基于树莓派平台的超声波测距编程实现

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人研制上也得到了广泛的应用。

超声波测距的原理：

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2 。这就是所谓的时间差测距法。

下面是完整的C代码实现，是纯粹的Linux用户态编程。

#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); //发出超声波脉冲
	digitalWrite(Trig, LOW);
	
	while(!(digitalRead(Echo) == 1));
	gettimeofday(&tv1, NULL); //获取当前时间
 
	while(!(digitalRead(Echo) == 0));
	gettimeofday(&tv2, NULL); //获取当前时间
 
	start = tv1.tv_sec * 1000000 + tv1.tv_usec; //微秒级的时间
	stop = tv2.tv_sec * 1000000 + tv2.tv_usec;
 
	dis = (float)(stop - start) / 1000000 * 34000 / 2; //求出距离
 
	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;
}