树莓派之超声波报警器

本文主要是介绍树莓派之超声波报警器，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1.模块：超声波（HC-SR04）、蜂鸣器

在这里插入图片描述
HC-SR04 模块可以测量 3cm - 4m 的距离，精确度可以达到 3mm。它包含了超声波发射器、接收器和控制电路三部分。

2.接线方式

一共两个电源引脚和两个控制引脚。
Vcc 接 5V ，Gnd 接0 V ，但不推荐用独立电源给它供电，应使用树莓派或单片机的 GPIO 口输出 5v 和 Gnd 给它供电。不然会影响这个模块的运行。
Trig 引脚用来接收树莓派的控制信号。接任意 GPIO 口。
Echo 引脚用来向树莓派返回测距信息。接任意 GPIO 口。
(注意 Echo 返回的是 5v信号，而树莓派的 GPIO 接收超过 3.3v 的信号可能会被烧毁，因此需要加一个分压电路，博主没有加，直接用杜邦线连的)。
蜂鸣器： VCC 接3.3V ，Gnd接0V I，O接GPIO.0口

3.工作原理

(1)树莓派向 Trig 脚发送一个 10us 的脉冲信号。
(2) HC-SR04 接收到信号，开始发送超声波，并把 Echo置为高电平，然后准备接收返回的超声波。
(3) HC-SR04 接收到返回的超声波，把 Echo 置为低电平。
(4)Echo 高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间间隔。
(5)计算距离：
距离(单位:m) = (start - end) * 声波速度 / 2
声波速度取 343m/s 。
然后再把测得的距离转换为 cm。
距离(单位:cm) = (start - end) * 声波速度 / 2 * 100
= (start - end) * 17150

4.代码

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#define Trig 4
#define Echo 5
#define VOICE 0void ultraInit(void){            // 超声波相关设置引脚pinMode(Echo,INPUT);    //  设置Echo  为输入引脚pinMode(Trig,OUTPUT);  //   设置Trig  为输出引脚pinMode(VOICE,OUTPUT);//    设置VOICE 为输出引脚
}float disMeasure(void){struct timeval tv1;/*struct timeval{time_t tv_sec;suseconds_t tv_usec;}*/struct timeval tv2;long start=0,stop=0;digitalWrite(VOICE,HIGH); // 初始化引脚digitalWrite(Trig,LOW);delayMicroseconds(2);digitalWrite(Trig,HIGH);delayMicroseconds(10);   // 发出超声波脉冲 digitalWrite(Trig,LOW);while(!(digitalRead(Echo) == 1)); //Trig接受到树莓派发送的10us的脉冲信号，开始发送超声波，并将Echo拉至高电平，while不再等待，开始执行下一条语句 gettimeofday(&tv1,NULL); // 获取当前时间，波开始发送的时刻while(!(digitalRead(Echo) == 0)); //while等待中，当Echo收到超声波返回信号时，Echo被拉至低电平，//当 Echo == 0 也就是波回来的时候 不再等待，执行下一条语句gettimeofday(&tv2,NULL); // 获取当前时间，波回来的时刻start = tv1.tv_sec * 1000000 + tv1.tv_usec;stop  = tv2.tv_sec * 1000000 + tv2.tv_usec;return (float)(stop - start) / 1000000*34000 / 2; //测距
}
void doVoice(void)
{for(int i=1;i<=6;i++){digitalWrite(VOICE,HIGH);delay(500);digitalWrite(VOICE,LOW);delay(1000);}
}int main(){float dis;if(wiringPiSetup() == -1){printf("setup wiringPi failed!");return -1;}ultraInit();//超声波相关初始化while(1){dis = disMeasure();printf("测得距离 = %0.2f cm\n",dis);if(dis < 10){printf("有物体靠近 警报响起\n");doVoice();}else{printf("一切正常\n");}delay(1000);}return 0;
}