无线超声波变送器的工作原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种无线超声波变送器。该专利由上海和擎信息科技有限公司申请，并于2017年5月10日获得授权公告。

内容说明

本实用新型涉及通信及电子领域，更具体的说，涉及一种无线超声波变送器。

发明背景

目前，市面上超声波变送器普遍采用有线通信技术。有线通信技术存在以下一些问题：线材成本高企，布线施工难度很大；通信线路断裂，便出现通信故障。

无线传感网络是一个比较新的技术领域，近年来，世界一些国家加大投入，研究开发新技术，积极攻克标准、技术和应用的制高点。我国也把这项技术发展列入国家中长期科技发展规划。无线传感网络其大规模、动态性、可靠性、低成本、自组网等特点使得其在各行业领域具有非常广阔的应用前景。

然而，怎样使无线传感网络具有更低功耗和通信距离更远，解决好该问题将激发巨大的应用需求空间， LoRa低功耗广域网通信技术恰逢其实的出现，因采用了扩频通信方式，便很好地解决了这一现实需求。因此，充分理解无线传感网络技术和LoRa低功耗广域网通信技术，将之应用于超声波变送器，便创造了新应用，提高了生产效率。

发明内容

本实用新型的技术提供一种无线超声波变送器，充分运用无线传感网络技术和LoRa低功耗广域网通信技术，用以解决现有超声波变送器因采用有线通信技术导致施工难度大、成本高、通信故障的问题，同时使之能低功耗、远距离无线组网通信。

本实用新型实施例提供了一种无线超声波变送器，其特征在于，包括：线路板、微控制器、LoRa无线收发器、天线、超声波传感器、电池；所述微控制器位于所述线路板上；所述LoRa无线收发器位于所述线路板上，通过接口总线与所述微控制器相连；所述天线通过所述线路板与所述LoRa无线收发器相连；所述超声波传感器通过所述线路板与所述微控制器相连；所述电池通过所述线路板与所述微控制器、LoRa无线收发器相连。

本实用新型一种无线超声波变送器提供了微控制器，具有可以内嵌多种无线传感网通信协议栈软体的内存空间，具有SPI总线接口、IIC总线接口、UART总线接口。由于该微控制器具有可以内嵌多种无线传感网通信协议栈软体的内存空间，从而可以实现本实用新型建立无线传感网通信的解决方案；由于该微控制器具有SPI总线接口、IIC总线接口、UART总线接口，所以可以与具有SPI总线接口或IIC总线接口或UART总线接口的LoRo无线收发器相通信。

所述LoRa无线收发器具有SPI总线接口或IIC总线接口或UART总线接口，并包含具有扩频通信功能的模块。由于该LoRa无线收发器具有SPI总线接口或IIC总线接口或UART总线接口，所以可以与上述微控制器进行通信；由于该LoRa无线收发器包含具有扩频通信功能的模块，所以可以可靠实现无线远距离、低功耗通信的要求。

所述天线为匹配于上述LoRa无线收发器的天线，匹配即与上述LoRa无线收发器的频率、阻抗、增益等特征参数相适应。该天线将接收到的电磁波信号变换成传输线上的导行波信号送予LoRa无线收发器、将LoRa无线收发器发送的导行波信号变为在空气中传播的电磁波信号，从而完成本实用新型的无线传输功能。

所述超声波传感器为一种换能装置，由发送传感器、接受传感器、控制部分组成。该超声波传感器将采集到的参数以电信号形式送给上述微控制器。所述电池为干电池或锂电池或高能电池。该电池为上述微控制器、LoRa无线收发器提供电源。