ESP32连接WiFi时HC-SR04传感器读数异常问题求助

算力阿峰

2026-6-23

ESP32开启WiFi后HC-SR04传感器读数不稳定问题

我正在开发一个ESP32连接Web服务器并上传HC-SR04超声波传感器数据的项目。单独测试传感器时（代码如下），读数完全正常：

/*
 * HC-SR04 example sketch
 */

const int trigPin = 4;
const int echoPin = 2;
const int ledPin = 0;
bool ledState = false;

float duration, distance;

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT); 
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = (duration*.0343)/2;

  if (distance < 50 && !ledState){
    Serial.println("ON");
    ledState = true;
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else if (distance > 50 && ledState){
    Serial.println("OFF");
     ledState = false;
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.println(distance);
  delay(2000);
}

但添加WiFi连接后（代码如下），传感器读数变得毫无意义且不稳定，最终项目中也出现同样问题：

/*
 * HC-SR04 example sketch
 *
 * by Isaac100
 */

#include <WiFi.h>

const int trigPin = 4;
const int echoPin = 2;
const int ledPin = 0;
bool ledState = false;

// WIFI LOGIN
const char* ssid = "**";
const char* password = "**";
float duration, distance;

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT); 
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = (duration*.0343)/2;

  if (distance < 50 && !ledState){
    Serial.println("ON");
    ledState = true;
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else if (distance > 50 && ledState){
    Serial.println("OFF");
     ledState = false;
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.println(distance);
  delay(2000);
}

已用万用表检测供电电压，两种情况电压一致，暂不认为是WiFi信号干扰导致。请问问题可能出在哪里？

可能的原因及解决方法

1. WiFi启动导致的电源波动

ESP32在连接WiFi时会产生瞬间电流尖峰，虽然万用表测得的是平均电压，但这种尖峰会导致HC-SR04的供电不稳定，进而影响传感器的信号输出。

解决方法：
- 在HC-SR04的VCC与GND引脚之间并联一个100uF电解电容和一个100nF陶瓷电容，用于滤波稳压；
- 条件允许的话，给传感器单独使用一个5V电源模块供电，避免与ESP32共享电源。

2. `pulseIn`函数受系统任务干扰

ESP32开启WiFi后，后台会运行WiFi维护等任务，这些任务会抢占CPU时间。而pulseIn是阻塞式函数，依赖精确的时序捕获脉冲，一旦CPU被抢占，就会导致脉冲测量不准确。

解决方法：改用中断+定时器的方式测量脉冲宽度，示例代码如下：

#include <WiFi.h>

const int trigPin = 4;
const int echoPin = 2;
const int ledPin = 0;
bool ledState = false;

const char* ssid = "**";
const char* password = "**";

volatile uint32_t pulseStart = 0;
volatile uint32_t pulseEnd = 0;
volatile bool pulseCaptured = false;

void IRAM_ATTR echoInterrupt() {
  if (digitalRead(echoPin) == HIGH) {
    pulseStart = micros();
  } else {
    pulseEnd = micros();
    pulseCaptured = true;
  }
}

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(echoPin), echoInterrupt, CHANGE);
  
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  // 触发传感器
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  
  // 等待脉冲捕获完成
  unsigned long timeout = millis();
  while (!pulseCaptured && (millis() - timeout) < 100) {
    yield(); // 让出CPU给后台任务，避免WiFi断开
  }
  
  if (pulseCaptured) {
    float duration = pulseEnd - pulseStart;
    float distance = (duration * 0.0343) / 2;
    
    if (distance < 50 && !ledState){
      Serial.println("ON");
      ledState = true;
      digitalWrite(ledPin, HIGH);
    } else if (distance > 50 && ledState){
      Serial.println("OFF");
       ledState = false;
      digitalWrite(ledPin, LOW);
    }
    Serial.print("Distance: ");
    Serial.println(distance);
    
    pulseCaptured = false; // 重置捕获标记
  } else {
    Serial.println("Timeout: No pulse detected");
  }
  
  delay(2000);
}

注意：IRAM_ATTR修饰中断函数，确保函数存放在IRAM中，避免WiFi运行时的Flash访问冲突；yield()函数用于在等待时让出CPU，保证WiFi连接稳定。

3. 引脚功能冲突

虽然GPIO4和GPIO2通常可以正常使用，但GPIO2是ESP32的Boot引脚，部分开发板在启动时会对该引脚有操作，可能影响后续的输入捕获。

解决方法：更换传感器引脚，比如将trig改为GPIO14，echo改为GPIO15，重新测试。

4. 信号传输干扰

即使排除了WiFi直接干扰，传感器的echo信号线如果没有屏蔽，也可能受到ESP32其他电路的干扰。

解决方法：给echo引脚的连接线添加屏蔽层，屏蔽层一端连接到GND；同时尽量缩短传感器与ESP32之间的连线长度。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Pinguiz