示例20:超声波测距（HC-SR04）

实验概述

HC-SR04 超声波传感器通过发射和接收超声波来测量距离，测量范围 2~400cm，精度约 3mm。FastBee 内置 SENSOR 外设类型（type: 38），配合 category: ultrasonic 支持超声波测距。

HC-SR04 超声波测距几何

本实验优先验证固定距离下的稳定读数，再接入报警规则。若固定距离读数不稳定，先排查供电、电平转换、反射面和 Trig/Echo 接线，不要直接调规则阈值。

硬件接线

开发板标识	GPIO引脚	连接设备
TRIG	GPIO14	HC-SR04 触发引脚
ECHO	GPIO27	HC-SR04 回响引脚

TRIG 发送 10μs 高电平脉冲触发测量，ECHO 返回高电平持续时间表示距离。

JSON 配置示例

{
  "peripherals": [
    {
      "id": "ultrasonic_01",
      "name": "超声波测距",
      "type": 38,
      "enabled": false,
      "pins": [14, 27],
      "params": {
        "category": "ultrasonic"
      }
    }
  ]
}

外设执行联动

场景1：定时测距（定时触发）

功能：每1秒读取一次超声波距离值

Web界面配置步骤

步骤1：创建规则

1. 点击左侧菜单 外设配置 → 切换到 外设执行管理 标签
2. 点击 新增规则 按钮
3. 填写基础配置：
   • 规则名称：超声波定时测距
   • 上报数据：✅ 启用
   • 启用：✅ 启用

步骤2：配置触发器

1. 点击 添加触发 按钮

2. 填写触发器配置：

   字段	填写内容	说明
   触发类型	选择 定时触发	定时采集
   定时模式	选择 固定间隔	按毫秒间隔
   间隔时间	1000	1秒

步骤3：配置动作

1. 点击 添加动作 按钮

2. 填写：

   • 动作类型：选择 读取传感器
   • 目标外设：选择 ultrasonic_01
   • 数据字段：distance

3. 点击 保存 按钮

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场景2：近距离报警（轮询触发）

功能：每0.5秒检测距离，当距离小于20cm时触发蜂鸣器短鸣报警

Web界面配置步骤

步骤1：确保已配置蜂鸣器外设

• 外设ID：buzzer_gpio
• 类型：GPIO输出

步骤2：创建规则

1. 点击 新增规则
2. 填写基础配置：
   • 规则名称：近距离报警
   • 上报数据：✅ 启用
   • 启用：✅ 启用

步骤3：配置触发器（轮询触发）

1. 点击 添加触发 按钮

2. 填写触发器配置：

   字段	填写内容	说明
   触发类型	选择 轮询触发	定时检测条件
   目标外设	选择 ultrasonic_01	超声波传感器
   轮询间隔	500	0.5秒
   条件表达式	distance < 20	距离小于20cm

步骤4：配置动作（需要3个动作）

动作1：蜂鸣器响

1. 点击 添加动作 按钮
2. 填写：
   • 动作类型：选择 高电平
   • 目标外设：选择 buzzer_gpio

动作2：延时200ms

1. 再次点击 添加动作 按钮
2. 填写：
   • 动作类型：选择 延时
   • 动作参数：200

动作3：蜂鸣器停

1. 第三次点击 添加动作 按钮

2. 填写：

   • 动作类型：选择 低电平
   • 目标外设：选择 buzzer_gpio

3. 点击 保存 按钮

HC-SR04特性说明

特性	参数	说明
测量范围	2cm ~ 400cm	有效测量距离
精度	±3mm	高精度
盲区	2cm	最小测量距离
测量角度	15°	声波锥形发射角
采样间隔	≥60ms	避免回波干扰

注意事项

1. 供电：HC-SR04 需要 5V 供电，ECHO 输出为 5V，需分压到 3.3V 再接 ESP32
2. 盲区：最小测量距离 2cm，低于此距离不可靠
3. 测量角度：声波锥形发射角约 15°，狭窄空间可能有反射干扰
4. 温度补偿：声速随温度变化（20°C约343m/s），精确测量需补偿
5. 采样频率：建议不低于 60ms 间隔，避免前后回波干扰
6. 引脚顺序：pins 数组第一个为 TRIG，第二个为 ECHO