基于tof技術(shù)的無線4g測距傳感器及其實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子通訊技術(shù)，尤其涉及的是一種基于TOF技術(shù)的無線4G測距傳感器 及其實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市面上主要使用的傳感器有紅外測距傳感器、激光測距傳感器和超聲波測 距，目前市場上的測距傳感器主要缺點為：
[0003] 紅外測距傳感器：精度低、距離近、方向性差。
[0004] 激光測距傳感器：需要注意人體安全、成本較高、并且光學(xué)系統(tǒng)需要保持干凈。
[0005] 超聲波測距：精度較低、成本較高。
[0006] 并且，目前市面上的測距傳感器不具有無線傳輸模塊，不能滿足第三方監(jiān)控系統(tǒng) 的要求。
[0007] 因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種測距精度高、方向性好、成本低，最大測 試距離可以達到15m，并且，可以無線傳輸數(shù)據(jù)的基于TOF技術(shù)的無線4G測距傳感器及其實 現(xiàn)方法。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于TOF技術(shù)的無線4G測距傳感器，包括分別與 CPU控制電路連接的無線4G模塊和TOF鏡頭；其中，TOF鏡頭設(shè)置有EPC600脈沖調(diào)制光芯 片、光敏TOFCCD采樣傳感電路和二極管發(fā)射器。
[0010] 應(yīng)用于上述技術(shù)方案，所述的無線4G測距傳感器中，還設(shè)置有電源及鋰電池電源 備份電路，其中，包括CPU控制電路供電電路、電池充電電路、以及無線4G模塊供電電路。
[0011] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的無線4G測距傳感器中，CPU控制電路供電電路 包括3. 3V供電電路、1. 8V供電電路和1.0 V供電電路。
[0012] 根應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的無線4G測距傳感器中，還設(shè)置與無線4G模塊 連接的4G天線。
[0013] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的無線4G測距傳感器中，無線4G模塊設(shè)置有50 歐阻抗處理電路。
[0014] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，一種基于TOF技術(shù)的無線4G測距傳感器測距實現(xiàn)方 法，包括如下步驟：a、對測距系統(tǒng)進行初始化，檢測是否有測距命令，是則執(zhí)行步驟b，否 則重復(fù)步驟a ;b、EPC600脈沖調(diào)制光芯片輸出固定頻率的脈沖信號給二極管發(fā)射器，二極 管發(fā)射器發(fā)射經(jīng)過脈沖信號調(diào)節(jié)的光線到監(jiān)測目標對象；c、監(jiān)測目標對象反射光線，光敏 TOFCCD采樣傳感電路接收監(jiān)測目標對象的反射光線，CPU控制電路比較發(fā)射光線和反射光 線之間的相位差，計算得到監(jiān)測目標對象的距離；d、檢測是否啟動第三方WIFI傳輸，是則 啟動無線4G模塊，連接第三方控制系統(tǒng)WIFI信號，否則啟動第三方控制有線連接；e、完成 進行數(shù)據(jù)傳輸后，重復(fù)步驟a-e。
[0015] 應(yīng)用于各個上述技術(shù)方案，所述的無線4G測距傳感器測距實現(xiàn)方法中，步驟c中， 是采用計算發(fā)射光線和反射光線之間飛行時間的單獨每個像素的時間差，并將得到的值乘 以光的速度，并除以2,最后得到監(jiān)測目標對象的距離。
[0016] 采用上述方案，本發(fā)明通過TOF鏡頭設(shè)置有EPC600脈沖調(diào)制光芯片、光敏TOFCXD 采樣傳感電路和二極管發(fā)射器，從而利用TOF的圖形感應(yīng)技術(shù)來測距，通過設(shè)置CPU控制電 路的電路圖、以及EPC600脈沖調(diào)制光芯片和光敏TOFCCD采樣傳感電路的電路圖，利用光學(xué) 的飛行時間、以及持續(xù)的脈沖信號使二極管發(fā)射器可以連續(xù)發(fā)射相同頻率的光信號，可以 實現(xiàn)最大測距距離為15m，測距精度高、方向性好、成本低，并且，通過設(shè)置無線4G模塊，可 以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，傳輸速度快。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明中CPU控制電路部分的電路圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明中CPU控制電路供電電路的3. 3V供電電路圖；
[0019] 圖3a為本發(fā)明中CPU控制電路供電電路的I. 8V供電電路第一部分電路圖；
[0020] 圖3b為本發(fā)明中CPU控制電路供電電路的I. 8V供電電路第二部分電路圖；
[0021] 圖4a為本發(fā)明中CPU控制電路供電電路的1.0 V供電電路圖第一部分電路圖；
[0022] 圖4b為本發(fā)明中CPU控制電路供電電路的1.0 V供電電路圖第二部分電路圖；
[0023] 圖4c為本發(fā)明中CPU控制電路供電電路的1.0 V供電電路圖第三部分電路圖；
[0024] 圖4d為本發(fā)明中CPU控制電路供電電路的1.0 V供電電路圖第四部分電路圖；
[0025] 圖5為本發(fā)明的電池充電電路圖；
[0026] 圖6a為本發(fā)明中CPU與DDR接口的第一部分電路圖；
[0027] 圖6b為本發(fā)明中CPU與DDR接口第二部分電路圖；
[0028] 圖6c為本發(fā)明中CPU與DDR接口第三部分電路圖；
[0029] 圖7為本發(fā)明中CPU與NANDFLASH接口電路圖；
[0030] 圖8a為本發(fā)明中CPU與EEPROM的原理電路圖部分一；
[0031] 圖8b為本發(fā)明中CPU與EEPROM的原理電路圖部分二；
