汽车倒车防撞报警器的设计与研究
摘要倒车后视不良一直都是困惑驾驭员，特别是菜鸟的难题。倒车雷达能以声响或许更为直观的方式奉告驾驭员周围障碍物的状况，协助驾驭员打扫视界死角和消除视野含糊的缺点，进步驾驭的安全性。这篇文章具体介绍了一种根据AT89C51单片机的超声波脉冲测距的倒车防撞报警器的规划。该规划以超声波在空气中传播速度为断定条件,使用超声波的反射，测出间隔。论文概述了超声测距的基本原理及超声传感器的特性，并在超声测距原理的基础上,提出了体系的整体构成，以蜂鸣器报警作为正告提示，具有较强的实用性。
关键词超声波；防撞；传感器；报警器；控制系统
ABSTRACT The back-draft back sight is not good always puzzles the pilot, specially novice's difficult problem.The back-draft radar can or a more direct-viewing form informs around the pilot by the sound the obstacle situation, helps the pilot to clean the field of vision dead angle and the elimination line of sight fuzzy flaw, enhances driving the security.This article introduced one kind in detail based on AT89C51 monolithic integrated circuit ultrasonic wave pulse range finder back-draft proximity warner design. This design take the ultrasonic wave in the air the propagation velocity as the determination condition, the use ultrasonic wave reflection, the survey distance.The paper has outlined the supersonic range finder basic principle and the supersonic sensor characteristic, and in the supersonic range finder principle foundation, proposed the system overall constitution, reports to the police by the buzzer took the warning reminder, has the strong usability.
KEY WORDS Ultrasonic; anti-collision; sensor; alarm; control system
目录
1.1 国内外发展的概况以及存在的问题 (3)
1.2 倒车雷达的发展 (4)
1.3 本设计的目的 (6)
1.4研究意义 (6)
2.1 测量计划的比照 (7)
2.2 超声波测距的工作原理 (7)
2.3 超声波测距的工作方式 (8)
3.1超声波发送模块规划 (9)
3.2 超声波接收模块规划 (11)
3.3 语音电路规划 (12)
3.4LED显示电路设计 (12)
5.1发射器探头对接收器探头的影响 (17)
5.2回波检测对时间测量的影响 (17)
5.3超声传感器所加脉冲电压对测量范围和精度的影响 (18)
5.4针对误差产生原因的系统改进方案 (18)
1、前言
1.1 国内外发展的概况以及存在的问题
随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，应用于汽车停车的前后左右防撞的近距离，低速状况，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性——折射，反射，干涉，衍射，散射。超声波测距即是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波距离传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用指示灯及蜂鸣器把车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶人员，起到安全的作用。
汽车倒车防撞测距报警器一般有四种：1嘀嘀声加闪光，2音乐声加闪光，3语音声加闪光，4倒车到危险距离时发出警报声的超声波倒车报警器，由于很多研究都采用的是特殊难购的专用元件，使其难以推广，本设计采用国内生产的通用元件，成本较低廉，本设计使其在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，在倒车到极限距离时会发出急促的警告声，提醒驾驶员注意刹车，如果和制动系统联系在一起也可以形成自动刹车。
(1) 预警时间不足
最大有效探测距离的问题，大多数倒车雷达的最大有效探测距离：墙面小于2.5m,行人0.6-1.2 m。实验知道一些驾驶员的习惯初始倒车速度3-12km/月，即0.83-3.3 m/s,。现以平均1.5 m/s计算，倒车雷达发现目标仅有1.67 s，对行人只有0.4-0.8 s。如此以来，等报警器报警后汽车再减速就很紧张，明显感到预警时间不足。
(2) 反映速度迟钝
多数成品倒车雷达的显示速度因为考虑到抗干扰等因素，显示更新的速度约
0.2-0.4s，即在0.2-0.4s显示一次距离，根据以上的推断，从倒车雷达发现目标到发出警报如果需要3s秒，这时车已经行使了0.45s，这显然感到反应迟钝。
(3) 探测盲区问题
多数倒车雷达的超声波传感器为2-3个，单个传感器的水平探测角度约60-70°，这样势必造成2-3个盲区，如图1-1，而增加传感器的个数不但增加成本，而且提高报警器的故障率。另外，由于等同与水平探测角度的垂直探测角度显得过大，往往对粗糙地面发生误报，如果改为探测角度为30°的传感器不会误报，但是不能有效的探测约30cm高的路堤，造成倒车时碰到后保险杠的问题。
图1-1 传感器盲区图解
1.2 倒车雷达的发展
随着我国汽车产业的高速发展，尤其是近两三年我国开始进入私家车时代，汽车电子产业成了新的增长点，汽车电子产品的高利润和市场广阔性倍受商家关注，音响和防盗器就是明证，近两年来，倒车防撞报警器成了商家的电子新爱，众多生产防盗器的厂家纷纷涉足倒车防撞报警器，可以这么说，几乎生产防盗器的厂家都在生产倒车防撞报警器。市场上经销的倒车防撞报警器品牌多达几十种，在全国零售市场上销售的主要有固地、铁将军、伊莱、豪迪、奇贞、铭品、全安、佐敦、永泰和、俊邦视宝等品牌，基本上国产品牌占90%，而进口产品在终端市场上零售的较少。处在我国汽车用品大行业环境的繁荣背景下倒车防撞报
警器已渐渐形成一个较大的行业，而且已呈现出一派激烈竞争的态势。
