使用超声波传感器 HC-SR04 和 Arduino 设备的声纳系统物联网项目

2025年4月25日 | 阅读 4 分钟

让我们使用超声波 HC-SR04 设备和 Arduino (Arduino UNO) 构建一个声纳系统的物联网项目。声纳系统检测在其范围内(角度和距离)出现的物体,并在笔记本电脑 (显示器) 屏幕上显示其外观。声纳使用声波通过物体的回声原理。

硬件要求

  1. Arduino UNO 开发板
  2. Arduino UNO 的 USB 数据线连接器
  3. 超声波 HC-SR04
  4. 跳线,公对母
  5. 微型伺服电机 SG90

软件要求

  1. Arduino 软件
  2. 处理软件

声纳系统的工作原理

超声波 HC-SR04 以 40,000Hz 的频率发射超声波,该超声波在空气中传播。如果其路径中有物体或障碍物,则声波会与物体碰撞并反射回超声波模块。物体的角度和距离会显示在屏幕(显示器)上。

在这个项目中,我们使用 Processing 应用程序来显示声纳范围。

在为声纳系统编写程序之前,请先查看 使用 Arduino 的超声波传感器 HC-SR04 和距离计算,我们在其中提供了超声波设备的工作原理。

编写一个 Arduino 程序,使用超声波 HC-SR04 测量距离并旋转伺服电机。

编译您的代码。

IoT project of Sonar system using Ultrasonic Sensor HC-SR04 and Arduino device

现在,使用 Arduino USB 连接器将 Arduino 设备连接到您的个人计算机,并上传程序。

IoT project of Sonar system using Ultrasonic Sensor HC-SR04 and Arduino device

数字电路图

超声波传感器 HC-SR04           Arduino UNO
VCC    -------------------------------->    5v
Trig    -------------------------------->    引脚 8
Echo    -------------------------------->    引脚 9
GND    -------------------------------->    GND

微型伺服电机 SG90           Arduino UNO
橙色线    ---------------------->    引脚 10
红色线     ---------------------->      3.3v
棕色线    ---------------------->    GND

现在,将风扇较大的部分放置在伺服电机的旋转轮上。将您的超声波设备放在伺服电机上以使其旋转(您可以使用双面胶带)。

在 Processing IDE 中测试以下代码并运行它。当物体进入超声波设备的范围时,Processing IDE 会显示物体的角度距离。

现在,运行您的处理应用程序,并将物体(笔)放置在超声波设备的前面。当伺服电机旋转并且物体进入超声波设备的范围时,物体就会出现在显示屏上。物体的存在用红色标记标记,如果在超声波设备的范围内没有任何物体,则处理应用程序会显示绿色标记。

IoT project of Sonar system using Ultrasonic Sensor HC-SR04 and Arduino device IoT project of Sonar system using Ultrasonic Sensor HC-SR04 and Arduino device