一种用于身高测量的毫米波雷达传感器

技术领域

本发明涉及非接触式测距设备技术领域，具体涉及一种用于身高测量的毫米波雷达传感器。

背景技术

目前市面上广泛使用用来测身高的方式有机械接触式和超声波非接触式。其中超声波非接触式使用方便，测量速度快，在电子身高测量仪中使用广泛。现有超声波测距设备在实际应用中，由于声波的属性，其测身高的超声波频率一般在40～50Khz，容易受传播介质、温度、气候、周围环境等因素干扰，而影响测量结果的稳定。其具体问题如下：(1)根据客户反馈和现场测试发现，超声波身高测量仪在高压线，电磁门，信号塔附近，会出现身高数据不稳定现象；(2)超声波测距要求超声波探头前不能有遮挡物，这就要求超声波探头必须裸露在外面。如果空气湿度大，或者有腐蚀性液体附着在探头上，就会引起探头故障，为后续的售后造成麻烦；(3)如果环境温度变化较大，即使做温度补偿，还是会影响测量结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有超声波测距设备在实际应用中所存在的上述缺陷，提供一种体积小、功耗低、精度高、抗干扰能力强，且不受灰尘、光线、温度、震动等因素影响的用于身高测量的毫米波雷达传感器。

本用于身高测量的毫米波雷达传感器包括毫米波雷达传感器单元和处理芯片单元，所述毫米波雷达传感器单元与所述处理芯片单元通信连接，所述毫米波雷达传感器单元包括天线模块、定时器模块、电源管理模块、数字控制模块，其中，所述天线模块用于雷达信号的发送和接收，所述定时器模块用于计时，所述数字控制模块用于所述处理芯片通信连接，所述电源管理模块用于为单元各模块供电。

进一步的，所述天线模块包括TX发射天线和RX接收天线；所述数字模块生上设有用于连接所述处理芯片的SPI通信接口和存储模块。

进一步的，所述毫米波雷达传感器单元包括A111芯片；所述处理芯片单元包括STM32F401芯片。

进一步的，本用于身高测量的毫米波雷达传感器还包括A111芯片外围电路、STM32F401芯片外围电路、分别用于向供电电路和电平转换电路。

本发明一种用于身高测量的毫米波雷达传感器，克服了现有超声波类测距设备在实际应用中所存在的缺陷，其具有体积小、功耗低、精度高等优点，且抗干扰能力强，不受灰尘、光线、温度、震动等因素影响，能穿透塑料和玻璃，避免了暴露在外部所带来的故障隐患。

附图说明

下面结合附图对本发明一种用于身高测量的毫米波雷达传感器作进一步说明：

图1是本用于身高测量的毫米波雷达传感器所述毫米波雷达传感器单元的架构线框图；

图2是本用于身高测量的毫米波雷达传感器的系统架构图；

图3是本用于身高测量的毫米波雷达传感器所述A111芯片外围电路图；

图4是本用于身高测量的毫米波雷达传感器所述STM32F401芯片外围电路图；

图5是本用于身高测量的毫米波雷达传感器所述供电电路图；

图6是本用于身高测量的毫米波雷达传感器所述电平转换电路图。

图中：

1-毫米波雷达传感器单元、2-处理芯片单元；

11-天线模块、12-定时器模块、13-数字控制模块、14-电源管理模块；

111-TX发射天线、112-RX接收天线、131-SPI通信接口、132-存储模块。

具体实施方式

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，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。

以下用具体实施例对本发明技术方案做进一步描述，但本发明的保护范围不限制于下列实施例。

实施方式1：如图1、2所示，本用于身高测量的毫米波雷达传感器包括毫米波雷达传感器单元1和处理芯片单元2，所述毫米波雷达传感器单元1与所述处理芯片单元2通信连接，所述毫米波雷达传感器单元1包括天线模块11、定时器模块12、数字控制模块13、电源管理模块14，其中，所述天线模块11用于雷达信号的发送和接收，所述定时器模块12用于计时，所述数字控制模块13用于所述处理芯片2通信连接，所述电源管理模块14用于为单元各模块供电。

所述天线模块11包括TX发射天线111和RX接收天线112；所述数字模块生13上设有用于连接所述处理芯片2的SPI通信接口131和存储模块132。所述毫米波雷达传感器单元1包括A111芯片；所述处理芯片单元2包括STM32F401芯片。

实施方式2：如图3至6所示，本用于身高测量的毫米波雷达传感器还包括A111芯片外围电路、STM32F401芯片外围电路、分别用于向供电电路和电平转换电路。A111通信电平为1.8V，STM32F401为3.3V电平，需要独立供电并于通信时进行电平转换，其余结构和部件如实施方式1所述，不再重复描述。

工作时：雷达信号由TX天线发送，RX天线接收。发送出去的信号，遇到物体会被反射回去。信号从发送到接收所经过的时间，可以用来计算雷达到物体之间的距离。计算公式如下：

其中，d为雷达到物体间的距离；v为雷达传输是速度(等于光速)；t为雷达信号发送到接收的时间(因为是往返的时间，所以需要除以2)。

本用于身高测量的毫米波雷达传感器，克服了现有超声波类测距设备在实际应用中所存在的缺陷，其具有体积小、功耗低、精度高等优点，且抗干扰能力强，不受灰尘、光线、温度、震动等因素影响，能穿透塑料和玻璃，避免了暴露在外部所带来的故障隐患。

以上描述显示了本发明的主要特征、基本原理，以及本发明的优点。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施方式或者实施例的细节，且在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此应将上述实施方式或者实施例看作示范性的，且非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而非上述说明限定，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发明内。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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。