经过几年的发展,倒车雷达系统已经过了数代的技术改良,不管从结构外观上,还是从性能价格上,这几代产品都各有特点,目前使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这3种。
第1代倒车雷达。“倒车请注意”!想必不少人还记得这种声音,它只能算作最早的有关于倒车的一个产品,不能称为雷达,现在只有小部分商用车还在使用。只要驾驶员挂上倒档,它就会响起,提醒周围的人注意。从某种意义上说,它对驾驶员并没有直接的帮助,基本属于淘汰产品。最初的倒车雷达是蜂鸣器,它标志着倒车雷达系统的真正开始。倒车时,如果距车1.5～1.8 m处有障碍物,蜂鸣器就会开始工作,蜂鸣声越急,表示车距障碍物越近。该装置既没有语音提示,也没有距离显示,虽然驾驶员知道车后有障碍物,但不能确定障碍物距离车究竟有多远。
第2代倒车雷达。第2代产品采用数码波段显示,可以显示车后障碍物离车体的距离。如果车后是物,在1.8 m开始显示;如果是人,在0.9 m左右的距离开始显示。这一代产品有2种显示方式,数码显示产品直接显示距离数字,而波段显示产品由3种颜色来区别:绿色代表安全距离,表示障碍物离车体距离有0.8 m 以上;黄色代表警告距离,表示离障碍物的距离只有0.6～0.8 m;红色代表危险距离,表示离障碍物只有不到0.6 m的距离,必须停止倒车。第2代产品把数码和波段组合在一起,比较实用,但安装在车内不太美观。
第3代倒车雷达。第3代产品是液晶荧屏显示,这一代产品较以前有一个质的飞跃,特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒档,只要发动汽车,显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离。其外表美观,可以直接粘贴在仪表盘上,安装很方便,给人以舒适的感觉,显示的距离也更准确些。不过液晶显示器外观虽精巧,但灵敏度较高,抗干扰能力不强,所以误报也较多。
第4代倒车雷达。第4代产品是魔幻镜倒车雷达,它结合了前几代产品的优点,采用了最新仿生超声雷达技术,配以高速微机控制,可全天候准确地测知 2 m 以内的障碍物,并以不同等级的声音和直观的显示提醒驾驶员,如图2所示。魔幻镜倒车雷达把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起,并设计了语音功能,其外形就是一块倒车镜,所以可以不占用车内空间,直接安装在车内后视镜的位置。可以按照个人需求和车内装饰选配,不过价格稍高。
第5代倒车雷达。第5代产品是整合影音系统,它是专为高档轿车生产的,在上一代产品的基础上新增了很多功能,如图3所示,它整合了高档轿车的影音系统,可以在显示器上观看DVD影像。当然其价格也相当的不菲。
1.3 本设计的目的
本设计可望成为驾驶员特别是货车以及公共汽车驾驶员的好帮手，可有效的减少和避免那些视野不良的大型汽车的如冷藏车、集装箱车、垃圾车、食品车、载货车、公共汽车等倒车交通事故，另外还特别适用于夜间辅助倒车、倒车入库以及进入停车场停车到位，甚至还能防止盗贼扒车，本设计成本低廉，性能优良，市场前景极为广阔，对提高我国汽车工业实际水平，具有较大的时间意义。
1.4研究意义
超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，应用于汽车停车的前后左右防撞的近距离，低速状况，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，同样具有声波传输的基本物理特性——折射，反射，干涉，衍射，散射。超声波测距即是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波距离传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用指示灯及蜂鸣器把车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶人员，起到安全的作用。
2、系统计划选择
汽车的倒车防撞报警系统是以测距为基础的。在各种环境条件下,准确测量汽车与障碍物的距离是系统设计的关键。目前用于汽车工业的测距方法主要有超声波法、激光法和微波雷达法。
2.1 测量计划的比照
激光测量主要有脉冲和扫描两种工作方式,激光测量系统具有反应快、有效测量距离大、分辨率高、误差小等优点,近年来在汽车防撞领域越来越受到重视。由于激光镜头易受灰尘、雨雪、风沙的污蚀而影响其工作性能, 所以激光法不适宜在恶劣气候条件下工作。
微波雷达因为其工作频率高、波长短,可有效地缩小波束角度、减小天线尺寸,尤其适合在恶劣气候条件下工作。但是微波雷达测距时易受到雷达之间以及与其他通信系统之间的电磁干扰,抗干扰能力弱。
超声波法与其他两种方式相比具有显著的优点,超声波测速测距的基本原理是利用其反射特性。超声波发生器发射40 kHz超声波遇到障碍物后产生反射波,超声波接收器接收到反射波信号,并将其转换成电信号,测量发射波与回波之间的时间间隔ΔT,并根据公式R=(ΔT·v)/2计算距离(v为超声波传播速度)。超声波的特点是对雨、雾、雪的穿透能力强,可以在恶劣气候条件下工作,系统制作简便,成本低。
2.2 超声波测距的工作原理
人能听到的声音频率为:20Hz~20kHz,即为可听声波,超出此频率范围的声音,即20Hz以下的声音称为低频声波,20kHz以上的声音称为超声波。超声波是一种只有少数生物(如蝙蝠、海豚)才能感觉的机械波,其频率在20kHz以上,波长短,绕射小、能定向传播。超声波为直线传播方式,频率越高,绕射能力越弱,但反射
能力越强。为此,利用超声波的这种性能就可制成超声波传感器。超声波测距的原理就是利用超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v(随温度的变化而变化)，根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=v*t/2。
2.3 超声波测距的工作方式
利用超声波测距的工作,就可以根据测量发射波与反射波之间的时间间隔,从而达到测量距离的作用。其主要有三种测距方法:
(1)相位检测法,相位检测法虽然精度高,但检测范围有限;
(2)声波幅值检测法,声波幅值检测法易受反射波的影响;
(3)渡越时间检测法,渡越时间检测法的工作方式简单,直观,在硬件控制和软件设计上都非常容易实现。其原理为:检测从发射传感器发射超声波,经气体介质传播到接收传感器的时间,这个时间就是渡越时间。
本设计的超声波测距就是使用了渡越时间检测法。在移动车辆中应用的超声波传感器,是利用超声波在空气中的定向传播和固体反射特性(纵波),通过接收自身发射的超声波反射信号,根据超声波发出及回波接收的时间差和传播速度,计算传播距离,从而得到障碍物到车辆的距离。
3、系统硬件设计
倒车防撞报警器只需要在汽车倒车时工作,为驾驶员提供汽车后方的信息。由于倒车时汽车的行驶速度较慢,和声速相比可以认为汽车是静止的,因此在系统中可以忽略多普勒效应的影响。在许多测距方法中,脉冲测距法只需要测量超声波在测量点与目标间的往返时间,实现简单,因此本系统采用了这种方法。
