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BMP180气压传感器测出高度有问题

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发表于 2015-3-24 09:52:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
我用BMP180的手册里带的公式计算Altitude,可是算出来是负值。这个Altitude是相对于海平面么?难道我是在海平面下么……求助各位~~~

这是我的代码
#include <Wire.h>

#define BMP085_ADDRESS 0x77  // I2C address of BMP085

const unsigned char OSS = 0;  // Oversampling Setting

// Calibration values
int ac1;
int ac2;
int ac3;
unsigned int ac4;
unsigned int ac5;
unsigned int ac6;
int b1;
int b2;
int mb;
int mc;
int md;

// b5 is calculated in bmp085GetTemperature(...), this variable is also used in bmp085GetPressure(...)
// so ...Temperature(...) must be called before ...Pressure(...).
long b5;

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();

  bmp085Calibration();
}

void loop()
{
  float temperature = bmp085GetTemperature(bmp085ReadUT()); //MUST be called first
  float pressure = bmp085GetPressure(bmp085ReadUP());
  float atm = pressure / 101325; // "standard atmosphere"
  float altitude = calcAltitude(pressure); //Uncompensated caculation - in Meters

  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temperature, 2); //display 2 decimal places
  Serial.println("deg C");

  Serial.print("Pressure: ");
  Serial.print(pressure, 0); //whole number only.
  Serial.println(" Pa");

  Serial.print("Standard Atmosphere: ");
  Serial.println(atm, 4); //display 4 decimal places

  Serial.print("Altitude: ");
  Serial.print(altitude, 2); //display 2 decimal places
  Serial.println(" M");

  Serial.println();//line break

  delay(1000); //wait a second and get values again.
}

// Stores all of the bmp085's calibration values into global variables
// Calibration values are required to calculate temp and pressure
// This function should be called at the beginning of the program
void bmp085Calibration()
{
  ac1 = bmp085ReadInt(0xAA);
  ac2 = bmp085ReadInt(0xAC);
  ac3 = bmp085ReadInt(0xAE);
  ac4 = bmp085ReadInt(0xB0);
  ac5 = bmp085ReadInt(0xB2);
  ac6 = bmp085ReadInt(0xB4);
  b1 = bmp085ReadInt(0xB6);
  b2 = bmp085ReadInt(0xB8);
  mb = bmp085ReadInt(0xBA);
  mc = bmp085ReadInt(0xBC);
  md = bmp085ReadInt(0xBE);
}

// Calculate temperature in deg C
float bmp085GetTemperature(unsigned int ut){
  long x1, x2;

  x1 = (((long)ut - (long)ac6)*(long)ac5) >> 15;
  x2 = ((long)mc << 11)/(x1 + md);
  b5 = x1 + x2;

  float temp = ((b5 + 8)>>4);
  temp = temp /10;

  return temp;
}

// Calculate pressure given up
// calibration values must be known
// b5 is also required so bmp085GetTemperature(...) must be called first.
// Value returned will be pressure in units of Pa.
long bmp085GetPressure(unsigned long up){
  long x1, x2, x3, b3, b6, p;
  unsigned long b4, b7;

  b6 = b5 - 4000;
  // Calculate B3
  x1 = (b2 * (b6 * b6)>>12)>>11;
  x2 = (ac2 * b6)>>11;
  x3 = x1 + x2;
  b3 = (((((long)ac1)*4 + x3)<<OSS) + 2)>>2;

  // Calculate B4
  x1 = (ac3 * b6)>>13;
  x2 = (b1 * ((b6 * b6)>>12))>>16;
  x3 = ((x1 + x2) + 2)>>2;
  b4 = (ac4 * (unsigned long)(x3 + 32768))>>15;

  b7 = ((unsigned long)(up - b3) * (50000>>OSS));
  if (b7 < 0x80000000)
    p = (b7<<1)/b4;
  else
    p = (b7/b4)<<1;

  x1 = (p>>8) * (p>>8);
  x1 = (x1 * 3038)>>16;
  x2 = (-7357 * p)>>16;
  p += (x1 + x2 + 3791)>>4;

  long temp = p;
  return temp;
}

// Read 1 byte from the BMP085 at 'address'
char bmp085Read(unsigned char address)
{
  unsigned char data;

