一種智能汽車防撞報(bào)警器的設(shè)計(jì)開發(fā)

　　摘 要：設(shè)計(jì)并開發(fā)了應(yīng)用于汽車的防撞系統(tǒng)?；诔暡ㄔ?，防撞系統(tǒng)通過發(fā)射和接收超聲波信號，測算出時(shí)間差，再利用控制系統(tǒng)換算成距離，判斷處理。該系統(tǒng)采用發(fā)生器電路、換能器、線性功率放大器。另外，系統(tǒng)采取了三個防干擾措施。由于防干擾措施的實(shí)施，使系統(tǒng)能在工業(yè)現(xiàn)場中有較小的穩(wěn)態(tài)誤差，有效防止了碰撞事故的發(fā)生。

0 引 言

　　汽車防撞報(bào)警器的核心部件是汽車防撞雷達(dá)。汽車防撞雷達(dá)(俗稱電子眼)之所以能實(shí)現(xiàn)防撞報(bào)警功能，主要有超聲波這把無形尺子，它測量最近障礙物的距離，并告知車主。超聲測距原理簡單：它發(fā)射超聲波并接收反射回波，通過單片機(jī)計(jì)數(shù)器獲得兩者時(shí)間差t，利用公式S=Ct／2計(jì)算距離(S為汽車與障礙物之間的距離；C為聲波在介質(zhì)中的傳播速度，C=331．4(1+θ／273)；θ為攝氏溫度。本文介紹的超聲測距系統(tǒng)共有4只超聲波換能器(俗稱探頭)，分別布置在汽車的前左、前右、后左、后右4個位置上。能檢測前進(jìn)和倒車方向障礙物的距離，通過后視鏡內(nèi)置的顯示單元顯示距離和方位，發(fā)出一定的聲響，起報(bào)警防撞作用。

1 天車防撞報(bào)警儀的總體方案設(shè)計(jì)

1．1 防撞報(bào)警儀的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)

　　(1)報(bào)警距離：5～30 m，根據(jù)用戶的具體需要連續(xù)可調(diào)；

　　(2)根據(jù)用戶的需要選用分檔：0．6 m，1．0 m，1．5 m，1.8m，2．4 m；

　　(3)電源：車載電瓶12 V；

　　(4)環(huán)境溫度：-20～+70℃；

　　(5)報(bào)警器尺寸：155 mm×155 mm×63 mm，重量：3．5 kg。

1．2 系統(tǒng)總體方案

　　汽車防撞報(bào)警儀采用由AT89C52單片機(jī)為核心組成的微機(jī)系統(tǒng)，對儀器進(jìn)行控制，其硬件系統(tǒng)如圖1所示。

1．3 工作原理

　　本防撞裝置利用聲波作為檢測波，利用超聲波作為機(jī)械波，其頻率為20 kHz～20 MHz。隨著頻率的增加，檢測距離減小，使用頻率在15～40 kHz之間，檢測距離為0．5～3．0 m，由發(fā)射器、接收器、控制器和反射板組成。發(fā)射器、接收器和控制器安裝在防撞主體(指由產(chǎn)品控制能實(shí)現(xiàn)防撞功能的汽車面板)上。發(fā)射器發(fā)出檢測波，經(jīng)反射面反射給接收器，通過判斷處理后，發(fā)送控制器執(zhí)行規(guī)定的功能?；?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/單片機(jī)">單片機(jī)的天車防撞系統(tǒng)采用AT89C52單片機(jī)和專用芯片測量超聲波發(fā)射到反射回所需的時(shí)間t，由S=vt(v=314 m／s，計(jì)算時(shí)加入溫度補(bǔ)償)得到從聲波發(fā)射到反射面的距離。此距離隨時(shí)顯示在汽車駕駛室內(nèi)，軟件可以設(shè)置幾級提示和報(bào)警，當(dāng)車障之間距離小于安全距離時(shí)，設(shè)置在駕駛室的聲光報(bào)警儀即發(fā)出聲光信號，通知駕駛員謹(jǐn)慎操作，從而有效地防止碰撞事故發(fā)生，保證人身及設(shè)備的安全。