如图3-1所示,驾驶员将手柄转到倒车档后,系统自动启动,超声波发送模块向后发射40kHz的超声波信号,经障碍物反射,由超声波接收模块收集,进行放大和比较,单片机AT89C52将此信号送入显示模块,同时触发语音电路,发出同步语音提示,当与障碍物距离小于2m、1.5m、1m、0.5m时,发出不同的报警声,提醒驾驶员停车。
图3-1 系统工作原理框图
3.1超声波发送模块规划
超声波发送器包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两个部分, 采取收发分离方式有两个好处:一是收发信号不会混叠,接收探头所接收到的纯为反
射信号;二是将接收探头放置在合适位置,可以避免超声波在物体表面反射时造成的各种损失和干扰,提高系统的可靠性。根据设计要求并综合各方面因素,选择了西安立宇电子科技有限公司的超声波测距传感器TCT40-16T/R(T表示发射传感器,R表示接收传感器),最大探测距离为6m,发射扩散角为60度。超声波探头（又称“超声波换能器”）可采用软件发生法和硬件发生法产生超声波。前者利用软件产生40kHz的超声波信号,通过输出引脚输入至驱动器,经驱动器驱动后推动探头产生超声波。这种方法的特点是充分利用软件,灵活性好,但需要设计一个驱动电流在100mA以上的驱动电路。第二种方法是利用超声波专用发生电路或通用发生电路产生超声波信号,并直接驱动换能器产生超声波。这种方法的优点是无须驱动电路,但缺乏灵活性。
本设计采用第一种方法产生超声波,电路设计如图3-2所示。
图3-2 超声波发送模块电路
40kHz的超声波是利用NE555时基电路振荡产生的。其振荡频率计算式为f=1.43/((R 9+2·R 10)·C 5)。将R 10设计为可调电阻的目的是为了调节信号频率,使之与换能器的40kHz固有频率一致。为保证NE555时基具有足够的驱动能力,宜采用+12V电源。CNT为超声波发射控制信号,由单片机进行控制。
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计 摘要 随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车倒车防撞预警系统势在必行。本设计是利用最常见的超声波测距法来设计的一种基于单片机的汽车倒车雷达系统。 本设计的主要是基于STC89C52单片机利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和STC89C52单片机结合于一体，设计出一种基于STC89C52单片机的汽车倒车雷达系统。该系统采用软、硬件结合的方法，实现了汽车与障碍物之间距离的显示以及危险距离的声光报警等功能。 本设计论文概述了超声波检测的发展及基本原理，阐述了超声波传感器的原理及特性。在超声波测距系统功能和STC89C52单片运用的基础上，提出了系统的总体构成，对系统各个设计单元的原理进行了介绍，并且对组成各单元硬件电路的主要器件做了详细说明和选择。本设计论文还介绍了系统的软件结构，并通过编程来实现系统功能和要求。 关键词：汽车倒车雷达、STC89C52、超声波、测量距离、显示距离、声光报警
第一章绪论 课题设计的目的和意义 随着汽车的普及，越来越多的家庭拥有了汽车。交通拥挤状况也随之出现，撞车事件也是经常发生，人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时，更加注重的是汽车的安全性，许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。为了解决这个安全问题，设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单。所以超声波测距法是一种非常简单常见的方法，应用在汽车停车的前后左右防撞的近距离测量，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，具有声波传输的基本物理特性—折射，反射，干涉，衍射，散射。超声波测距是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波测距传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用LED 显示出来，当到达一定距离时，系统能发出报警声，进而提醒驾驶人员，起到安全的左右。 通过本课题的研究，将所学到的知识用在实践中并有所创新和进步。该设计可广泛应用在生活、军事、工业等各个领域，它需要设计者有较好的数电、模电知识，并且有一定的编程能力，综合运用所学的知识实现对超声波发射与接收信号进行控制，通过单片机程序对超声波信号进行相应的分析、计算、处理最后显示在液晶显示屏上。
摘要 随着中国经济的持续发展和汽车价格的持续下降，越来越多的家庭拥有自己的汽车，汽车的安全也成为亟待解决的问题。对汽车倒车预警技术的研究，具有重要的现实意义。基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达装置，安装在汽车上，可以及时了解前方与后方的障碍物情况，随时做出正确的判断，保障人类的生命安全。在此基础上，本文研究了基于51单片机倒车防撞报警系统，首先简要阐述了本文的研究背景、意义、超声波测距的基本理论，并介绍了超声波测距报警系统。根据型电气设备的设计要求，在传统非超声波测距系统的基础上，设计并实现了超声波测距报警系统。整个测距系统的实现包括数字电路设计、模拟电路设计和软件的编辑。 关键词：51单片机；倒车防撞报警系统；超声波测距
ABSTRACT As China's economy continues to develop and car prices continued to decline, more and more families have their own cars, car safety has become a problem to be solved. It is of great practical significance to study the warning technology of car astern. Ultrasonic range finder based on 51 single chip microcomputer of reversing radar system, installed on the car, can timely understand the front and rear obstacles, at any time to make the right judgment, to ensure the safety of human life. On this basis, this paper studies the reverse collision warning system based on 51 single-chip processor, this paper expounds the research background, significance of this article, the basic theory of ultrasonic ranging, and introduces the ultrasonic ranging alarm system. According to the design requirement of the electric equipment, the ultrasonic range alarm system is designed and implemented on the basis of the traditional non-ultrasonic range system. The implementation of the whole range system includes digital circuit design, analog circuit design and software editing. Keywords: 51 microcontroller; Reversing alarm system Ultrasonic ranging
