基于超声波技术的人体身高测量仪的设计

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基于超声波技术的人体身高测量仪的设计

基于超声波技术的人体身高测量仪的设计胡开明;钱敏;朱立【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2011(030)009【摘要】A non-contact height measuring instrument using ultrasonic technology is designed. This system takes MCU as controller, designs the ultrasonic transmitting and receiving circuit, completes the host computer communication. Measurement and monitoring is carried out in VB environments by computer,completes the design of temperature compensation circuit,and completes corresponding software program. The experimental results show that the instrument has simple facilities, the high precision and high reliability. It can be better applied to non-contact height measurement.%利用超声波技术设计了一种非接触式人体身高测量仪.以单片机为控制器,设计了超声波的发射和接收电路,完成了上位机通信,并在VB环境中进行微机测量和监控,完成了温度补偿电路的设计,并完成了相应的软件程序.实验结果表明:该仪器简洁便利,智能化与测量精度较高,可靠性高,可较好地应用于非接触式身高测量.【总页数】3页(P118-120)【作者】胡开明;钱敏;朱立【作者单位】东华理工大学机械与电子工程学院,江西抚州344000;东华理工大学机械与电子工程学院,江西抚州344000;东华理工大学机械与电子工程学院,江西抚州344000【正文语种】中文【中图分类】TP368【相关文献】1.基于超声波测距的多功能面积/体积测量仪的设计 [J], 杨光;黄韬;王春迎;阮学斌2.基于MSP430超声波液位测量仪的设计及无线收发 [J], 贾飞飞;王朝晖;焦斌亮3.基于ARM的超声波流量测量仪的设计与实现 [J], 王明伟;姚展;李秦君4.基于LabVIEW的超声波流速流量测量仪的设计 [J], 彭中波;杨雄;滕学涛5.基于超声波的风速风向测量仪设计 [J], 马欣;赵继超因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

超声波测量身高设计报告

河海大学计算机及信息工程学院（常州）通信原理课程设计报告题目超声波测量身高专业通信工程学号0862310229学生姓名指导教师课程设计（报告）任务书（理工科类） 2011/6/27摘要随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广泛。

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。

利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。

过去，许多技术因为无法探测到物体组织内部而受到阻碍，影响了测量结果的准确性和可靠性，超声波传感技术的出现改变了这种状况。

在未来的应用中，超声波将与信息技术、新材料技术结合起来，将出现更多的智能化、高灵敏度的超声波传感器。

本设计有效地解决了传统身高测量中手工操作和机械操作速度慢、噪音大的弊端，是一种集高科技、智能化、自动化于一体的体质测量仪器，备受市场青睐。

实验证明，这套系统软硬件设计合理、结构精巧、操作方便、实用性强、实时性好，经过系统扩展和升级，可广泛应用于医院、学校、机场等公共场所的体质测量。

关键词:超声波测量仪AbstractWith the rapid development of science and technology, ultrasonic sensor application in more and more widely.As the ultrasonic point to strong, energy consumption is slow, the spread in the medium distance, and therefore often used in ultrasonic distance measurements, such arange finders and Level Meter and more can be achieved by ultrasound.Ultrasonic testing is often used more rapid, convenient, simple to compute, easy to do real-time control and measurement precision can be achieved in the industrial and practical requirements, so the mobile Robot have also been widely used.In the past, many technology because they can not detect objects within the organization have been hampered, affecting the accuracy and reliability of measurement, ultrasonic sensing technology has changed the situation.Applications in the future, ultrasound will be information technology, new material technology combined, there will be more intelligent, high-sensitivity ultrasonic sensors. This design effectively address the traditional manual measurement of height and mechanical operation speed, noisy drawbacks, is a set of high-tech, intelligent, automated measuring instruments in one body, much favored by the market.Experiments have proved that the system software and hardware design is reasonable, structural compact, easy to operate, practical, real time, the system expansion and upgrading, and is widely used in hospitals, schools, the airport, public health measure.Keywords ：measurement high-sensitivity目录摘要 (1)ABSTRACT (1)目录 (2)引言 (3)1传感器1.1 构成及应用 (4)1.2 传感器参数 (4)1.3超声波 (5)1.3.1 超声波发生器 (5)1.3.2 压电式超声波发生器 (5)1.3.3 超声波测量仪原理 (5)2 程序设计思路2.1总框图与设计流程图 (6)2.2模块程序 (7)3 超声波测距误差分析 (13)结束语 (13)附录：实物图 (14)参考文献 (15)引言本次设计电路采用超声波在空气中运行原理设计的一种光机电一体化的身高测量仪，该测量仪是由单片机组成的单片机中央控制系统，超声波发射电路由发射驱动电路和设计该驱动电路输出端的超声波换能器构成，超声波接收电路由超声波接收换能器、限位电路和超声波接收集成块电路构成，能测量的最大距离是10m，测试分辨力为1cm，距离显示用三位数的发光二极管，最大显示距离为99cm。

