基于超聲波傳感器及藍牙技術的來車提示裝置電路設計*

陳 思

（佛山職業技術學院 機電工程學院，廣東 佛山 528137）

前言

小區出入口的鳴車聲打破了安靜的小區環境氛圍，影響了人們的生活。尤其在晚上，安保人員容易走神，未能及時發現小區出入口的來車，而部分車主選擇鳴車的方式來提示安保人員開門。晚上的鳴車噪音，嚴重影響了居民的睡眠質量，給居民帶來了嚴重的困擾。針對這個問題，設計及研究基于超聲波傳感器及藍牙技術的來車提示裝置。小區出入口來車提醒裝置能及時將來車提示信號發送到保安亭內，通過聲光信號提示保安亭內的安保人員開門，可以在一定程度上減少小區出入口的鳴車噪音。

1 HC-06 藍牙的簡介

HC-06 藍牙是主從一體的藍牙，使用標準的UART連接方式，支持雙向通信，可實現全雙工通信，與單片機的連接如圖1 所示。HC-06 藍牙具有使用簡單、工作穩定性好、價格便宜等特點，廣泛用于10m 內的短距離無線通信系統。[1-2]在使用HC-06 藍牙前，先要對藍牙進行配對設置，使用USB-TTL 轉換模塊將HC-06 藍牙連接到電腦上。[2-3]使用圖2 所示的HID 轉串口小助手或者市場上其他常用的串口助手軟件通過AT 指令對藍牙進行參數修改，常用的AT 指令如表1 所示。

圖1 HC-06 藍牙與單片機的連接方式

圖2 HID 轉串口小助手

表1 AT 指令表

2 整體設計

圖3 整體設計示意圖

整體設計示意圖如圖3 所示。電路A 由基于單片機的主控電路A、基于超聲波傳感器的傳感器電路、基于HC-06 藍牙的無線通信電路A 及供電電源電路A 組成，主要功能是自動感應小區出入口的來車，并通過藍牙將信息傳送到電路B。超聲波傳感器在檢測障礙物的時候，受聲音和光的干擾比較小，測量準確性較好，常用于短距離測量。[4-6]電路B 由基于單片機的主控電路B、聲光提示電路、基于HC-06 藍牙的無線通信電路B 及供電電源電路B 組成，主要功能是接收電路A 發出的來車提示信號，觸發聲光提示電路。

3 硬電路設計

電路A 如圖4 所示，以AT89C51 作為主控芯片，P2.0I/O 接口與超聲波傳感器的TRIG 管腳相連接。而P2.1I/O 接口與超聲波傳感器的ECHO 管腳相連接，用于接收超聲波傳感器的反饋信號，來檢測傳感器前方障礙物的距離，當距離在0.2m～2m 范圍內則判斷為有來車。將藍牙傳感器的串口直接跟單片機的串口相接，在超聲波傳感器檢測到小區出入口有來車，單片機將提示信息通過藍牙無線通信模塊發給電路B。

電路B 如圖5 所示，也是以AT89C51 作為主控芯片，跟藍牙直接相連。聲光提示電路由蜂鳴器驅動電路和紅綠LED 驅動電路組成。當電路B 接收到來車提示信號的時候，P1.0I/O 接口輸出高電平驅動蜂鳴器發出提示聲音，P1.1I/O 接口輸出占空比變化的PWM 信號驅動兩個LED發出顏色變化的光，聲光提示持續兩分鐘后自動關閉。

圖4 硬件電路A

圖5 硬件電路B

4 程序設計

主控電路A 對應的程序設計流程圖如圖6 所示，P2.0I/O 接口輸出10us 的高電平觸發超聲波傳感器，然后通過計算P2.1I/O 接口的高電平持續時間來判斷障礙物距離。[7-9]距離在0.2m～2m 之間，則向電路B 發出信號0xFF，并調用2 分鐘的延時子函數，最后返回。

圖6 程序設計流程圖A

圖7 程序設計流程圖B

主控電路B 對應的程序設計流程圖如圖7 所示，首先查詢是否收到來車提示信號，收到來車信號則控制P1.6I/O 接口輸出高電平驅動蜂鳴器，及控制P1.7I/O 接口輸出占空比變化的PWM 信號來使得LED 發出顏色變化的光，然后調用2 分鐘的延時函數，最后關閉蜂鳴器和LED 并返回。