制动系统匹配设计计算 根据AA车型整车开发计划，AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计，管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近，制动系统采用了BB样车制动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。 设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》；GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，驻车制动停驻角度为20％（12），驻车制动操纵手柄力≤400N。 制动系统设计的输入条件 整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。 表1 整车基本参数
表2 零部件主要参数制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力 地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。 图1 制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得:
式中：FZ1（N）：地面对前轮的法向反作用力；G（N）：汽车重力；b（m）：汽车质心至后轴中心线的水平距离；m（kg）：汽车质量；hg（m）：汽车质心高度；L（m）：轴距；（m/s2）：汽车减速度。 对前轮接地点取力矩，得： 式中：FZ2（N）：地面对后轮的法向反作用力；a（m）：汽车质心至前轴中心线的距离。 2.理想前后制动力分配 在附着系数为ψ的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力，即：
此外，汽车倒车时司机不能观察车后情况，也往往造成撞人或撞上障碍物。分析撞车原因，大致有：驾驶不慎，能见度不高，车速过快，车距过小或汽车本身故障等。 针对上述问题, 我们设计一个基于超声波技术的汽车防撞系统能以声音和直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、起动车辆、行使等前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊（能见度低）的缺陷，提高了安全性。 本制作是基于AT89S52单片机控制的超声波技术的汽车防撞系统小车模型，通过单片机控制超声波换能器的发射与接收，利用计算收发时间差算出四周各障碍物具体距离加以显示及自动控制小车减速或停车功能，快速准确地实现自动测量显示与智能控制。超声波对外界光线和电磁场不敏感，可以用于黑暗、有灰尘、烟雾、强电磁干扰等参杂环境中，使得系统抗干扰能力、测量精度能力增强。我国是交通大国，交通驾驶安全事故频频发生，此防撞控制系统的研究将有利于交通驾驶智能控制的发展，可以使得交通事故大幅度下降。 该系统由单片机控制，体积小巧，安装灵活方便，具有一定的应用前景。 1 总体方案设计 1.1传感器的选择 智能测距主要有红外收发测距、超声波测距。 红外收发测距是利用红外线的发射与接收进行测量。其特点是外围电路简便。但是存在受外界干扰大，测量距离范围小等不足。 超声波测距是利用超声波传感器进行发射接收。超声波传感器的外围电路设计较复杂，但其干扰能力强，不受空间电磁波干扰，也不受一般机械振动的干扰，穿透性好，可在浓雾、风沙、阴雨、污染环境中工作，适合大型车辆的行驶测距。
得出距离值。那么测量最大值就是以一个周期为时间差的距离值。一般公式为: d=v×t/2最大值为： dmax＝v×T/2（T为周期） 假设室温下声波在空气中的传播速度是 335.5m/s，测量得到的声波从声源到达目标然后返回声源的时间是 t 秒，则距离 D可以由下列公式计算： D=33550(cm/s)×t(s) 因为声波经过的距离是声源与目标之间距离的两倍，声源与目标之间的距离d应该是 D/2。 如图2所示为超声波收发电路示意图。 图2 超声波收发原理框图 40KHz的方波信号由单片机的T1周期性产生，经过驱动电路推挽超声波发射头向外发出。由于在外界中存在很多的干扰，接收回来的微弱信号的波形将类似正弦波，但含有很多的杂波。我们必须报这个接收回来点波送进带通滤波器，还原出较好的波形，然后进行放大，再送进电压比较器得到较好的方波，进入单片机进行中断。单片机中断后，计算出发射到接收的时间。软件设计
开题报告 电气工程及其自动化 倒车防撞系统的设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 （一）国内外研究现状和发展趋势 随着社会经济的不断发展，特别是中国加入WTO以来，中国的生产总值不断上升，国际地位不断提高。特别是在2009时的世界金融危机时，世界大部分国家的汽车产业都走下坡路。然而中国的汽车行业还是在不断增长，在当年一举超过了美国成为世界第一大汽车消费国。与此同时，汽车的数量的不断增加，势必会加大交通压力，撞车事故也越来越多，停车时也越来越困难。随之而来的是倒车和停车的问题成为困扰光大驾驶员的一大难题，并且由倒车时发生的刮擦事故尤为突出。然而现在的车子还有很多汽车没有安装倒车雷达系统，归其原因就是成本较高，像倒车雷达这种产品的使用性，市场是认可的，必然会带动产品的开发与研究。倒车雷达的种类较为繁多，有红外测距的，有超声波测距的等等。如果你去百度或谷歌上去搜索，你会发现有各种各样的倒车雷达系统，其报价不一，有较为便宜的只有两三百的，但其功能非常简单只有一个报警语音提示。但是贵的就要上千，但却增加了很多功能，有的还直接带有摄像头可以看见倒车时的车尾实况，还附有倒车轨迹，并且还带有最近障碍物的距离数码显示，由于其价格偏贵，就没有推广与使用，只有些高档车上才会出现。所以经济的停车辅助功能的研制就显得尤为重要，针对这种情况，设计一种可靠性强，反应快较为经济的的汽车倒车防撞系统势在必行，而超声波是一种常见的测距方式，其有很多特点，首先可测范围较广，其次是超声波的产生较为方便并且可靠性好。出于这种原因，市面上的倒车防撞系统等一系列产品都是以超声波测距方式为主。而对超声波技术的研究是非常成熟的，接收与发射都可以非常熟练地运用。综上所述，以后的倒车防撞系统在现有的前提下会不断的改进，在加工成本上会不断的降低，技术运用会不断创新。以此来满足消费者对此类产品的需求。 （二）选题的依据和意义 微机的出现使电子数字计算机在人们的日常工作和生活中得到广泛的运用。在我们