超声波身高体重测量仪技术参数

超声波身高体重测量仪技术参数数量：1台预算：2万元1.技术参数1.1电源：电压AC220V，频率50Hz1.2使用环境：温度范围：+10℃～+40℃；湿度范围20%RH～85%RH（无冷凝）1.3保存环境：-5℃～55℃；不大于85%RH，通风良好，干燥的室内，周围空气中应无腐蚀性气体1.4身高测量范围： 70cm～200cm，分辨率0.1 cm，最大误差±0.5cm1.5体重测量范围： 2kg～200kg，最大误差±0.1kg★1.6 通过计量认证：可提供计量院出具的计量认证证明资料。

2、功能特性2.1 测量方式：手动﹑自动﹑遥控三种方式可随意选择,满足不同用户的使用场景需求。

2.2温度补偿功能：双温度传感器，具有温度补偿功能，可提高身高测量结果的准确性。

2.3进口称重传感器：采用进口称重传感器2.4进口超声波探头：采用进口超声波探头。

2.5检测参数：可检测身高、体重，可计算BMI、体表面积、男性超重百分比、女性超重百分比。

2.6语音播报功能：可播报操作指导、注意事项、测量结果、异常提示，并可对播报内容进行选择设置。

2.7打印结果：可进行测量结果数值打印、条码打印、体重指数BMI参照表打印（中国卫生行业标准（WS/T428-2013）参照表、WHD标准-2004参照表）多种结果显示打印。

★2.8离线保存测量结果：本机可保存 2000例测量结果。

★2.9网络直连功能：可通过网线、WIFI以及移动网络模块（选配）等方式直接将设备的检测数据传输至医院各个网络系统，不在需要单独传输至PC端，提升传输效率、节省医院成本。

3、其他要求3.1、提供耗材及零配件供货价格供业主参考3.2、质保期≥2年3.3、所投设备具有医疗器械注册证，供货商具有医疗设备经营许可证或医疗设备生产许可证3.4、供货期：合同签订后15日内。

毕业设计(论文)-智能型身高体重仪的研制

1 智能型身高体重仪的概述身高体重仪，早已被广泛用于家庭和平常的生活中，使人们对自己的身体状况有更好的掌握，更好的提高人们对健康的认识。

传统的身高体重仪器一般为机械结构，这种仪器需要人工操作，不能显示，数据需要通过指针和刻度盘来读取，这种仪器用起来很不方便，而且它的误差也比较大，有仪器自身误差，也存在人为的在读取时所产生的随机误差等。

近年来，市面上也大量流行着能测人体身高和体重的电子人体称，它能自动测量出人的身高体重值，并配有打印机输出和语音播放电路，在很大程度上提高了人体身高体重测量的准确性，也丰富了测量的趣味性。

一般来说这种身高体重仪，操作简单，由人启动后测重、测高、显示、打印、语音播放等功能都可以自动完成的，但是这种仪器也存在某些方面的不足：体积大，移动起来不方便；测高功能是通过测高平杆带动码盘转动，码盘孔用光电读取头把测高脉冲传给单片机进行计数，从而得到被测者的身高值，这种仪器需要电机来带动测高平杆移动，为接触型测量，并且测量速度不快；同时还需要人工来操作。

