CN112954868A - 一种基于双超声波模块的灯控装置 - Google Patents

一种基于双超声波模块的灯控装置 Download PDF

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杨春孟
苗雨露
白丰一
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Abstract

本发明公开了一种基于双超声波模块的灯控装置，涉及灯控技术领域，包括可控灯组、第一超声波探测单元、第二超声波探测单元和微处理单元，第一超声波探测单元和第二超声波探测单元处于同一水平高度。超声波探测单元获取障碍物信息并将信息传递给微处理器，然后微处理器控制对应的可控灯组，处于同一水平高度的两个超声波探测单元的探测范围重叠，有效确定障碍物在探测范围内的二维坐标，即便当障碍物位于有效范围内的最左边或是最右边，超过其中一个超声波探测单元的探测范围时，也可以通过另一个超声波探测单元传递回来的信息确定障碍物的大致方位。通过这种方法不仅减小的探测盲区，同时增加了探测信息的精准性和有效性。

Description

一种基于双超声波模块的灯控装置
技术领域
本发明涉及灯控技术领域，具体而言，涉及一种基于双超声波模块的灯控装置。
背景技术
声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的，其每秒的振动次数(频率)甚高，超出了人耳听觉的一般上限(20000Hz)，人们将这种听不见的声波叫做超声波。由于其频率高，因而具有许多特点：波长短，衍射不严重，具有良好的定向性，工业与医学上常用超声波进行超声探测。超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性，超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，该特性就越显著。功率特性，当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。
如今超声波探测技术被广泛利用在各个领域，例如：具有警报功能的测距停车位，超声波探伤等。但是超声波测距只能简单地知道障碍物与超声波模块之间的距离，并不能知晓具***置。
发明内容
为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种基于双超声波模块的灯控装置。
本发明的实施例是这样实现的：
一种基于双超声波模块的灯控装置，包括可控灯组、第一超声波探测单元、第二超声波探测单元、和用于接收上述第一超声波探测单元、上述第二超声波探测单元的信号并控制上述可控灯组高亮显示的微处理单元，上述第一超声波探测单元和上述第二超声波探测单元处于同一水平高度，上述第一超声波探测单元和第二超声波探测单元的输出端分别与上述微处理单元的输入端连接。
这样的灯控装置，第一超声波探测单元和上述第二超声波探测单元获取障碍物信息，接着将信息传递给微处理器，然后微处理器对数据进行处理分析，再控制对应的可控灯组，第一超声波探测单元和上述第二超声波探测单元位于同一水平高度，第一超声波探测单元和上述第二超声波探测单元的探测范围重叠，有效确定障碍物在探测范围内的二维坐标，即便当障碍物位于有效范围内的最左边或是最右边，超过其中一个超声波探测单元的探测范围时，也可以通过另一个超声波探测单元传递回来的信息确定障碍物的大致方位。通过这种方法不仅减小的探测盲区，同时增加了探测信息的精准性和有效性。
在本发明的一些实施例中，还包括电源，上述电源分别与上述灯组电连接、第一超声波探测单元、第二超声波探测单元和微处理单元电连接。
在本发明的一些实施例中，上述灯组包括可外控的led灯具，上述led灯具的输入端与上述微处理单元的输出端连接。
在本发明的一些实施例中，上述灯组采用2812灯带、2815灯带、数码管中的一种或多种。
在本发明的一些实施例中，上述微处理单元采用ARM构建的微型电脑主板。
在本发明的一些实施例中，还包括无线模块，上述第一超声波探测单元和上述第二超声波探测单元通过上述无线模块分别与上述微处理单元连接，示例性的，超声波探测单元接另一微处理单元，该处理单元再接无线模块，而控灯微处理单元也接无线模块，两个无线模块之间发讯号。
在本发明的一些实施例中，上述无线模块采用蓝牙、WiFi或lora。
在本发明的一些实施例中，还包括调节架，上述第一超声波探测单元和第二超声波探测单元安装于上述调节架上。
在本发明的一些实施例中，上述调节架包括安装台、设置在安装台上两侧的伸缩调节组件、铰接于上述安装台上边沿处的用于调节上述安装台的调节杆、连接于安装台底部的第一C形件、球形组件和第二C形件，上述第一C形件通过球形组件与上述第二C形件活动连接，上述安装台上设置有滑槽，上述第一超声波探测单元和上述第二超声波探测单元分别安装于上述滑槽内并能够沿着上述滑槽滑动，上述伸缩调节组件分别与上述第一超声波探测单元和上述第二超声波探测单元连接。