2009届本科毕业设计 汽车倒车防撞报警器 姓名： 系别： 专业： 学号： 指导教师： 2009年4月10日
商丘师范学院学士学位毕业设计 目录 摘要 (3) 关键词 (3) 0引言 (4) 1工作原理 (4) 1.1At89C2051单片机性能及特点 (4) 1.1.1 89122051主要特点 (4) 1.1.2硬件结构 (4) 1.2霍尔传感器的测速原理 (4) 1.2.1霍尔效应 (5) 1.2.2工作原理 (5) 1.2.3 测量磁场及工作设置 (5) 1.2.4霍尔电路设计 (6) 2 总体结构设计 (6) 2.2 单片机系统电路设计 (7) 2.2.1 超声波发射电路设计和超声波接收电路 (7) 2.2.2 测速电路 (8) 2.2.3 报警电路 (8) 2.2.4LED显示电路 (9) 2.2.5报警器外围接口电路如图五 (10) 2.3软件设计 (10) 2.4 程序设计 (10) 3结束语 (12) 参考文献： (12) 致谢 (12) 2
商丘师范学院学士学位毕业设计 汽车倒车防撞报警器 摘要 设计了一种汽车倒车防撞系统。该系统以AT89C2051单片机为控制核心，工作时，超声波传感器采集的教据，由控制核心快速计算出汽车车尾与障碍物的距离，并通过LED 显示提醒信息，该系统主要利用单片机的实时控制和数据处理功能，完成系统的控制。最后阐述了报警器的硬件电路原理及软件设计。 关键词 AT89C2051 ;超声波;传感器 Develop and research a system which based on AT89C2051 microchip and alarm avoid cars crashing when back-off Abstract For purpose of develop a system which avoid cars crashing when back-off ,the system based on AT89C2051 microchip .First,the ultrasound sensor collect data .Then,the microchip process the Date to get the distance between rear end of car and obstacle.When the distance beyond safe distance.The LED display alarm to alert drivers. The system make use of microchip a rear-time control and processing function.At last ,the paper also state the hardware circuit principle of alarm and software design. Keyword AT89C2051;ultrasonic;sensor 3
汽车倒车防撞雷达系统设计 摘要：本文在查阅分析了现有的几种不同测距原理后，确定了使用超声波测距，并对基于超声波测距的倒车雷达报警系统的设计进行了深入分析和研究。该系统分为系统控制模块、超声波发射模块、超声波接受模块、温度采集模块和液晶显示及声光报警模块。在硬件电路中，详细阐述了运用单片机技术实现的倒车雷达报警系统的测距实现原理，分析了以ATMEGA16单片机为主控单元的硬件系统和软件设计，并分别对每个模块进行了分析，使我们对该系统由较好的认识和理解。 关键词：倒车雷达超声波测距 1 概述 在现代社会中，随着汽车的增多和停车位日趋紧张，泊车成为很多车主头痛的问题，这时汽车倒车防撞报警系统就成了汽车的好助手。 汽车倒车防撞报警系统是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了倒车的安全性。 本系统以ATMEGA16作为核心处理器，采用超声波原理测量出障碍物距车尾的垂直距离。系统硬件原理图如图1.1： 图1.1 倒车雷达报警系统框图
该系统整体设计思路如下： 警报系统装于汽车尾部，与汽车倒车闸相连，当汽车倒车时，该报警系统开始工作。 ATMEGA16单片机为主控模块，将各个子模块联系起来共同工作，当超声波模块发出脉冲信号时，主控模块内部计数器开始工作。超声波接收模块接到障碍物反射回来的声波后将信号传递给主控模块，主控模块内部的计数器计数停止，从而得到声波往返所用时间。 温度采集模块不断测试环境温度，并将此信息传递给主控模块。主控模块根据温度得出此时超声波速度，进而计算出此时汽车尾部与障碍物的距离。 主控模块距离信息传递给液晶显示模块和声光报警模块，使液晶显示屏显示当前车尾与障碍物的距离，同时控制声光报警模块，当距离小于设定值时发出声光警报，从而提醒司机注意，防止倒撞。 2 系统硬件电路设计 系统电路主要由三大部分组成：（1）超声波发射接收模块；（2）ATMEGA16单片机主控模块；（3）距离显示模块和声光报警模块。细分为六个小模块，各模块分析如下。2.1 主控和接口模块 主控和接口模块如图2.1所示。 Atmega16是基于AVRRISC结构的高性能、低功耗、高集成化的8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，加上片内32 个通用工作寄存器都直接与算术逻辑单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器，大大提高了代码效率，运行速度比AT89C51高出10倍。 Atmega16的端口PC与JTAG接口相连。JTAG接口用于边界扫描，可以对片上16 KB 闪存Flash在线编程和调试，非常方便软件的升级，内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，如定时/计数器、实时时钟、快速PWM通道、A/D转换器、I2C 的串行接口、可编程的串行USART接口、SPI串行接口和带片内晶振的可编程看门狗定时器以及片内的模拟比较器等，除传感器外几乎可以不需要其他任何元件即可构成系统，从而为本设计提供了灵活而低成本的解决方案。 Atmega16的管脚19和管脚16分别与超声波发射模块和超声波接收模块0