智能型身高体重仪，顾名思义，就是整个测量身高和体重的过程都是自动完成的。

同时，它又具备了传统身高体重仪所不具备的优点和亮点：小巧玲珑，移动方便；测量速度快、准确，并且为非接触型仪器；而且它功耗低，且无需人工操作，是一种完全的智能自动化仪器。

这种仪器在使用时，即进行身高体重测量时，只要被测者站在仪器上所示的位置，本仪器就会自动的进行身高与体重的测量，然后对结果进行直观的数字显示和语音播放。

对于本仪器来说，整个工作过程就是：通电开机，在无人测量状态下显示时钟日历，同时检测是否有人要进行测量；如有，系统自动启动测量身高和体重的电路进行测量。

具体的测量过程为：启动超声波测高发射电路→等待超声波反射回来并计算出时间差→由温度传感器测出温度并对声速进行补偿→计算出身高值并送入控制系统→从称重传感器输出的信号经放大并A/D转换后的体重值送入控制系统→由控制系统算出结果→最后为显示和播放所测得的身高体重值并打印出结果→结束。

Arduino创意课程-妙用超声波测身高

Arduino创意课程-妙用超声波测身高成果背景教育与实践相结合，教育与生活相结合是王老师设计编程类课程的一个原则，也就是说课程所产生的成果都是为我们的生活服务的。

今天的内容也不例外，今天王老师要给大家分享的创意编程课程是《身高测量仪》。

回想一下我们自己小的时候，在家中都是如何进行身高测量的呢，可能会使用下面几种方法：1、身体紧贴墙面，然后在墙面上（头顶位置）画一个横线，最后使用一把卷尺测量横线到地面的距离；2、直接在墙面上贴上一把尺子，然后站在尺子前由另一个人帮忙看下头顶上方的数字。

上面的两种方法操作起来都不够方便，而且需要另外的人帮忙才能完成。

一次偶然王老师在市面上看到这样的身高测量仪（下图）。

上图的身高测量仪顶部有个超声波传感器，传感器可以测得自身到被测人员头顶的距离（H1），传感器到地面的距离是一个固定值（H0），设备使用H0减去H1就可以自动计算出被测人员的身高。

这样的身高测量仪一般使用在医院或者体检中心，如果放在家里可能显得不够小巧，为了让测量身高这件事情变得更加容易操作，王老师决定对上面的方案进行一下改进，王老师的思路是这样的：1、装置或仪器的体积要小，方便存放；2、单人可以完成自己身高的测量；3、装置或仪器的主材是日常生活中的常见材料；根据上面王老师自己提出的这些需求，王老师想到了两种实现方案：方案一、与我们在医院看到的那种基于超声波原理的的身高测量仪十分类似，可以在墙面的某个固定高度安装一个小的装置，内部放置超声波模块对自己身高进行测量，效果如下：方案二、制作一个手持的小装置，需要使用的时候将其取出，无需进行安装，并且可以独自一人进行操作，效果如下：经过对两种方案的比较，最终王老师决定采用方案二，主要有下面几点原因：1、方案一中由于显示屏的位置比较高，测得身高后不太方便看到数值；2、方案二无需进行安装固定，使用起来更加便捷；。

数字超声波身高测量仪.

目录1.前言 (1)2.设计说明书 (2)2.1概述 (2)2.1.1基本工作原理 (2)2.1.2主要技术指标 (2)2.2整体硬件电路设计 (3)2.2.1发射模块 (3)2.2.2接收模块 (7)2.2.3计数与显示控制模块 (8)2.2.4电源模块 (11)2.3方案校验 (13)3.结论 (15)4.结束语 (16)参考文献 (17)附录 (18)整机电路原理图 (18)元件明细表 (19)1.前言随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。

在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在。

传感器是世界各国发展最快的产业之一，在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下，传感器技术得到了飞速的发展和进步。

