一种基于树莓派的实时无线测距系统的设计与实现.doc

摘 要： 无线技术的发展给人类生活带来了许多便利。这包括无线距离显示技术。随着社会经济的发展，越来越多的人有了自己的私人汽车。伴随而来的，是汽车安全相关的问题越来越凸显出来。无线距离显示系统利用传感器来感应周围可能存在的不安全因素，并依据传感器传来的数据实现报警，克服了传统汽车报警系统的需要电线的不足，具有一定现实意义。

本文主要阐述了一种基于蓝牙和多个超声波测距传感器，主要在树莓派和Android平台上实现的无限距离显示系统的设计与实现。主控模块为树莓派开发板 ，通过HC-SR04超声波测距传感器的控制，主要实现对距离的测量。智能手机的普及使用无线技术的用户多了一个交互方式，提供了多样化的选择。树莓派平台与Android平台利用蓝牙技术建立通信。本系统利用自定义view实现数据的图形显示功能，利用“木桶原理”设计了多传感器融合算法。超声波测距传感器的测距精度可以达到0.003m，基本满足了用户的需求。本系统设计的图形显示量程是0-5m（0%-100%），符合一般的使用场景。传统的倒车报警系统一般会存在着只有一个传感器、没有扩展性、使用不灵活的缺点。而本系统是树莓派将两个传感器取他们分别测得的最小值，把最小值作为结果传给蓝牙的。这样就可以扩展，可以根据汽车的实际宽度多加几个传感器，取所有传感器的最小值。进而系统的使用灵活性得到了提高，满足了不同的用户的需求。

关键词：树莓派，超声波测距传感器，Android

目录

摘要

Abstract

第一章 前言-6

1.1 背景及意义-6

1.2无线距离显示系统简介-8

1.3超声波测距-8

1.4开发基于蓝牙的应用的发展现状-9

1.5 课题研究的任务和拟解决的问题-10

1.5.1 课题研究的任务-10

1.5.2 课题拟解决的关键问题-10

1.6 本章小结-10

第二章 无线距离显示系统设计-11

2.1 研究的内容-11

2.2 总体方案设计-12

2.2.1 总体方案论证与比较-12

2.2.2 总体方案设计-15

2.3 本章小结-17

第三章 硬件系统的设计-17

3.1硬件系统概述-17

3.1.1树莓派-17

3.1.2HC-SR04-17

3.1.3蓝牙-18

3.1.4树莓派外设-19

3.2硬件一些细节介绍-19

3.2.1树莓派应用范围-19

3.2.2树莓派的型号选择-20

3.2.3树莓派的引脚-22

3.2.4两个超声波传感器组合-24

3.3 SD卡准备-27

3.4笔记本电脑远程连接树莓派-28

第四章 系统软件的设计-31

4.1软件需求分析-31

4.2主程序模块-31

4.3 测距程序图-32

4.4 android软件结构图-33

4.5树莓派开机自启动-34

4.6算法中的一些细节-35

4.6.1 java多线程-35

4.6.2自定义view-35

第五章 系统测试结果及分析讨论-36

5.1树莓派启动-36

5.2使树莓派蓝牙可被发现-36

5.3手机连接树莓派-37

5.4连接成功，开始工作-37

5.4.1报警时状态-37

5.4.2非报警时状态-38

5.5 本章小结-38

第六章 论文总结与展望-40

6.1、论文总结-40

6.2、困难与解决方案-40

6.3展望-41

参 考 文 献-42

致谢-44

附 录-45

附录1：测距程序-45

附录2：树莓派主程序-45

附录3：树莓派蓝牙程序-46