溫度、聲音、距離檢測(cè)模塊的檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(吉林大學(xué) 儀器科學(xué)與電氣工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130022)

引 言

紅外傳感器、超聲波傳感器和聲音檢測(cè)模塊具有體積小、靈敏度高的特點(diǎn)，STM32微處理器具有高性能、低成本、低功耗等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)線傳輸模塊可以在一定程度上忽略地形的影響，由傳感器和微處理器組成的溫度、聲音、距離檢測(cè)裝置易于攜帶、成本低、性能好，而且隨著未來(lái)技術(shù)的發(fā)展，傳感器性能勢(shì)必會(huì)越來(lái)越好，其精度、探測(cè)距離都會(huì)有較大的提升，處理器的處理能力也會(huì)有很大的進(jìn)步，無(wú)線傳輸模塊的信息傳輸距離、穩(wěn)定性能夠得到加強(qiáng)。所以說(shuō)此裝置在未來(lái)會(huì)有很大的改進(jìn)空間，設(shè)計(jì)思路值得借鑒。

1 實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)利用STM32F系列微處理器作為主控制器處理由紅外溫度傳感器、超聲波傳感器和聲音檢測(cè)模塊采集到的檢測(cè)信息，通過(guò) ZigBee模塊以無(wú)線方式傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，利用C#編寫(xiě)的GUI界面實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，向檢測(cè)人員提供直觀的信息，便于分析。方案框圖如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)方案框圖

2 模塊選擇及原理

2.1 超聲波測(cè)距原理及模塊選擇

超聲波測(cè)距是借助于超聲脈沖回波渡越時(shí)間法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。設(shè)超聲波脈沖由傳感器發(fā)出到接收所經(jīng)歷的時(shí)間為t，超聲波在空氣中的傳播速度為c，則從傳感器到目標(biāo)物體的距離D可由下式求出：

D=ct/2

此部分傳感器選用HC-SRO4超聲測(cè)距模塊，HC-SR04超聲波測(cè)距模塊可提供 2～400 cm的非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距精度可達(dá)3 mm，模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。

HC-SRO4超聲測(cè)距模塊基本工作原理：采用I/O接口TRIG觸發(fā)測(cè)距，給最少10 μs的高電平信呈；……