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    自製超聲波人流計算器(上)

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    硬件上, Raspberry Pi 加入超聲波器已可,整體產品體積十分小巧。
    硬件上, Raspberry Pi 加入超聲波器已可,整體產品體積十分小巧。

    今期文章將會描述如何利用超聲波測距感應器,來製作一個簡單的人流計算器,可以用於學校的開放日,或一些特別活動日,以監察當天的人流。感應器主要分為硬件、程式和網上三個部分。由於篇幅關係,今期會先說明硬件相關、設計原理和網上平台申請。部分細節留於下星期講解。
    另一方面,此感應器使用的 HC-SR04 傳感器共有四個接駁接口,分別是 GND (接地)、 VCC (+ 5V )、 Trig 及 Echo 。其中 Trig 發出 40KHz 超聲波, Echo 是用來接收反射回來的超聲波。只要知道發出超聲波和接收到反射回來的超聲波的時間,就可以計算到物件的距離。

    計算物件的距離

    假設發出超聲波的時間為 t1 ,接收到反射回來的超聲波的時間為 t2 ,聲音傳送的速度為 340ms-1 (注意聲音速度因應氣溫有所改變),物件距離 d 計算如下:
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    反射原理圖。
    反射原理圖。

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    注意因為超聲波是由發出到反射回來,訊號是行走了兩次,因此在公式( 1 )中的距離是 2d 。
    人流計算器的設計是當有人經過感應器有效範圍時,與超聲波傳感器的距離小於 40cm 的時候,計算器便會錄得人流一次。

    將數據上載到 Thingspeak

    當設定好人流計算器,能夠記錄數據之後,我們要處理將所收集的數據上載到 Thingspeak ,步驟如下:
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    Step 1:若未有 Thingspeak 帳號,可先登入 Thingspeak 網址,按下 Sign Up ,填上有關資料,就可以開設一個新帳號。
    Step 1:若未有 Thingspeak 帳號,可先登入 Thingspeak 網址,按下 Sign Up ,填上有關資料,就可以開設一個新帳號。

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    Step 2:按「 Channels 」→「 New Channel 」,即可為人流計數器建立頻道記錄數據,也可以建立多條 Channel 收集其他專案的數據。
    Step 2:按「 Channels 」→「 New Channel 」,即可為人流計數器建立頻道記錄數據,也可以建立多條 Channel 收集其他專案的數據。

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    Step 3:設定 Channel 內的資料,在 Name 中鍵入這個 Channel 的名字, 例如「人流計算」,在 Field 1 中鍵入「人數」。
    Step 3:設定 Channel 內的資料,在 Name 中鍵入這個 Channel 的名字,例如「人流計算」,在 Field 1 中鍵入「人數」。

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    Step 4:視乎所需填寫餘下的資料,若不需輸入,可於底部的地方按下「 Save Channel 」。
    Step 4:視乎所需填寫餘下的資料,若不需輸入,可於底部的地方按下「 Save Channel 」。

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    Step 5:建立人流計算的 Channel 後,就要準備記下其 API Key ,才可以將數據上載到這個 Channel 。選擇剛剛建立的「人流計算 Channel 」。
    Step 5:建立人流計算的 Channel 後,就要準備記下其 API Key ,才可以將數據上載到這個 Channel 。選擇剛剛建立的「人流計算 Channel 」。

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    Step 6:選擇 API Keys 分頁,於 Wrtie API Key 和 Read API Keys 上,分別 就可獲取其所製作的 Key 。不過,在這個例子中,我們只需要 Wrtie API Key 。
    Step 6:選擇 API Keys 分頁,於 Wrtie API Key 和 Read API Keys 上,分別
    就可獲取其所製作的 Key 。不過,在這個例子中,我們只需要 Wrtie API Key 。

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    下星期待續……

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