[0032] 圖9為本發(fā)明中無線4G模塊的原理電路圖；
[0033] 圖10為本發(fā)明中無線4G模塊的供電電路圖；
[0034] 圖11為本發(fā)明中傳感器感應(yīng)IC電路的電路圖；
[0035] 圖12為本發(fā)明的測試原理圖；
[0036] 圖13為本發(fā)明中無線4G測距傳感器測距實現(xiàn)方法的流程圖；
[0037] 圖14為本發(fā)明中無線4G測距傳感器測距實現(xiàn)方法的測試距離計算曲線圖。
【具體實施方式】
[0038] 以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0039] 實施例1
[0040] 本實施例提供了一種基于TOF技術(shù)的無線4G測距傳感器，如圖1-11所示，無線4G 測距傳感器包括固定設(shè)置在其內(nèi)部的CPU控制電路、無線4G模塊和TOF鏡頭，其中，無線4G 模塊和TOF鏡頭分別與CPU控制電路連接，CPU控制電路如圖1所示，CPU控制電路的供電 電路可以根據(jù)實際測試功率，可以選擇采用3. 3V供電電路、或I. 8V供電電路、或1.0 V供電 電路，電路圖如2-4所示。
[0041] 并且，如圖12所示，TOF鏡頭122上固定設(shè)置有傳感器感應(yīng)IC電路121和二極管 發(fā)射器123,其中，傳感器感應(yīng)IC電路121包括EPC600脈沖調(diào)制光芯片和光敏TOFC⑶采樣 傳感電路，其電路圖如圖11所示，EPC600脈沖調(diào)制光芯片內(nèi)部設(shè)置有PWM控制器，通過其 內(nèi)部的PWM控制器產(chǎn)生脈沖調(diào)制信號，通過固定頻率的脈沖信號來調(diào)制LED產(chǎn)生的光線，形 成頻率持續(xù)相同的脈沖調(diào)制光束，脈沖調(diào)制光束最終通過二極管發(fā)射器持續(xù)發(fā)射出去；持 續(xù)發(fā)射出去的脈沖調(diào)制光束經(jīng)過監(jiān)測目標對象反射回來，并給光敏TOFCCD采樣傳感電路 采樣，CPU控制電路對采樣光束進行計算，其中，通過比較發(fā)射和接收的光束之間的相位差， 并計算光束中單獨每一個像素的"飛行時間"的時間差，最后得到被測的監(jiān)測目標對象的距 離。
[0042] 具體地，如圖14所示，被測的監(jiān)測目標對象的距離可以根據(jù)一下公式得到：
[0043]
【主權(quán)項】
1. 一種基于TOF技術(shù)的無線4G測距傳感器，其特征在于： 包括分別與CPU控制電路連接的無線4G模塊和T0F鏡頭； 其中，T0F鏡頭設(shè)置有EPC600脈沖調(diào)制光芯片、光敏T0FCCD采樣傳感電路和二極管發(fā) 射器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線4G測距傳感器，其特征在于：還設(shè)置有電源及鋰電池電 源備份電路，其中，包括CPU控制電路供電電路、電池充電電路、以及無線4G模塊供電電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線4G測距傳感器，其特征在于：CPU控制電路供電電路包 括3. 3V供電電路、1. 8V供電電路和1. 0V供電電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線4G測距傳感器，其特征在于：還設(shè)置與無線4G模塊連 接的4G天線。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線4G測距傳感器，其特征在于：無線4G模塊設(shè)置有50歐 阻抗處理電路。
6. -種基于T0F技術(shù)的無線4G測距傳感器測距實現(xiàn)方法，其特征在于：包括如下步 驟： a、 對測距系統(tǒng)進行初始化，檢測是否有測距命令，是則執(zhí)行步驟b，否則重復(fù)步驟a ; b、 EPC600脈沖調(diào)制光芯片輸出固定頻率的脈沖信號給二極管發(fā)射器，二極管發(fā)射器發(fā) 射經(jīng)過脈沖信號調(diào)節(jié)的光線到監(jiān)測目標對象； c、 監(jiān)測目標對象反射光線，光敏T0FCCD采樣傳感電路接收監(jiān)測目標對象的反射光線， CPU控制電路比較發(fā)射光線和反射光線之間的相位差，計算得到監(jiān)測目標對象的距離； d、 檢測是否啟動第三方WIFI傳輸，是則啟動無線4G模塊，連接第三方控制系統(tǒng)WIFI 信號，否則啟動第三方控制有線連接； e、 完成進行數(shù)據(jù)傳輸后，重復(fù)步驟a-e。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線4G測距傳感器測距實現(xiàn)方法，其特征在于：步驟C中， 是采用計算發(fā)射光線和反射光線之間飛行時間的單獨每個像素的時間差，并將得到的值乘 以光的速度，并除以2,最后得到監(jiān)測目標對象的距離。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于TOF技術(shù)的無線4G測距傳感器及其實現(xiàn)方法，通過TOF鏡頭設(shè)置有EPC600脈沖調(diào)制光芯片、光敏TOFCCD采樣傳感電路和二極管發(fā)射器，從而利用TOF的圖形感應(yīng)技術(shù)來測距，通過設(shè)置CPU控制電路的電路圖、以及EPC600脈沖調(diào)制光芯片和光敏TOFCCD采樣傳感電路的電路圖，利用光學(xué)的飛行時間、以及持續(xù)的脈沖信號使二極管發(fā)射器可以連續(xù)發(fā)射相同頻率的光信號，可以實現(xiàn)最大測距距離為15m，測距精度高、方向性好、成本低，并且，通過設(shè)置無線4G模塊，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，傳輸速度快。
【IPC分類】G01S17-36
【公開號】CN104656095
【申請?zhí)枴緾N201510071806
【發(fā)明人】張夕勇, 張平輝
【申請人】深圳市志奮領(lǐng)科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月11日