An AT89C2051 Based Intelligent Proxim ityWarning Indicator for Automobile It introduces the function and characteristicsofm icrocontrollerAT89C2051 Based on it. A low cost high-accuracy microm iniaturization and digital display proxim ity warning indicator for automobile is designed. The indicatormeasures the distance and speed of the automobile, with ultrasonicwave and integrated Hall unit and controls the system by the real-time control and Data-processing of the microcontroller Moreover. its circuitry principle is introduced in detail as well as its software design. Along with modern rhythm of life speeding up, the frequency which the traffic accident occurred is increasing, for enhances the security of automobile movement. This article introduced one kind of alarm system based on monolithic integrated circuit controls the automobile guards against hitting. This equipment the monolithic integratedcircuit real-time control and the data processing function, with the ultrasonic wave range finder technology, the sensor technologyunifies, may examine in the automobile movement rear area the obstacle and the automobile distance and the automobile vehicle speed, reveals the installment demonstration distance through the number, and is away from far and near the situation by the sound production electriccircuit basis to send out the warning sound. The ultrasonic ranging principle is, after unceasingly examines the ultrasonic wave launch to meet the echo which the obstacle reflects, thus determines the launch ultrasonic wave and receives the echo the time difference. Then extracts is away from S=C×T/2, C is the ultrasonic wave wave velocity, under the normal temperature takes is 344 m/s. After sonic speed determination, so long as obtains the ultrasonic wave round-trip the time, then obtains the distance. The automobile vehicle speed survey is integrates the sensor through Hall to realize. Namely, is loaded with the permanent magnet the turntable input axis and the wheel revolution axis is connected, when the wheel rotates, the turntable along with it rotation, this time, on the turn table permanent magnet can integrate the sensor after Hall, thus integrates the sensor in Hall the input end to obtain a magnetism signal, if the turntable does not stop the rotation, Hall integratesthe sensor then to be able to output the rotational speed signal. It can be said that, to the automobile vehicle speed survey essence into the rotational speed signal frequency survey. AT89C2051 is a low power loss, the high performance 8 CMOS microprocessor, is compatible with the MCS-51 series instruction collection and the pin, has following characteristic: 128 bytes internal RAM, 2 K bytes EPROM, fifteen I/O line, two sixteen-fixed time counters, five two-level of interrupt sources, one entire duplex serial port, internal precisely simulates the comparator and internal swingming, the low power loss leaves unused and falls the electricity pattern. The working voltage scope 4.25 ~ 5.5 V, the operating frequency takes12 MHz. In AT89C2051, two sixteen-fixed time/counters registers is T0and T1, make fixed time/counters, may count the machine cycle, counts the frequency for the oscilation frequency 1/12; When makes the counter, may appears to on exterior input pin P3.4/T0 and P3.5/T1 from 1 to 0 changes when increase 1, counts the frequency for the oscilation frequency 1/24.
