基于STM32的超声波测距平台的设计

李昊林 徐磊 潘少杰 王禄祥 蔡大维

摘要：该文在分析超声波测距原理的基础上，设计了一种以超声波换能器为核心，采用STM32F407单片机来实现声波发送与回波接收的测距装置，并将回波数据传送至上位机，回波强弱采用不同颜色进行区分，实现可视化。实验结果表明，设计的测距系统运行稳定，方便安装，测量精度高，人机交互界面良好，能够准确地传送数据，具有较高的应用价值。

关键词：超声波测距；换能器；STM32F407；回波信号

中图分类号：TH717 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）21-0271-02

目前，市场上测距的方法多种多样，先后出现了激光、微波雷达、红外线及超声波测距方式[1]。其中，激光测距精度较高但存在易受环境因素影响、成本较高、维护不便等缺点；微波雷达的造价则非常高昂，一般用于某些特定场合；红外测距虽然简单、安全、易制，但精度较低、方向性差。而超声波测距几乎不受被测物体颜色、光线、粉尘、烟雾、电磁干扰和有毒气体的影响，而且价格低廉、使用方便，因此超声波测距作为一种典型的非接触式测距方式，拥有其他测距方式无可比拟的优点，受到了人们广泛的关注和研究。在物位测量、机器人避障、倒车雷达、航海测深等许多领域，超声波测距技术都得到了非常普遍的应用[2]。

1 超声波测距原理

基于超声波信号的测距方法，主要包括基于接收信号强度的测距方法、基于到达角度的测距方法和基于到达时间差的测距方法[3]。

本文采用测量超声波在介质中传播时间的方式来计算距离，即超声波传播速度为v，传播时间为t，距离d=v*t。……