DOI:10.19551/jki.issn1672-9129.2021.06.048
李㊀杰(湖南应用技术学院㊀常德㊀415000)
摘要：通过介绍一种以单片机作为控制我的核心㊁超声波测距为其关键技术的汽车倒车防撞系统㊂设计了一个拥有相对简单的外围电路，易于实现㊂适用于汽车倒车防撞系统㊂经实验证明，该系统有效提升了防撞系统可靠性以及自动控制化的水平，从而降低系统风险因素㊂
关键词：超声波；测距；倒车；防撞
中图分类号:U463.6㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)06-0050-01
㊀㊀引言：交通运输业日益的发展，其汽车保有量大大增加，交通事故也十分严重，导致大批量的人员的伤亡以及经济的损失㊂所以，汽车安全驾驶系统的研究已成为汽车行业的重点关注，其汽车倒车雷达系统开发和研究更是迫切㊂当前，市场中汽车倒车雷达系统种类繁多，但价格又相对昂贵㊂基于此，设计一种经济高效倒车防撞系统可以减少驾驶员的负担和判断错误，对于提高交通安全将起到重要的作用㊂
1㊀系统控制方案
该智能防撞控制系统系统由单片机进行控制，单片机发出40Hz的方波脉冲，经过超声波发射电路发射出超声波，超声波在遇到障碍物之后反射回来，再由接收电路接收反射声波信号送入单片机进行分析，计算出汽车与障碍物之间的距离，将处理后的结果送入显示电路经过数码显示管显示出距离㊂如果距离达到安全的极限距离，则由报警电路通过蜂鸣器发出报警，提示司机躲避障碍物㊂
2㊀汽车倒车防撞报警系统整体设计
设计了一种以单片机为控制器，超声波传感器为测量元件的汽车倒车防撞报警系统㊂驾驶员将汽车档位换至到倒车档的时候，倒车防撞报警系统就会同时的启动㊂系统能准确测量车尾及障碍物间距离，并会把测量实际距离实时显示与LCD屏幕值上；若车尾与障碍物之间的距离小于设置的危险距离时，启动声光报警系统，提升起安全度㊂为提升超声波测距精确程度，在基本电路中增加了温度补偿电路㊂当障碍物的大小远大于超声波的波长时，目标会被反射㊂反射波称为回声㊂在超声波测距中，由于标准空气中的超声波速度为350m/s，单片机负责定时，单片机采用13m晶体，适合远距离高精度测量，使系统的理论测量精度达到毫米级[2]㊂如果已知超声波在介质中的传播速度，就可以计算出超声波从声源到目标的距离㊂这是系统测量的原理，也就是:S=1/2VT.(1)
当然，超声波在其介质之中传播的速度会受其温度的影响，在空气里的传播性速度和环境温度其关系的表达式是: V=333.5+0.706T.(2)
T是环境的摄氏温度，只需把(2)代入(1)中便能得到
其所需测量的距离㊂
3㊀系统部分硬件电路设计
3.1超声波检测接收电路设计㊂超声波接收器包括接收/发射探头㊁信号放大电路和波形变换电路3个部分，超声波的接收采用CX20106A集成电路模块，是一款红外线检波接收的芯片，红外线波的频率为38kHz，与测距使用的超声波频率接近，芯片的5角连接一个外接电阻，此电阻使滤波器的中心频率能够调节，当R21的阻值越大滤波器的中心频率就越低，变化范围在30~60kHz之间㊂CX20106对收到的信号进行放大㊁滤波作用，当接收到的声波信号经由放大器，调整信号的频率，然后滤波消除干扰信号，最后再经过整形，输出到CX20106的7脚输出㊂当接收到的声波信号与CX20106的中心频率相符时，它的7脚就会低电平输出，而7
脚接到INTO引脚上，这样就会中断㊂若频率和CX20106的中心频率不同时，即可调节R21，使滤波器的中心频率与超声波测距的频率相符㊂
3.2温度补偿电路㊂为防止测量距离受到环境的温度影响，利用温度传感器对测量距离进行标定，提升测量的精准度㊂该电路具有体积相对小㊁硬件开销超低㊁抗干扰的能力较强㊁测量的精度相对高㊁附加功
汽车可视倒车雷达能也是很强等特点，因此对温度传感器以及温度补偿电路进行了设计㊂系统运用有源蜂鸣器当作报警恶电路，简化其电路设计㊂当危险距离远小于1米之时，开始进行报警，其距离越短，声音就越快㊂3.3小车驱动电路㊂该系统采取了光耦把直流的电机电源和单片机电源相互分开，使它在两种不同电源系统开展工作，从而达到保护单片机的效果㊂汽车的直流电机输出信号是借助光耦隔离发送到L293D，且开始驱动汽车直流电机的相关工作，凭借所占据空比以调节其汽车左右电机转速，使得汽车可以沿直线行行驶㊂
3.4显示电路的设计㊂显示电路采用四位共阳的LED 数码管组成动态扫描电路，段码使用74LS245芯片驱动，位码使用4个PNP三极管来驱动，由AT89C51的PO口输出，动态扫描时,P2口控制LED的当前显示位㊂当距离测量结束并调用显示程序，就会显示距离大小㊂
4㊀系统软件设计
在倒车防撞报警系统的软件设计部分，主时间计数器开始计数，当超声波接收探头接收到回波信号时，定时计数器停止计数，开始外部中断；温度传感器实时检测外部环境温度，并按照测得出温度明确相应声波传播的速度，借助超声波测距的算式得出汽车和障碍物之间距离，汽车和障碍物之间距离远小于其设置的危险距离值时，声光警报将开启㊂5㊀结语
该系统的实际应用，引领了倒车自动化从被动防撞向智能控制的发展，同时显示出以人为主体的驾驶相
关的理念㊂倒车时，无论车后的情况如何，驾驶员的视线都可以集中于前方，这将增加其倒车安全与可靠性，降低驾驶员体力及脑力劳动强度㊂
参考文献:
[1]韩韧，金永威，王强.基于STM32和超声波测距的
倒车雷达预警系统设计[J].传感器与微系统,2016 (04):119.
[2]张嘉琪，冀大选，李杰一，任远.基于LabVIEW平台
的电子鼻系统设计[J].传感器与微系统,2015(05):57-60.
[3]杨旺喜，茅嘉伟，沈明明，王荣扬.基于单片机的超声波倒车雷达系统设计[J].科技信息,2014(09):88-90.
㊃05㊃
发布评论