在本发明的一些实施例中，上述伸缩调节组件包括第一伸缩电机和第二伸缩电机，上述第一伸缩电机和上述第二伸缩电机连接于上述滑槽的两侧，上述第一伸缩电机、上述第二伸缩电机的输出轴分别与上述第一超声波探测单元、第二超声波探测单元连接。
本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：
一种基于双超声波模块的灯控装置，包括可控灯组、第一超声波探测单元、第二超声波探测单元、和用于接收上述第一超声波探测单元、上述第二超声波探测单元的信号并控制上述可控灯组高亮显示的微处理单元，上述第一超声波探测单元和上述第二超声波探测单元处于同一水平高度，上述第一超声波探测单元和第二超声波探测单元的输出端分别与上述微处理单元的输入端连接。
这样的灯控装置，上述第一超声波探测单元和上述第二超声波探测单元获取障碍物信息，接着将信息传递给微处理器，然后微处理器对数据进行处理分析，再控制对应的可控灯组，第一超声波探测单元和上述第二超声波探测单元位于同一水平高度，第一超声波探测单元和上述第二超声波探测单元的探测范围重叠，有效确定障碍物在探测范围内的二维坐标，即便当障碍物位于有效范围内的最左边或是最右边，超过其中一个超声波探测单元的探测范围时，也可以通过另一个超声波探测单元传递回来的信息确定障碍物的大致方位。通过这种方法不仅减小的探测盲区，同时增加了探测信息的精准性和有效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一种基于双超声波模块的灯控装置的结构框图；
图2为本发明一种基于双超声波模块的灯控装置的电路结构图；
图3为本发明一种基于双超声波模块的灯控装置中第一超声波探测单元和第二超声波探测单元探测范围的示意图；
图4为本发明一种基于双超声波模块的灯控装置中调节架的结构示意图；
图5为本发明一种基于双超声波模块的灯控装置中调节架和球形组件的***图。
图标：1、第一超声波探测单元；2、第二超声波探测单元；3、调节架；31、安装台；32、伸缩调节组件；321、第一伸缩电机；322、第二伸缩电机；33、调节杆；34、第一C形件；35、球形组件；351、球体；352、第一夹持件；353、第二夹持件；36、第二C形件；37、滑槽。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”等术语并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参照图1和图2，图1为本发明一种基于双超声波模块的灯控装置的结构框图；图2为本发明一种基于双超声波模块的灯控装置的电路结构图；本实施例提供一种基于双超声波模块的灯控装置，包括可控灯组，上述灯组包括可外控的led灯具，上述led灯具的输入端与上述微处理单元的输出端连接。示例性的，上述灯组采用2812灯带、2815灯带、数码管中的一种或多种，本申请还设置有第一超声波探测单元1和第二超声波探测单元2，第一超声波探测单元1和第二超声波探测单元2之间的距离可以根据实际情况进行调节，第一超声波探测单元1和第二超声波探测单元2的探测方向也可根据需求进行调节，本申请还包括用于接收上述第一超声波探测单元1、上述第二超声波探测单元2的信号并控制上述可控灯组高亮显示的微处理单元，以上均采用现有技术均可实现，本申请的发明点在于，上述第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2处于同一水平高度，上述第一超声波探测单元1和第二超声波探测单元2的输出端分别与上述微处理单元的输入端连接。
示例性的，请参考图2，第一超声波探测单元1和第二超声波探测单元2采用AJ-SR04M芯片，微处理单元采用PRI4B芯片，可控灯组采用WS 2812灯带，两个AJ-SR04M芯片的RX引脚、RX引脚分别与PRI4B芯片的RX引脚、RX引脚对应连接，用于信号传输，PRI4B芯片的DATA引脚接入WS 2812灯带的DATA引脚，PRI4B芯片接收AJ-SR04M芯片发送的信号后经过分析处理后控制WS 2812灯带。
