温度、声音、距离检测模块的检测系统设计
发布时间：2023-12-30 11:56:30
温度、声音、距离检测模块的检测系统设计夏长玉;陈乾;张凯【摘要】该装置通过红外传感器、超声波传感器、声音检测模块检测环境里的温度、障碍物距离、声音等信息,将所得信息通过STM32微处理器转换为数字信号,然后经过无线传输模块传输到电脑上,通过GUI界面进行直观显示.此装置可以为人类直接进入陌生地域之前进行初步探测,采集自然环境信息,在一定程度上避免了出现因对新环境不适应而造成的人员健康问题.【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》【年(卷,期】2018(018008【总页数】5页(P31-34,38【关键词】传感器;STM32;微处理器;无线传输【作者】夏长玉;陈乾;张凯【作者单位】吉林大学仪器科学与电气工程学院,长春130022;吉林大学仪器科学与电气工程学院,长春130022;吉林大学仪器科学与电气工程学院,长春130022【正文语种】中文【中图分类】TH89引言红外传感器、超声波传感器和声音检测模块具有体积小、灵敏度高的特点，STM32微处理器具有高性能、低成本、低功耗等优点，无线传输模块可以在一定
程度上忽略地形的影响，由传感器和微处理器组成的温度、声音、距离检测装置易于携带、成本低、性能好，而且随着未来技术的发展，传感器性能势必会越来越好，其精度、探测距离都会有较大的提升，处理器的处理能力也会有很大的进步，无线传输模块的信息传输距离、稳定性能够得到加强。所以说此装置在未来会有很大的改进空间，设计思路值得借鉴。1实验方法和实验方案实验利用STM32F系列微处理器作为主控制器处理由红外温度传感器、超声波传感器和声音检测模块采集到的检测信息，通过ZigBee模块以无线方式传输到上位机，利用C#编写的GUI界面实时显示数据，向检测人员提供直观的信息，便于分析。方案框图如图1所示。图1实验方案框图2模块选择及原理2.1超声波测距原理及模块选择超声波测距是借助于超声脉冲回波渡越时间法来实现的。设超声波脉冲由传感器发出到接收所经历的时间为t，超声波在空气中的传播速度为c，则从传感器到目标物体的距离D可由下式求出：D=ct/2此部分传感器选用HC-SRO4超声测距模块，HC-SR04超声波测距模块可提供2～400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达3mm，模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。HC-SRO4超声测距模块基本工作原理：采用I/O接口TRIG触发测距，给最少10μs的高电平信呈；模块自动发送8个40kHz的方波，自动检测是否有信号返回；有信号返回，通过I/O接口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间×声速/2。超声波时序图如图2
所示。图2超声波时序图以上时序图表明只需要提供一个10μs以上的脉冲触发信号，该模块内部将发出8个40kHz周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响信号，回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比，由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。(公式：μs/58=cm或者μs/148=inch，或者：距离=高电平时间×声速(340m/s/2，建议测量周期为60ms以上，以防止发射信号对回响信号的影响超声波测距模块原理图如图3所示,实物图如图4所示。超声波测距模块电气参数如表1所列。表1HCSR04超声波测距模块电气参数工作电压DC5V工作电流15mA工作频率40kHz最远射程4m最近射程2cm测量角度15度输入触发信号10μs的TTL脉冲输出回响信好输出TTL电平信号,与射程成比例规格尺寸45mm×20mm×15mm注：1.此模块不宜带电连接，若要带电连接，则先让模块的GND端先连接，否则会影响模块的正常工作；