但限于目前的技术水平，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。

展望未来，超声波传感器作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。

未来的超声波传感器将与自动化、智能化接轨，与其他的传感器集成和融合，形成多传感器。

随着传感器的技术进步，传感器将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。

在新的世纪里，面貌一新的传感器将发挥更大的作用。

超声波是一种频率范围在20KHz—100000KHz的机械波。

超声波易于定向发射，方向性好，强度易于控制，与被测物体不需要直接接触等优点。

超声波传感器信息处理速度快，环境适应性强。

本数字超声波身高测量仪的测量范围为0.5m-2.3m，四位数字显示，分辨率0.1cm，测量误差±0.5cm，使用交流市电220V ±10%。

本设计利用超声波良好的反射性能，采用回波测距12h v t=∆来实现。

超声波身高测量仪(自己写的)

目录摘要 2引言 (4)第一章系统方案设计 5§1.1设计要求 5§1.2设计思路 5§1.2.1 超声波的接收与处理 5§1.2.2 身高测量算法构思 5§1.2.3 硬件部分调试分析构思 6§1.2.4 设计思路总结 6第二章设计原理及设计框图 7§2.1设计原理 7§2.2设计框图 7第三章传感器和电源的比较与选择 9§3.1传感器设计的方案选择 9§3.1.1超声波T/R40-10传感器设计电路 9§3.1.2超声波LM1812传感器设计电路 9§3.2电源电路设计的方案选择 10§3.2.1采用二极管稳压电路设计： 10§3.2.2采用7805三端稳压器电源： 11第四章系统硬件电路设计 12§4.1单片机系统及显示电路 12§4.2超声波发射电路 14§4.3超声波检测接收电路 14§4.4共阴极七段LED数码管 15第五章系统软件设计 16§5.1程序流程图 16§5.2主程序设计 17§5.3超声波发射子程序和接收中断程序设计 17 §5.3.1 超声波发射子程序 17§5.3.2 超声波接收中断程序 18第六章电路调试与分析 20§6.1硬件部分调试与分析 20§6.2程序调试与分析 20参考文献 (21)附录 22附录 A 主要原理图 22附录 B 产品及市场成品图 23附录 C C语言程序 24超声波身高测量仪摘要:论文首先介绍了超声波测身高的基本原理，随后对几种可性的方案进行了方案论证，确定最后的设计方案，并对整个的设计方案作了详细的介绍。