请参照图3，图3为本发明一种基于双超声波模块的灯控装置中第一超声波探测单元1和第二超声波探测单元2探测范围的示意图；这样的灯控装置，第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2具有收发功能，探测角度为优选75度，当然，探测角度可以根据具体使用情况来选择。第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2获取障碍物信息，接着将信息传递给微处理器，然后微处理器对数据进行处理分析，再控制对应的可控灯组，第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2位于同一水平高度，第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2直线距离之间为视野盲区，第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2的探测范围重叠，即为图3中的有效范围，有效确定障碍物在探测范围内的二维坐标，即便当障碍物位于有效范围内的最左边或是最右边，超过其中一个超声波探测单元的探测范围时，也可以通过另一个超声波探测单元传递回来的信息确定障碍物的大致方位。通过这种方法不仅减小的探测盲区，同时增加了探测信息的精准性和有效性。
示例性的，微处理器采用现有设备，优选微处理器是一款基于ARM的微型电脑主板，其***基于Linux,具有相对应的、成熟的硬件开发平台。可以通过修改程序，自由调节led灯组的效果和亮度，增强了产品的实用性以及装饰性。
在本发明的一些实施例中，还包括电源，上述电源分别与上述灯组电连接、第一超声波探测单元1、第二超声波探测单元2和微处理单元电连接。
上述电源用于给上述灯组电连接、第一超声波探测单元1、第二超声波探测单元2和微处理单元供电。
在本发明的一些实施例中，还包括无线模块，上述第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2通过上述无线模块分别与上述微处理单元连接。示例性的，第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2分别连接另一微处理单元，该微处理单元再接无线模块，而控灯的微处理单元也接无线模块，两个无线模块之间发讯号。上述无线模块采用现有的蓝牙、WiFi或lora进行连接。
考虑到上述第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2工作时不稳定，可能会受到外界的干扰，以及第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2在工作时不便于调节角度，因此，在本发明的一些实施例中，还设置有调节架3，上述第一超声波探测单元1和第二超声波探测单元2安装于上述调节架3上。
请参考图4，图4为本发明一种基于双超声波模块的灯控装置中调节架3的结构示意图；进一步的，上述调节架3包括安装台31、设置在安装台31上两侧的伸缩调节组件32、铰接于上述安装台31上边沿处的用于调节上述安装台31的调节杆33、连接于安装台31底部的第一C形件34、球形组件35和第二C形件36；上述第一C形件34通过球形组件35与上述第二C形件36活动连接，上述安装台31上设置有滑槽37，上述第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2分别安装于上述滑槽37内并能够沿着上述滑槽37滑动，上述伸缩调节组件32分别与上述第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2连接。
上述第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2连接在上述安装台31上，安装台31设置有滑轨，第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2可沿着滑轨滑动，滑轨的左右两侧设置有第一伸缩电机321和第二伸缩电机322，第一伸缩电机321的输出轴与第一超声波探测单元1连接，第二伸缩电机322的输出轴与第二超声波探测单元2连接。第一伸缩电机321的输出轴伸长时会带动第一超声波探测单元1向沿着滑轨往第二超声波探测单元2的方向移动，以调节第一超声波探测单元1与第二超声波探测单元2之间的距离。同理，也可以控制第二伸缩电机322的输出轴伸长或缩短从而控制第一超声波探测单元1与第二超声波探测单元2之间的距离。此外，上述第一C形件34通过球形组件35与上述第二C形件36活动连接，上述第一C形件34和第二C形件36的设置，通过调节上述调节杆33可以使得安装台31沿任意方向转动，需要说明的是，调节杆33设置有两组，其中一组分别设置在第一C形件34的左右两侧，另一组分别设置在第二C形件36的左右两侧。通过拉推调节杆33即可调节安装台31上的角度从而调节上述第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2的角度。
进一步的，上述伸缩调节组件32包括第一伸缩电机321和第二伸缩电机322，上述第一伸缩电机321和上述第二伸缩电机322连接于上述滑槽37的两侧，上述第一伸缩电机321、上述第二伸缩电机322的输出轴分别与上述第一超声波探测单元1、第二超声波探测单元2连接。
