基于测距原理的汽车倒车报警系统设计

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1、基于测距原理的汽车倒车报警系统设计第一章概述汽车对人们来说是一个再熟悉不过的词，自从1886年2月9日卡尔·本次发明了人类第一辆汽车，至今世界汽车工业经过了近124年的发展，当代汽车已经非常成熟和普遍了。汽车已经渗透于国防建设、国民经济以及人类生活的各个领域之中，成为人类生存必不可少的、最主要的交通工具，为人类生存和社会的发展与进步起到了至关重要的作用。汽车给人们带来方便快捷的同时，也出现了许多问题，安全倒车就是其中之一。尽管每辆车都有后视镜，但不可避免地都存在一个后视盲区，倒车雷达则可以在一定程度上帮助驾驶员扫除视角死角和视线模糊的缺陷

2、，提高驾驶的安全性。1.1设计的现状随着科技的日新月异，人们对于车辆的功能及行车安全的期望日益增多，对汽车操作的便捷性和安全性也愈加挑剔。其中汽车倒车时的不便和安全隐患逐渐被汽车制造行业所重视。据调查，因为汽车倒车而造成的人员和财产的损失逐年上升，人们迫切希望有一种电子装置能够实现汽车的“后视”功能，在倒车时能够提示驾驶员汽车后方障碍物状况，并能根据距离和障碍物的情况及时报警防止驾驶员误操作，来保证驾车者的安全。随着现代科技的发展和电子业的兴起，各种具有强大功能集成电路的开发，电子信息科学系有很先进的电子仪器和电子设备，这些都为开发这种电

3、子产品奠定了坚实的物质基础。近年来许多先进安全系统及驾驶辅助系统相继被开发出来。其中倒车辅助系统是驾驶辅助系统中最先受到瞩目的技术发展，目前已成为高阶新车的标准驾驶辅助配备之一。倒车报警系统由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器等部分组成。倒车辅助的发展从倒车警示喇叭开始，经倒车雷达蜂鸣器碰撞警示、数字波段显示技术（利用雷达感测液晶显示距离）等阶段的发展，目前已成功研发液晶显示屏幕技术。本设计在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，并用数字显示出来，在车尾距离障碍物1m时会发出警告音，提醒驾驶员注意刹车。本设计有望成为驾驶员的

4、好帮手，可有效减少和避免因视野障碍而引发的倒车事故。1.2设计的思路本课题为“基于测距原理的汽车倒车报警系统设计”。首先需要明确倒车雷达的概念及其大体的发展状况，从而给出适当的设计方案。本课题主要需要研究超声波测距的原理、超声波传感器的性能特点及作用、单片机的功能及作用。同时，还要研究单片机与超声波传感器以及显示器的连接方式和了解整个汽车用倒车雷达的电路原理及连接。该汽车倒车雷达主要通过单片机来控制，软件部分拟采用汇编语言进行编程，主要通过汇编语言实现相应的测距算法和中断、计时及单片机与其他各器件的串口通信，从而进行障碍物与汽车距离的测量

5、，实现数据的显示。目前要解决的主要问题是如何编程实现超声波测距过程的中断、计时以及单片机与显示器与其它外围电路的串口通信的实现。1.3设计的研究方案1.3.1方案的选择目前常见的有超声波短距离测距,毫米波雷达长距离测距,激光测距,摄像系统测距等几种方法,按照常规技术的应用有以下三种方案可供选择:方案1：采用毫米波雷达。25基于测距原理的汽车倒车报警系统设计优点：适合长距离测距。缺点：成本比较高，信号处理难度高，不适合处理短距离测距。方案2：摄像系统测距。优点：能比较直观观察到车辆后面的实际情况。缺点：视频信号处理复杂，涉及到数字图像处理等

6、，成本较高。方案3：超声波测距。优点：原理简单，成本低，制作方便，适合在一般短距离的测距，其最佳距离为4~5米。缺点：有一定局限性（这时因为超声波的传输速度受天气影响较大，不同的天气条件下传播速度不一样；对于远距离的障碍物，由于反射波过于微弱，使得灵敏度下降）。通过对应用场合、成本和技术原因的研究，认为采用方案3最为实际有效。1.1.1方案的实现本系统采用以STC12C5A60AD为核心，利用超声波测距原理，来设计一种低成本、高精度、微型化数字显示超声波测试仪。超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理装置三部分组成。工作时，超声波发射

7、器发出超声波脉冲，超声波接收器接收到障碍物反射回来的反射波，准确测量超声波从发射到障碍物反射返回的时间，根据超声波的传播速度，可以计算出障碍物距离。作为一种非接触式的检测方式，和红外、激光、无线电测距相比，由于超声波具有穿透性较强、空气传播衰减小、反射能力强的特点，所以超声波测距具有在近距离范围内不受光线和雨雪雾的影响、结构简单、制作方便、成本低等优点。高速的单片机微秒级的机器周期，可实现较精确的时间测量。超声波测距可测出回波和发射脉冲之间的时间间隔，利用S=Ct/2就可以算出距离，再在LED上显示出来。限制的最大可测距离存有四个因素：超

8、声波的幅度、反射面的质地、反射面和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。预计本系统可以较准确的完成对汽车尾部5m以内障碍物和突然闯入