一、项目思路

这是一个简单的超声波测距仪设计，使用ESP32和HC-SR04超声波测距模块。以下是分点详细介绍：

一、硬件设计：

主控芯片：ESP32开发板，或类似的Arduino兼容开发板。
传感器：超声波测距仪，可通过标准I2C接口与主控芯片连接。
可选组件：LCD显示屏、LED灯、蜂鸣器等，用于显示光感值或进行告警等功能。

二、主控芯片：
在这个设计中，你可以使用ESP32作为主控芯片。ESP32是一款功能强大的开源开发板，具有强大的处理能力和丰富的通信接口。

三、传感器：
你选择的超声波传感器是HC-SR04。它是一种常见且易于使用的超声波测距模块，具有简单的接口和良好的性能。

四、可选组件：
除了主控芯片和传感器之外，你可能还需要一些基本的电路组件，例如面包板、导线、电阻、电容和电源模块等。

五、开发环境：
你可以选择使用Arduino IDE或者PlatformIO等开发环境来编写和上传代码到ESP32开发板。

六、库：
在Arduino开发环境中，你可以使用Ultrasonic库来简化与超声波传感器的通信。该库提供了函数和方法来初始化传感器、发射超声波脉冲并接收返回的脉冲，并计算出距离。

七、编程：

1. 在开发环境中导入Ultrasonic库。
2. 使用Ultrasonic库提供的函数来初始化超声波传感器。
3. 在主循环中，使用库中的函数读取传感器的距离数据。
4. 根据需要，你可以将距离数据在串行监视器上显示，或将其发送到其他设备进行进一步处理。

八、距离过近报警显示：

添加距离过近报警的显示功能。连接一个LED或者液晶显示屏来显示距离过近的警告信息。代码中，设置一个阈值，当超声波传感器测量的距离低于阈值时，触发警报使用内置的LED引脚控制LED的亮灭，或者使用相应的库来控制液晶显示屏显示相应的警告信息。

二、方案框架

方案框图

https://www.digikey.cn/schemeit/project/超声波测速-b4f03e3a8f524e5b99602c5eb1594810

https://www.digikey.cn/schemeit/project/detail/b4f03e3a8f524e5b99602c5eb1594810

主要元器件：

   ESP32-WROOM-32E-N4 乐鑫科技（Espressif）

  HC-SR04超声波测距模块

主控芯片:乐鑫ESP32

    ESP32是一种广泛使用的低功耗、高性能的Wi-Fi和蓝牙开发板，它由乐鑫科技开发并广泛使用。ESP32开发板基于双核Tensilica LX6处理器运行，并集成了Wi-Fi和蓝牙连接功能。它还具有多个GPIO引脚，以及多个通用串行总线（如SPI和I2C）来支持各种传感器和设备的连接。ESP32开发板可通过Arduino IDE或MicroPython等开发环境进行编程和控制。

   模组提供丰富的外设接口,包括UART ,PWM , SPI , I2S, I2C,ADC , LCD, DVP,RMT(TX/RX),脉冲计数器, USB OTG , USB Serial/JTAG , SDIO , DMA 控制器, TWAI控制器,温度传感器,电容式传感器和多个IO口。
    模块具有多种特有的硬件安全机制。硬件加密加速器支持AES、SHA 和RSA算法。其中的RNG、HMAC和数字签名(Digital Signature)模块提供了更多安全性能。其他安全特性还包括Flash加密和安全启动(secure boot)签名验证等。完善的安全机制使芯片能够完美地应用于各种加密产品。模块支持低功耗蓝牙:Bluetooth5 , Bluetoothmesh 。蓝牙速率支持:125Kbps,500Kbps,1Mbps,2Mbps。支持广播扩展，多广播，信道选择。
支持蓝牙和WIFI，就意味着可以进行很多的无线连接；同时乐鑫提供了大量的开源库，包括语音识别Skainet，可以方便的进行后期扩展。

HC-SR04超声波测距模块

HC-SR04超声波测距模块是一种常见的电子模块，用于测量物体与模块之间的距离。它通过发射超声波信号并接收回波来计算物体的距离。以下是一些关于HC-SR04超声波测距模块的详细介绍：

1. 工作原理：
   HC-SR04模块由超声波发射器和接收器组成。它通过以下步骤来测量距离：
   - 发射器发送一个短脉冲的超声波信号。
   - 当超声波遇到物体并反射回来时，接收器会接收到回波信号。
   - 模块测量从发射到接收回波之间的时间差，由此计算出物体与模块之间的距离。

2. 技术参数：
   - 工作电压：5V DC
   - 工作电流：15mA
   - 工作频率：40kHz
   - 最大测量距离：2cm - 400cm
   - 精度：约3mm

3. 引脚说明：
   - VCC：连接到5V电源供应
   - Trig：用于触发超声波发射的控制引脚
   - Echo：用于接收超声波回波的输出引脚
   - GND：连接到电源地引脚

4. 使用方法：
   - 首先，将VCC引脚连接到5V电源供应，将GND引脚连接到电源地引脚。
   - 使用一个IO引脚将Trig引脚连接到微控制器。
   - 使用一个IO引脚将Echo引脚连接到微控制器。
   - 在编程中，通过将Trig引脚设置为高电平脉冲来触发超声波发射，然后测量Echo引脚的状态来计算物体距离。

5. 计算距离：
   - 根据超声波的传播速度和回波时间，可以计算出物体与模块之间的距离。
   - 距离 = 回波时间 x 速度 / 2
   - 回波时间是由发送超声波到接收到回波的时间，速度是超声波在空气中的传播速度。

三、电路图

四、总结

    本项目使用了ESP32作为主控芯片和HC-SR04超声波测距模块来实现距离测量功能。项目的硬件设计包括主控芯片、传感器和可选的组件，如LCD显示屏、LED灯、蜂鸣器等。在软件方面，使用Arduino IDE或PlatformIO开发环境进行编程，并通过引入Ultrasonic库来简化与超声波传感器的通信。通过设定阈值，可以实现当距离过近时的报警显示。本项目的最终目标是实现一个简单实用、可靠性高的超声波测距系统，为用户提供准确的距离测量和警报功能。这个项目在避障机器人、智能车辆以及许多其他应用中都有潜在的用途。