  Wire.beginTransmission(BMP085_ADDRESS);
  Wire.write(address);
  Wire.endTransmission();

  Wire.requestFrom(BMP085_ADDRESS, 1);
  while(!Wire.available())
    ;

  return Wire.read();
}

// Read 2 bytes from the BMP085
// First byte will be from 'address'
// Second byte will be from 'address'+1
int bmp085ReadInt(unsigned char address)
{
  unsigned char msb, lsb;

  Wire.beginTransmission(BMP085_ADDRESS);
  Wire.write(address);
  Wire.endTransmission();

  Wire.requestFrom(BMP085_ADDRESS, 2);
  while(Wire.available()<2)
    ;
  msb = Wire.read();
  lsb = Wire.read();

  return (int) msb<<8 | lsb;
}

// Read the uncompensated temperature value
unsigned int bmp085ReadUT(){
  unsigned int ut;

  // Write 0x2E into Register 0xF4
  // This requests a temperature reading
  Wire.beginTransmission(BMP085_ADDRESS);
  Wire.write(0xF4);
  Wire.write(0x2E);
  Wire.endTransmission();

  // Wait at least 4.5ms
  delay(5);

  // Read two bytes from registers 0xF6 and 0xF7
  ut = bmp085ReadInt(0xF6);
  return ut;
}

// Read the uncompensated pressure value
unsigned long bmp085ReadUP(){

  unsigned char msb, lsb, xlsb;
  unsigned long up = 0;

  // Write 0x34+(OSS<<6) into register 0xF4
  // Request a pressure reading w/ oversampling setting
  Wire.beginTransmission(BMP085_ADDRESS);
  Wire.write(0xF4);
  Wire.write(0x34 + (OSS<<6));
  Wire.endTransmission();

  // Wait for conversion, delay time dependent on OSS
  delay(2 + (3<<OSS));

  // Read register 0xF6 (MSB), 0xF7 (LSB), and 0xF8 (XLSB)
  msb = bmp085Read(0xF6);
  lsb = bmp085Read(0xF7);
  xlsb = bmp085Read(0xF8);

  up = (((unsigned long) msb << 16) | ((unsigned long) lsb << 8) | (unsigned long) xlsb) >> (8-OSS);

  return up;
}

void writeRegister(int deviceAddress, byte address, byte val) {
  Wire.beginTransmission(deviceAddress); // start transmission to device
  Wire.write(address);       // send register address
  Wire.write(val);         // send value to write
  Wire.endTransmission();     // end transmission
}

int readRegister(int deviceAddress, byte address){

  int v;
  Wire.beginTransmission(deviceAddress);
  Wire.write(address); // register to read
  Wire.endTransmission();

  Wire.requestFrom(deviceAddress, 1); // read a byte

  while(!Wire.available()) {
    // waiting
  }

  v = Wire.read();
  return v;
}

float calcAltitude(float pressure){

  float A = pressure/101325;
  float B = 1/5.25588;
  float C = pow(A,B);
  C = 1 - C;
  C = C*44330.0;

  return C;
}

计算高度的,我给额外贴出来吧,怕代码太长不好看
float calcAltitude(float pressure){

  float A = pressure/101325;
  float B = 1/5.25588;
  float C = pow(A,B);
  C = 1 - C;
  C = C*44330.0;

  return C;
}

这个是我的数据截图……

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发表于 2015-3-24 10:30:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 Super169 于 2015-3-24 10:32 编辑

這公式是要先知道 sea level pressure, 然後跟據氣壓隨高度減少的關係, 推算高度的.

你現在的氣壓 102352 比 海平面氣壓 (101325) 還高, 結果當然是 負數.

你的 海平面氣壓 (101325) 是如何得出來的?  
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发表于 2015-3-24 10:36:58 | 显示全部楼层
不同地方氣壓也不同, 海平面氣壓自然也不同了.
所以, 如果你是用別人的庫, 這個庫只適用於原作者的地方.
要轉到其他地方用時, 先要量度出該地方的 海平面氣壓, 然後更改該數字.
又或如果你知道現在高度時, 先執行一次程式, 反過來推算 海平面氣壓, 再更改庫的數值, 將來就可以到不同的高度使用.