请参考图5，图5为本发明一种基于双超声波模块的灯控装置中调节架3和球形组件35的***图。上述第一C形件34与上述第一夹持件352铰接，上述第二C形件36与上述第二夹持件353铰接，球形组件35包括球体351、第一夹持件352和第二夹持件353，球体351连接于第一夹持件352的中间，第二夹持件353对称设置于上述球体351的两侧，并且第二夹持件353与上述球体351接触，第二夹持件353与球体351活动连接，上述第一C形件34通过球形组件35与上述第二C形件36活动连接。
综上，本发明的实施例提供一种基于双超声波模块的灯控装置，包括可控灯组、第一超声波探测单元1、第二超声波探测单元2、和用于接收上述第一超声波探测单元1、上述第二超声波探测单元2的信号并控制上述可控灯组高亮显示的微处理单元，上述第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2处于同一水平高度，上述第一超声波探测单元1和第二超声波探测单元2的输出端分别与上述微处理单元的输入端连接。
这样的灯控装置，上述第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2获取障碍物信息，接着将信息传递给微处理器，然后微处理器对数据进行处理分析，再控制对应的可控灯组，第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2位于同一水平高度，第一超声波探测单元1和上述第二超声波探测单元2的探测范围重叠，有效确定障碍物在探测范围内的二维坐标，即便当障碍物位于有效范围内的最左边或是最右边，超过其中一个超声波探测单元的探测范围时，也可以通过另一个超声波探测单元传递回来的信息确定障碍物的大致方位。通过这种方法不仅减小的探测盲区，同时增加了探测信息的精准性和有效性。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种基于双超声波模块的灯控装置，包括可控灯组、第一超声波探测单元、第二超声波探测单元、和用于接收所述第一超声波探测单元、所述第二超声波探测单元的信号并控制所述可控灯组高亮显示的微处理单元，其特征在于，所述第一超声波探测单元和所述第二超声波探测单元处于同一水平高度，所述第一超声波探测单元和第二超声波探测单元的输出端分别与所述微处理单元的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于双超声波模块的灯控装置，其特征在于，还包括电源，所述电源分别与所述灯组电连接、所述第一超声波探测单元、所述第二超声波探测单元和所述微处理单元电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于双超声波模块的灯控装置，其特征在于，所述灯组包括可外控的led灯具，所述led灯具的输入端与所述微处理单元的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于双超声波模块的灯控装置，其特征在于，所述灯组采用2812灯带、2815灯带、数码管中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种基于双超声波模块的灯控装置，其特征在于，所述微处理单元采用ARM构建的微型电脑主板。
6.根据权利要求1所述的一种基于双超声波模块的灯控装置，其特征在于，还包括无线模块，所述第一超声波探测单元和所述第二超声波探测单元通过所述无线模块分别与所述微处理单元连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于双超声波模块的灯控装置，其特征在于，所述无线模块采用蓝牙、WiFi或lora。
8.根据权利要求1所述的一种基于双超声波模块的灯控装置，其特征在于，还包括调节架，所述第一超声波探测单元和第二超声波探测单元安装于所述调节架上。
9.根据权利要求8所述的一种基于双超声波模块的灯控装置，其特征在于，所述调节架包括安装台、设置在安装台上两侧的伸缩调节组件、铰接于所述安装台上边沿处的用于调节所述安装台的调节杆、连接于安装台底部的第一C形件、球形组件和第二C形件，所述第一C形件通过球形组件与所述第二C形件活动连接，所述安装台上设置有滑槽，所述第一超声波探测单元和所述第二超声波探测单元分别安装于所述滑槽内并能够沿着所述滑槽滑动，所述伸缩调节组件分别与所述第一超声波探测单元和所述第二超声波探测单元连接。
10.根据权利要求9所述的一种基于双超声波模块的灯控装置，其特征在于，所述伸缩调节组件包括第一伸缩电机和第二伸缩电机，所述第一伸缩电机和所述第二伸缩电机连接于所述滑槽的两侧，所述第一伸缩电机、所述第二伸缩电机的输出轴分别与所述第一超声波探测单元、第二超声波探测单元连接。
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