zigbee+超声波动测距系统设计【字数：9044】
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2系统设计目标 1
1.3设计内容 1
第二章 系统总体设计方案 3
2.1系统设计流程 3
2.2系统组成 3
2.3距离测量方式的确定 3
2.4无线通讯方式的确定 4
第三章 硬件设计 6
3.1传感器检测装置的设计 6
3.1.1超声波传感器模块的选择 6
3.1.2超声波模块简介 6
3.1.3 超声波模块原理 7
3.1.4 超声波模块组成 8
3.1.5 超声波测距的计算 8
3.2单片机硬件系统设计 9
3.2.1单片机的选择 9
3.2.2 STM32L151单片机的特性 10
3.2.3单片机模块介绍 11
3.2.4 STM32L151单片机的原理图 11
3.3 OLED显示模块 11
3.3.1OLED介绍及原理图 11
3.3.2OLED引脚功能说明 12
3.4 电源模块 12
3.5无线通信模块的设计 13
3.5.1 ZigBee模块介绍 13
3.5.2 ZigBee通信方式 13
3.5.3 通信流程 14
3.5.4 CC2350简介 14
3.5.5 CC2350原理 14
第四章 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072#
软件设计 16
4.1 主程序设计 16
4.2检测显示系统模块 17
4.3超声波传感器模块 17
4.4 USART_3串口通信 18
第五章 仿真及问题解决 19
5.1仿真步骤 19
5.2仿真结果 19
5.3解决的问题 19
结束语 20
参考文献 21
致谢 22
附录 23
第一章 绪论
1.1研究背景及意义
从实践上来看，测距的应用领域非常广，比如在机器人视觉系统中需要检测障碍物距离、汽车车身雷达系统、工业上的位置监控和测量井深等。对于测量工具，人们要求其具有高可靠性和无接触性，并且使用方便。
相较于雷达测距和卫星测距，采用超声波测距有着成本低、指向性好，性能稳定、能耗低和传播距离非常远的特点，故超声波测距近些年来逐渐受到人们的青睐。
所谓超声波，是指频率超过20KHz的声波，具有与光相同的特性，比如具有反射、干涉、衍射和散射的特点，属于一种特殊的声波，更适合于高温和强电磁干扰等恶劣环境下工作。因而，在各个行业得到广泛的应用，比如在加工生产行业的工业控制、自动测距、导航和建筑测量等等领域[1]。
作为一种典型的非接触测距手段，采用超声波测距的原理和结果处理非常简单且快速。此外，在测量精度和准确度上可以符合人们的精度标准。所以，进行超声波测距的讨论和分析具有较大的现实意义。
1.2系统设计目标
本系统首先选择对超声波感应灵敏度高的传感器模块，实现距离信息的采集，控制电路核心使用STM32L151单片机，主要实现信息的显示及信息的传递，采用低功耗，可用电池供电实现无线通信的供能的模块将控制模块显示的信息实现无线的传递。
1.3设计内容
测距系统设计以独立的传感器作为系统前端,向某一方向发射40KHz的超声波。由于超声波在空气介质的传播速度是固定且已知的，那么只需测出超声波从发射到被反射接收的时间间隔，便可以轻松计算得到物体距离前方障碍物的真实距离[2]。
基础使用物联网底板，除此之外，在硬件上研究模块的组成部分、GPIO配置和各自的功能特点。软件上，使用DMA串口通信来实现ZigBee模块的点对点通信，传输与显示无线数据，以此提高数据传输的效率；
大致的工作顺序包括：
（1）传感器模块测量
超声波收发独立的传感器作为系统前端,以40KHz脉冲作为发射驱动,由于超声波在空气介质的传播速度是固定且已知的，那么只需测出超声波从发射到被反射接收的时间间隔，便可以轻松计算得到物体距离前方障碍物的真实距离。
（2）单片机模块显示
把传感器所传入的信号通过LED液晶显示屏显示。
（3）无线通讯模块传输
利用两块带有无线通信的单片机模块和控制电路底板，底板烧写相同的程序，可用于信息的识别处理和显示即可，再将程序下载到两块核心板中，实现上电后自动组网的功能，实现无线通讯。
第二章 系统总体设计方案
2.1系统设计流程
在STM32L151的基础上,结合超声波在传播过程中遇到障碍物会出现反射的物理现象，采用单片机技术和超声波传感器进行数据采集，按照超声波反射回来的时间差获取距离数据，并通过Zigbee无线通信将所测得数据传输到另一块物联网板块的OLED屏上，实现数据低速率，远距离，低功耗的传输。
2.2系统组成
通过研究得知，本系统设计的组成分为两部分：软件和硬件，超声波动测距系统组成框图如下所示。
原文链接：http://www.jxszl.com/dzxx/dzkxyjs/558308.html
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