注意: 不同時期, 氣候不同,  海平面氣壓 也會改變, 就算你現在度了一次, 將來氣候改變了, 也可能會不適用的.
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 楼主| 发表于 2015-3-24 10:42:33 | 显示全部楼层
我就是找的在温度15摄氏度条件下的海平面气压值。如果想要把这个调的准确要怎么设置好呢?
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 楼主| 发表于 2015-3-24 10:44:27 | 显示全部楼层
Super169 发表于 2015-3-24 10:36
不同地方氣壓也不同, 海平面氣壓自然也不同了.
所以, 如果你是用別人的庫, 這個庫只適用於原作者的地方.
...

如果我想知道当地的海平面气压要怎么获取哦?用GPS么?
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发表于 2015-3-24 14:22:15 | 显示全部楼层
欧小阳 发表于 2015-3-24 10:42
我就是找的在温度15摄氏度条件下的海平面气压值。如果想要把这个调的准确要怎么设置好呢?

很難做到自動調節的 (或許是不可能吧), 要到平地度一次作基準, 把數值代入公式中.
不過, 基本上這公式只是比較你之後測量的地點, 跟原先量度的基準地點的高度差.  所以也不一定要用海平面氣壓的.

比如, 你在 50米高處量度了一個基準, 之後測出來的高度, 再加上 50米就是海拔高度了.

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发表于 2015-3-24 14:25:39 | 显示全部楼层
欧小阳 发表于 2015-3-24 10:42
我就是找的在温度15摄氏度条件下的海平面气压值。如果想要把这个调的准确要怎么设置好呢?

如果 101325 真的是你現在地點的海平面氣壓, 而你現在度出 102352, 比海平面氣壓更高, 有以下可能:
1) 你真的在低於海平面的地方
2) 你在室內, 氣壓受影響
3) 測量儀器壞了
4) .......

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发表于 2015-3-24 14:50:51 | 显示全部楼层
欧小阳 发表于 2015-3-24 10:42
我就是找的在温度15摄氏度条件下的海平面气压值。如果想要把这个调的准确要怎么设置好呢?

用气压测高度,只能测相对高度,如以地面为基准变化了多少气压,可以测出离地面的高度。海平面的气压在气象台可以找到,它和地点,时间,气候变化而变化,因此想要推理出绝对高度有些难,也不太有意义。
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发表于 2015-3-25 08:52:06 | 显示全部楼层
官方公式只能参考,不能套用
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发表于 2015-3-25 08:53:19 | 显示全部楼层
我做红外测距时,官方误差太大,自己重新拟合曲线图
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发表于 2015-3-25 08:54:33 | 显示全部楼层
即使同一个传感器,关系式也未必一样
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发表于 2015-3-25 12:35:29 | 显示全部楼层
suoma 发表于 2015-3-25 08:53
我做红外测距时,官方误差太大,自己重新拟合曲线图

紅外測距, 好像沒有統一的公式, 大家都只是截取曲線中一部份以線性公式代入, 只有該範圍內比較準確.
如果你可以做出全域的, 希望可以分享出來.  謝謝.
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发表于 2015-3-25 16:30:55 | 显示全部楼层
Super169 发表于 2015-3-25 12:35
紅外測距, 好像沒有統一的公式, 大家都只是截取曲線中一部份以線性公式代入, 只有該範圍內比較準確.
如果 ...

我的红外传感器也就是在30cm以内测量误差最小
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发表于 2015-3-25 16:46:47 | 显示全部楼层
suoma 发表于 2015-3-25 16:30
我的红外传感器也就是在30cm以内测量误差最小

我用 GP2D12, 網上找到不同的公式, 在有效範圍的 10-80 cm 之間, 也有 5% 左右的差別.

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发表于 2015-3-25 16:52:02 | 显示全部楼层
Super169 发表于 2015-3-25 16:46
我用 GP2D12, 網上找到不同的公式, 在有效範圍的 10-80 cm 之間, 也有 5% 左右的差別.

建议你还是自己拟合数据曲线
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