项目五 倒车雷达 - 任务一

《传感器应用》主讲教师：XXX

项目五倒车雷达PART05※超声波传感器选型与检测※实现超声波测距05※实现倒车雷达认识超声波传感器的工作原理和检测方法01掌握Python语言中函数的创建与使用03认识蜂鸣器的工作原理和检测方法02学习目标objectiveTASKONE任务一超声波传感器选型与检测4任务要求储备知识任务实施任务目标231掌握超声波传感器的工作原理，通过Python程序验证超声波传感器的工作过程。任务要求4任务要求储备知识任务实施任务目标231TASKONE任务一超声波传感器选型与检测01.了解超声波的特性02.了解超声波传感器的工作原理和工作过程任务目标03.掌握Python程序检测超声波传感器的工作过程4任务要求储备知识任务实施任务目标231TASKONE任务一超声波传感器选型与检测01.认识超声波02.超声波传感器的工作原理03.超声波传感器的选型储备知识我们都知道声音是由于物体机械振动产生的，每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹（Hz）。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz~20000Hz。01.认识超声波因此，我们把频率高于20000Hz的声波称为“超声波”。能量消耗缓慢指向性强传播距离相对较远特点当超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波，因此它常被用于非接触测距。超声波传感器通过收发超声波来检测物体，并能测量物体的距离。（右图：超声波传感器实物）可以广泛应用于01工程测距02倒车雷达03机器人避障02.超声波传感器的工作原理发送部分图：超声波传感器模块的电路图接收部分控制部分电源部分超声波传感器主要构成从电路图可以看出，传感器一共两个电源引脚和两个控制引脚。Vcc和Gnd接5vDC电源Trig引脚用来接收控制信号Echo引脚用来接收返回测距信息利用树莓派向Trig脚发送一个10us的脉冲信号，当传感器接收到信号之后，模块自动发送8个40khz的方波，并把Echo置为高电平，我们只需要监测Echo引脚的电平信号便能知道何时接收到返回的超声波。工作电压（VDC）超声波传感器的主要参数工作电流（mA）尺寸（mm）工作范围（cm)精度（cm）测量角度（度）通常情况超声波传感器工作电压5V，工作范围：2cm至400cm，精度0.3cm~1cm,测量角度15度。我们本次实验使用树莓派的5V电源供电，采用HC-SR04超声波接近传感器来进行测距。03.超声波传感器的选型思考练习请举例说明哪哪些场景中可以应用到超声波传感器，并加以说明？4任务要求储备知识任务实施任务目标231TASKONE任务一超声波传感器选型与检测04.检测超声波传感器任务实施任务所需软件如下所示：任务所需硬件如下所示：VNC-ViewerTF卡读卡器TF卡树莓派4B电源线超声波模块环境准备04.检测超声波传感器各设备对应接口如以下表说明：树莓派T型转接板超声波模块GPIO0G17TrigGPIO1G18Echo5V5VVCC(+)GNDGNDGND4.1.根据引脚说明和连线图连接设备4.2.Python程序实现检测传感器步骤1：打开mu开发环境，新建Python文件（1）开启树莓派电源->打开“VNC-Viewer”软件连接树莓派->输入IP地址->用户名密码。（2）连接成功后，在点击左上方【树莓派】图标->选择【编程】->点击打开【mu】软件，如图所示：图：打开PythonIDE（3）打开“mu”软件，软件界面后如图所示：图：mu软件界面（4）单击“mu”软件界面上的按钮，新建一个名为“supersonic.py”的Python文件。步骤2：编写和验证代码importRPi.GPIOasGPIOimporttimeTrig_pin=11

#超声波模块Trig控制管脚对应T型板17口Echo_pin=12

#超声波模块Echo控制管脚对应T型板18口#超声波模块初始化GPIO.setmode(GPIO.BOARD)#采用实际的物理GPIO.setup(Trig_pin,GPIO.OUT)#Tring设置为输出模式GPIO.setup(Echo_pin,GPIO.IN)#Echo设置为输入模式#超声波发送与接收def

supersonic():GPIO.output(Trig_pin,1)#超声波启动，开始发送40khz的方波time.sleep(0.00001)#延时10usGPIO.output(Trig_pin,0)#设置为低电平，停止发送

whileGPIO.input(Echo_pin)==0:#等待回传信号

print("wait")

whileGPIO.input(Echo_pin)==1:#接收到回传信号

print("receive")while

True:supersonic()time.sleep(1)GPIO.cleanup();#释放资源输入代码，实现超声波传感器对于超声波的放送与接受检测，当接收到返回的超声波信号时，输出接收信号。单击“mu”软件界面上的按钮，执行代码，烧写到树莓派板上，观察Python控制台的输出信息，例如图所示。图：Python控制台输出信息代码详解（1）表示TRIG引脚设置高电平或低电平，当参数为1时为高电平0时为低电平。GPIO.output(Trig_pin,参数)（2）表示创建一个函数，该函数利用表示利用循环不断监测ECHO引脚输出高电平还是低电平，如果输出高电平则代表传感器接收到返回的超声波。defsuper_test()：whileGPIO.input(Echo_pin)==0或1（3）为无限循环，实现每隔1秒运行一次超声波发送与检测的方法