离L等于速度S乘以时间T，因为是一个来回，那实际距离就是计算距离L的一半。由于超声波传感器探头所处已知位置的高度一定，那实际雪深就是探头的高度减去超声波测量的距离。

上述测量结果的采集传输通常采用有线方式直接输出显示数据、控制信号或通过串口通讯直接或连接其它无线传输模块如GPRS/CDMA等传输发送至上位机或监控中心主机。这种方法实现虽然实现了深度的测量与测量数据的传输，但是其数据的传输需要铺设数据传输线或外接其他数据传输装置，而通常气象监测点分散分布在较大区域，个别地方还地处偏僻，铺设线缆难度大，费用高，采用GPRS/CDMA移动网传输设备投入高，需要长期支付网络使用费。

ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，主要用于近距离无线连接，尤其适用于传感控制应用。它依据IEEE802.15.4标准，可在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。与移动通信的CDMA网相比，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而它具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点，使用2.4GHZ免费、免执照频段，可以嵌入各种设备，组成高可靠的无线数传网络，相对蓝牙(Bluetooth)技术的复杂，应用系统费用高，功耗高，供电电池寿命短，低功耗的ZigBee可最大程度地延长电池的寿命，减少ZigBee网络的维护成本。因此，自2003年正式问世以来，在自动控制和远程控制领域已得到快速的发展，市场已可提供完整的实用的ZigBee内嵌式无线通信模块。

发明内容

本实用新型的目的是：针对现有技术存在的不足，新设计一种集成ZigBee无线协议的新型自动无线深度探测装置，该设备能够方便工作人员在恶劣环境中用最便捷的方式通过ZigBee无线数传网络获得测量数据。

本实用新型的技术方案是：一种基于ZigBee技术的超声波深度探测装置，包括顺次电连接的超声波传感器、控制单元和ZigBee无线通信单元；所述控制单元基于ZigBee协议标准，控制ZigBee无线通信单元定时监测接收外来ZigBee信号，实时控制超声波传感器完成深度探测并对测量数据进行处理后送至ZigBee无线通信单元无线发送。

进一步地，所述的控制单元包括顺次连接的传感器控制电路和ZigBee微控制器；所述的ZigBee无线通信单元采用ZigBee无线模块，包括顺次连接的射频电路和天线单元。

本实用新型与现有技术比较，具有如下优点：

1、本实用新型由于采用了ZigBee技术组成高可靠的无线数传网络，可以在无需连线和其他外界无线传输模块时将数据传输到主机中，从而保证了系统的可靠性和安装维护简便性。

2、本实用新型可实现在正常状态下装置处于休眠状态，并按照配置定时监测是否有外来ZigBee信号，只有当监测到有外来ZigBee信号并连接时才进入工作状态，由控制单元实时控制完成测量并实时将测量数据传输到主机中，从而保证系统处于极低的功耗，最大程度地延长电池的寿命，减少ZigBee网络的维护成本。

3、本实用新型可通过测量控制单元方便地设定深度测量的预警值，从而当测量值达到预警值时，自动触发ZigBee数据传输模式，从而保证在发生预警情况时，实时上传预警信息。

附图说明

图1为本实用新型的装置结构原理框图；

图2为本实用新型的实施例的结构原理框图。