在此本设计中硬件设计电路主要由单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接受电路组成。

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传感器与微系统（ｒｎｄｃｒｎｉｏｙｔｅｈｏｇｅ）ＴａｓｕｅｄＭｃｓｓｍＴｃｎｌｉａｒｅｏｓ
２１年第３０１Ｏ卷第９期
基于超声波技术的人体身高测量仪的设计
胡开明，钱敏，朱立
ｃｎｔｃｉｈａｕｒｍｅｔｏａｔｈｅｇｔｍｅｓｅｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｔａｏｉｖｌｒｓｎｃｗａｅ，ｈｅｇｔｍｅｓｅｎ，ＶＢ，ｔｍｐｒｔｒｏｉｈａｕｒｍｅｔｅｅａｕｅｃｍｐｅｓｔｏｎａｉｎ
（东华理工大学机械与电子工程学院，江西抚州３４１）４１０１｝
摘
要：利用超声波技术设计了一种非接触式人体身高测量仪。以单片机为控制器，计了超声波的发设
射和接收电路，完成了上位机通信，并在ＶＢ环境中进行微机测量和监控，完成了温度补偿电路的设计，并完成了相应的软件程序。实验结果表明：仪器简洁便利，能化与测量精度较高，该智可靠性高，可较好地应
用于非接触式身高测量。
关键词：超声波；身高测量；Ｂ；Ｖ温度补偿
中图分类号：Ｔ６Ｐ３８文献标识码：Ｂ文章编号：１０－７７２１）９０１－３００９８（０１０－１８０－－
Ｄｅｉｎｏｕｍａｅｇｅｓｅｅｅｉｅｂａｅｎｓｇｆｈｎｈｉｈｔｍａｕｒｍｎｔｄｖｃｓｄｏｕｔａｏｉｖｅｈｏｏｙｌｒｓｎｃｗａｅｔｃｎｌｇ
ＡｂｔａｔＡｎｎｃｎａｔｈｉｈａｕｉｇｉｓｕｎｓｇｕｔｓｎｃｔｃｎｌｇｓｄｓｇｅ．ｈｓｓｓｍａｅｓｒｃ：ｏ — ｏｔｃｅｇｔｍｅｓｒｎｔｍｅｔｕｉｌａｏｉｅｈｏｏｙｉｅｉｎｄＴｉｙｔｔｋｓｎｒｎｒｅＭＣＵａｃｎｒｌｒｅｉｎｔｅｌａｏｉｔｎｍｉｉｇｎｒｃｉｉｇｉｃｉ，ｃｍｐｅｅｔｅｏｔｏｕｅｓｏｔｌ，ｄｓｓｈｕｔｓｎｃｒｓｔｎａｄｅｅｖｎｃｒｕｔｏｌｔｓｈｈｓｃｍｐｔｒｏｅｇｒａｔｃｍｍｕｉａｉｎＭｅｓｒｍｅｔａｄｍｏｉｒｇｉｃｒｉｄｏｔｎＶＢｅｖｒｎｎｓｂｏｕｅ，ｏｌｔｓｔｅｄｓｇｏｎｃｔ．ａｕｅｎｎｎｔｉｓａｒｕｎｉｍｅｔｙｃｍｐｔｒｃｍｐｅｅｈｅｉｎｏｏｎｅｉｏｏｍｐｒｔｒｏｅｓｔｎｃｒｕｔａｄｃｍｐｅｅｏｒｓｏｄｎｏｔａｅｐｏｒｍ．ｈｘｅｉｎａｅｕｔｈｗｆｔｅｅａｕｅｃｍｐｎａｉｉｉ，ｎｏｌｔｓｃｒｅｐｎｉｇｓｆｒｒｇａＴｅｅｐｒｏｃｗｍｅｔｌｓｌｓｏｒｓｔａｈｎｔｍｅｔｈｓｓｍｐｅｆｃｌｉｓｔｅｈｇｒｃｓｏｎｉｈｒｌｂｌｙＩｃｎｂｅｔｒａｐｉｄｔｏ — ｈｔｔｅｉｓｒｕｎａｉｌａｉｔ，ｈｉｈｐｅｉｎａｄｈｇｅｉｉｔ．ｔａｅｂｔｐｌＯｎｎｉｅｉａｉｅｅ
业的人群，身高则成为衡量他们的一个重要参数。本文设计了一种基于超声波与单片机技术的人体身高测量仪。由于超声波是一种非接触式检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，于定向发射、向性好、易方强度好
其中，超声波在空气中的传播速度，为环境温为，ｒ
度。
如图１所示，身高ｈ为超声波的身高仪的固定高度人
口与超声波身高仪顶部到人头部距离ｈ之差，即
ｈ＝Ｈ－ｈ．（）２
超声波身高仪顶部到人头部距离ｈ由超声波测量。
控制等特点 … ，同时仪器造价比光波测距仪低，省力、操作
ＨＵＫｉｎ，ＩＮＭｉ，ＨＵＬａ－ｇＱＡｎＺｉｍｉ
（ｃｏｌｆｃａｉａａｄＥｅｔｏｉｎｉｅｒｇＥｓＣｉａＩｓｔｔｆｅｈｏｏｙ，ｕｈｕ３４０ＣｉａＳｈｏｏｈｎｃｌｎｌｃｒｎｃＥｇｅｉ，ａｔｈｎｎｔｕｅｏｃｎｌｇＦｚｏ４００，ｈｎ）ＭｅｓｎｎｉＴ
０引言
主要是受温度影响。超声波在空气中传播速度随温度变化
为
＝
身高是反映人体形态结构和生长发育水平的重要指标
之一，尤其对于正在生长发育的学生来说，身高可以显示出
３１４３．５＋０６７．．０Ｔ
（）１
他们的身体发育是否正常，而对于追求美好身材的人来说，更是时时刻刻在关注自己的身高，另外，对从事某些特殊行