基於樹莓派平臺的超聲波測距編程實現

由於超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用於距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易於做到實時控制，並且在測量精度方面能達到工業實用的要求，因此在移動機器人研製上也得到了廣泛的應用。

超聲波測距的原理：

超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。

下面是完整的C代碼實現，是純粹的Linux用戶態編程。

#include 
#include 
#include 
 
#define Trig 4
#define Echo 5
 
void ultraInit(void)
{
	pinMode(Echo, INPUT);
	pinMode(Trig, OUTPUT);
}
 
float disMeasure(void)
{
	struct timeval tv1;
	struct timeval tv2;
	long start, stop;
 float dis;
 
	digitalWrite(Trig, LOW);
	delayMicroseconds(2);
 
	digitalWrite(Trig, HIGH);
	delayMicroseconds(10); //發出超聲波脈衝
	digitalWrite(Trig, LOW);
	
	while(!(digitalRead(Echo) == 1));
	gettimeofday(&tv1, NULL); //獲取當前時間
 
	while(!(digitalRead(Echo) == 0));
	gettimeofday(&tv2, NULL); //獲取當前時間
 
	start = tv1.tv_sec * 1000000 + tv1.tv_usec; //微秒級的時間
	stop = tv2.tv_sec * 1000000 + tv2.tv_usec;
 
	dis = (float)(stop - start) / 1000000 * 34000 / 2; //求出距離
 
	return dis;
}
 
int main(void)
{
	float dis;
 
	if(wiringPiSetup() == -1){ //when initialize wiring failed,print messageto screen
		printf("setup wiringPi failed !");
		return 1; 
	}
 
	ultraInit();
	
	while(1){
		dis = disMeasure();
		printf("distance = %0.2f cm\n",dis);
		delay(1000);
	}
 
	return 0;
}