题目: 基于单片机的汽车倒车防撞系统的 设计与制作 毕业设计说明书（论文）中文摘要
随着社会经济的发展和交通运输业的不断兴旺，汽车的数量在不断的增加。交通拥挤状况也日益严重，撞车事件也经常发生，造成了很多不可避免的人声伤亡和经济损失，面对这种情况，设计一种响应快、可靠性高并且比较经济的汽车防撞预警系统显得非常的重要。超声波测距法是一种最常见的距离测量方法。本文介绍的就是利用超声波测距法设计一种倒车防撞报警系统。 本文的内容是基于超声波测距的倒车防撞系统的设计，主要是利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和51单片机结合于一体，设计出一种基于51单片机的倒车防撞系统。本系统采用软硬结合的方法，具有模块化和多用化的特点。 关键词防撞超声波测距单片机
毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title Automobile back-draft collision avoidance system based on single chip design and production Abstract With the social and economic development and transportation continues to boom, the automobile quantity climbs in the first mate. Traffic congestion condition also day by day serous, the collision event occurred repeatedly, has caused the inevitable person casualties and the economic loss, in view of this kind of situation, designed one kind to respond quickly, the reliability was high also a more economical automobile guards against hits the early warning system imperative, the ultrasonic wave range finding was the most common one distance range finder method, this article introduces is guards against using the ultrasonic wave range finding design one kind of reversing collision avoidance system. The paper is based on the ultrasonic distance reversing collision avoidance system design, mainly using ultrasound features and advantages, ultrasound ranging system and the integration with the integration AT89S51 monolithic integrated circuit, AT89S51 monolithic integrated circuit based on the design of a reverse collision avoidance warning systems. The system used software and hardware integrated approach of modular and multi-use characteristics. Keywords Impact-proof Ultrasonic ranging Microcontroller
汽车倒车防撞报警器 一、任务与要求： 1）设计一套汽车倒车防撞报警系统， ◆ 要求有一台主机 ◆ 汽车与物体距离小于设定值时，利用蜂鸣器进行报警 ◆ 通过按键选择报警的距离 ◆ 数码显示选择的档位 2）已知条件：。。。。 3）主要技术指标： 1、输入电源：车用直流电源，DC12V 2、发射频率： 40kHz 3、接收频率： 40kHz（中心频率） 4、报警音量：≥。。分贝 5、探测距离：三档可调 二、实物设计所能达到的功能及操作说明： 硬件设计： 采用51系列单片机中的简易型产品AT89C2051作为中央处理器，选用专用配对的超声波组件，进行超声波信号与电信号的相互转换，利用
超声波传感器的选频特性，对接收到的超声波信号进行幅值判断，从而达到不同距离的选择与报警的目的。 操作说明： 1、接上电源，红色电源指示灯点亮，同时数码管显示"0"，此时系统不发送超声波信号。 2、按动距离选择按键，蜂鸣器鸣叫，同时数码管显示0到3这几个数字，当显示1、2、3档时，设计与调试时设定的距离分别表示60厘米、50厘米、40厘米，只要有物体靠近探测器，就会发出"嘟、嘟、嘟"的报警声。 三、方案与论证： 1）汽车倒车防撞报警器的组成： 汽车倒车防撞报警器主要由超声波发生器、超声波发射电路、超声波接收电路、信号放大电路、直流控制电路、中央处理单元、数字显示电路、报警电路和距离选择电路等部分组成。发射电路发送超声波信号，当的射的信号被物体挡住时，反射回来的信号经接收器接收，进行两级放大后，再经倍压整流，形成一个直流控制电压，当这个电压值大于设定值时，表示物体离汽车的距离已小于设定距离，比较器输出低电平信号，系统据此判断出达到报警距离，驱动蜂鸣器进行报警，其框图如下：
课程论文 题 目：汽车倒车报警系统分析 学生姓名： 学 院：能源与动力工程学院 班 级：交通运输10-2班 指导教师： 2014年 1 月 3 日 学校代码： 学 号：
内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称：汽车电子控制技术学院：能源与动力工程学院班级： 学生姓名：学号： _ 指导教师：陈永艳 一、题目 汽车倒车报警系统分析 二、目的与意义 根据《汽车电子控制技术》课程学习的知识，系统分析汽车倒车报警系统结构组成及基本的工作原理，掌握汽车电子控制系统的基本结构与原理。 三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 根据参考文献，系统学习并分析汽车倒车报警系统结构组成及基本的工作原理；按照《内蒙古工业大学课程设计说明书（论文）书写规范》撰写课程论文。 四、工作内容、进度安排 18周周末：根据任务书要求，查阅、学习相关参考文献； 19周周一：提交论文提纲； 19周周二—周四：根据指导教师修改后的论文提纲撰写论文初稿； 19周周四—周五：根据指导教师对论文的修改意见修改论文； 19周周五：提交论文。 五、主要参考文献 [1] 刘修文.实用电子电路设计制作[M]. 北京：中国电力出版社，2011 [2] 胡萍. 超声波测距仪的研制[J]. 计算机与现代化，2010(10):54-56. [3] 陈有卿, 谢刚,新颖电子模块应用手册[M]. 北京：机械工业出版社，2010 [4] 电子报社．电子报2010年合订本下[J] ．成都：四川科学技术出版社．2010 [5] 刘福太，梁发麦，魏书田，林红文.黄版电子电路[M].北京：科学出版社，2011 审核意见 同意。 系（教研室）主任（签字）赵明智 指导教师下达时间2013 年12 月27 日 指导教师签字：_______________
单位代码：005 分类号：IN 大学创新学院 本科毕业论文（设计） 题目：汽车倒车防撞系统设计专业：电子信息工程 姓名：楠楠
学号：0903024119 指导教师：延宁 职称：教授 毕业时间：二零一三年六月
