超声波测距(含原理图、程序).doc

1 绪论
当前社会经济的不断发展和工业科学技术的不断提高,汽车已逐渐进入不少百姓家。汽车使用数量的不断增加,从而由此导致的倒车交通安全问题也非常严重,道路交通压力增加,交通安全问题也是面临严峻挑战。在面临如此严峻的交通安全问题,许多涉及安全问题的汽车辅助系统也纷纷现世。而本设计就是利用单片机知识、传感器知识等,进行的汽车防撞装置的设计,在汽车倒车时,这种装置可以在驾驶员对车尾与障碍物体的距离远近无法目测和判断时进行报警。
课题背景及意义
我国社会经济的不断发展,人们对汽车这种交通工具的依赖性也越来越大,导致了车辆的日益增加在给城市交通不断施加压力的同时,也引发了非常多行车的安全问题。一些由驾驶员反应不够迅速而导致的汽碰擦,还有很多时候是由于驾驶员对离障碍物的距离判断不准确而造成的,如果驾驶员能提前知道障碍物的存在并且知道障碍物的距离,那么驾驶员就能及时地采取措施,从而能避免事故的发生。因此,许多安全系统也应运而生,诸如为了避免交通事故发生的主动安全系统和在发生事故时的防护安全的被动安全系统,而主动安全系统对汽车交通事故的发生能起到避免的作用,所以,主动安全系统的研究更为重要。随着汽车数量的增加,停车场的数量也急剧增加,停车车辆密集,停车人多,所以汽车碰撞亦逐渐增多。而本设计的汽车防撞装置就是主动安全系统,通过对汽车与障碍物之间距离的提示报警避免汽车与障碍物之间的擦碰。本设计要求设计的汽车防撞装置能减少驾驶员的驾驶压力和判断错误,使驾驶员泊车倒车更加安全方便,本设计将对提高交通安全起到重要作用。
本设计基于单片机实现汽车防撞,将超声波测距和传感器联系在一起,利用单片机的实时控制和数据处理功能测量并显示汽车与障碍物之间的距离,并在不同距离利用蜂鸣器不同频率发出不同声音及时报警。这样驾驶员就能通过测距的显示甚至不同的声音来直接判断汽车玉障碍物之间的距离。本设计的设计简易,虽然精度不高,还不能测量过远的距离,但规模小,外围电路简单,调试也方便,成本也不高,器件更换容易,灵活性高,而且能完全满足驾驶员泊车时的需要,可以完全解除驾驶员在倒车过程中的顾虑和困扰,提高泊车的安全。
汽车防撞装置这种汽车安全辅助装置能大大减少汽车驾驶员在倒车的时候顾虑和对距离判断的失误,从而能够避免倒车的安全问题的发生,故此装置对于提高交通安全将起到重要的作用。所以,
本课题所要求设计的基于单片机的汽车防撞装置将具有极大的现实意义和市场。
国内外研究现状
本汽车防撞装置包含有单片机控制电路、超声波测距传感器、蜂鸣器报警电路及数码管显示部件等,装置将各部件有机地结合起来,实现超声波测距及蜂鸣器报警提示的功能。
倒车雷达系统的开始是以蜂鸣器报警为标志的。汽车离障碍物距离越近,蜂鸣器报警声越急,蜂鸣器报警虽然使驾驶员知道有障碍物的存在,但却不能确定汽车车尾离障碍物有多远,所以,蜂鸣器报警对驾驶员帮助不是很大;之后一个质的飞跃就是液晶屏显示的出现,特别是液晶显示开始出现动态显示系统,驾驶员就是只要发动车辆,而且不用挂倒挡,液晶显示器上就会出现汽车图案以及汽车与周围的障碍物的距离,液晶显示是动态显示,液晶显示器的外表美观,显示的色彩也很清晰,而且可以直接粘贴在仪表盘上,安装也很方便[1]。不过由于液晶显示的灵敏度比较高,而且它的抗干扰能力也不是很强,所以误报的情况也较多。现在市面上的魔幻镜倒车雷达应该算是比较先进的倒车雷达了,它结合了前几代产品的优点,并采用了最新仿生超声雷达技术,并用高速电脑控制,可全天准确地进行探测2 m以内的障碍物,并以不同的声音提示和直观的距离显示来提醒驾驶员;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温度显示等多项功能整合在一起[1],并设计了语音功能,因为其外形就是一块倒车镜,所以可以不占用车内空间,可以直接安装在车内倒视镜的位置,而且它样式种类繁多,可以按照个人需求和车内装饰选配,当然它的价格也是比较贵的[1]。最新的一代倒车雷达是整合影音系统,除了具备前几代倒车雷达的功能外还兼有影音系统[1]。
随着科学技术水平的迅速发展,相关电子技术也是飞跃前进,当然,汽车电子产业也得到飞速发展,电子产业的飞速发展使得车载电子安全产品有很大的发展前景。倒车雷达当然是每辆车必备的电子安全产品,如今市面上的主流的汽车倒车雷达基本都是以单片机芯片为控制核心的智能测距报警系统。这些的倒车雷达能够连续测距并显示汽车与障碍物之间的距离,而且采用蜂鸣器的不同频率的鸣叫声进行报警提示和距离显示提示,从而能够尽量不占用驾驶员的视觉空间[1]。此外,汽车电子系统的网络化的发展还要求作为汽车行驶安全辅助系统的倒车雷达要具有通信功能,并能够把数据发送到汽车总线上去[2]。
就目前市面上的产品来讲,目前的汽车倒车雷达主要是