汽车倒车防撞系统设计 摘要：本次设计主要是以AT89S52单片机作为主体设计的汽车倒车防撞系统，这种智能的系统给汽车在倒车时提供较高的安全性。该系统利用了超声波不用接触就能进行测量距离的特点，系统主要包括超声波发射电路模块,超声波接受电路模块，液晶显示模块以及声光报警电路模块。超声波探头主要是进行超声波的发射和接受部分，液晶显示主要是显示障碍物与车之间的距离，在超出所设定的距离时，蜂鸣器报警，同时发光二极管亮，提醒驾驶员采相应的措施。提高汽车在倒车过程中的安全性，能很有效的减少交通事故。 关键词：AT89S52；超声波；测量距离；防撞
The Design about Collision Avoidance System of Revering Abstract：This design is mainly based on AT89S52 single chip microcomputer as the main design of the automobile back-draft anti-collision system, this system of intelligent car provides high security in reverse. The system uses ultrasonic without contact can characteristics of distance measurement, system mainly consists of ultrasonic transmitting circuit module, ultrasonic receiving circuit module, liquid crystal display module and an acousto-optic alarm circuit module. The ultrasonic probe is mainly the ultrasonic transmitting and receiving part, LCD display between the obstacle and the vehicle distance, beyond the set distance, the buzzer alarm, at the same time the bright light emitting diodes, to remind the driver to adopt the corresponding measures. Improve the safety car in reversing the process, can be very effective to reduce traffic accidents. KEY WORDS: AT89S52, ultrasonic, measuring the distance,collision avoidance
设计任务书 1、设计题目 汽车倒车报警器的设计 2、设计参数 设计要求： 自动实时分段显示距离并进行声音提示。 3、设计要求及工作量 三周内在设计教室中按要求完成各阶段任务及相应工作量。 设计工作量： 1)查阅资料，选择合适的设计方案。 2)设计完整硬件电路图，给出设计说明及相关电路参数的计算公式。 3)针对设计方案及硬件电路图，进行适当的误差分析。 4)根据以上内容撰写完整的课程设计报告。 设计进度安排: 1)查阅资料，优选方案(2天) 2)进入实验室，完成总体设计(4天) 3)完成硬件电路图，进行误差分析(5天) 4)撰写说明书，准备答辩(2天) 5)答辩(2天) 4、主要参考文献 [1]王雪文，张志勇．传感器原理及应用．北京：北京航空航天大学出版社，2004 [2] 王化祥，张淑英．传感器原理及应用(修订版).天津：天津大学出版社，1999 [3] 赵继文，何玉彬. 传感器与应用电路设计. 北京：科学出版社，2002 [4] 丁镇生. 传感器及传感技术应用.北京：电子工业出版社，2001 [5] 何希才. 传感器及应用电路.北京：电子工业出版社，2001
汽车倒车报警器的设计 摘要 本设计采用超声波测距，可用作汽车泊车安全辅助装置，能以声音和更为直观的LED 显示告知驾驶员汽车周围障碍物的情况，帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了泊车安全性。 本设计硬件部分主要由单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、数码管显示电路、电源电路和报警电路组成。本设计由AT89C2051单片机控制时间计数，计算超声波自发射至接收的往返时间，利用超声波在空气中的传输速度，从而得到实测距离。该设计的电路设计合理简单、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量误差方面能够达到简单实用的要求。 关键词：传感器 AT89C2051 超声波汽车倒车报警 目录
汽车倒车防撞报警器的设计与实现 摘要:倒车后视不良一直是困扰驾驶员，特别是新手的难题。倒车雷达能以声音或者更为直观的形式告知驾驶员周围障碍物的情况，帮助驾驶员扫除视野死角和消除视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。本文详细介绍了一种基于AT89C51单片机的超声波脉冲测距的倒车防撞报警器的设计。该设计以超声波在空气中传播速度为确定条件,利用超声波的反射，测量距离。论文概述了超声测距的基本原理及超声传感器的特性，并在超声测距原理的基础上,提出了系统的总体构成，以蜂鸣器报警作为警告提醒，具有较强的实用性。 关键词：防撞超声波传感器距离方位控制系统 Reversing car collision avoidance alarm Design and Implementation Abstract: The back-draft back sight is not good always puzzles the pilot, specially novice's difficult problem.The back-draft radar can or a more direct-viewing form informs around the pilot by the sound the obstacle situation, helps the pilot to clean the field of vision dead angle and the elimination line of sight fuzzy flaw, enhances driving the security.This article introduced one kind in detail based on AT89C51 monolithic integrated circuit ultrasonic wave pulse range finder back-draft proximity warner design. This design take the ultrasonic wave in the air the propagation velocity as the determination condition, the use ultrasonic wave reflection, the survey distance.The paper has outlined the supersonic range finder basic principle and the supersonic sensor characteristic, and in the supersonic range finder principle foundation, proposed the system overall constitution, reports to the police by the buzzer took the warning reminder, has the strong usability. Key words: Anti-collision Ultrasonic sensor Distance Position Control system