本次设计主要从实验研究分析的角度，分析了汽车倒车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题。并详细的介绍一种超声波测距系统以及根据该系统设计、研制的汽车倒车防撞报警器。它能自动检测车尾障碍物的距离，当达到极限位置的时候，并能发出声光报警，提醒司机刹车。设计采用国内生产厂家的通用元件，成本低、性能可靠，有利于推广。超声波距离传感器采用压电元件锆钛化铅，一般称为RZT，这种传感器的特点在于具有方向性，汽车所用的倒车声纳系统利用超声波距离传感器的“回声”现象制成的，倒车时向车辆后方发射超声波，测定超声波遇到障碍物后返回的时间，就可以得到车到障碍物的距离。
本文设计的防撞装置在结构上采用微电脑技术和专用芯片设计，具有结构简单，小型化的特点，非常适合用于测控系统；在软件设计上，突出模块的灵活性，并且C51语言简洁，大大简化了编写程序的工作量。比较现在市场上已有的汽车防撞器，该系统结构紧凑，成本低，可靠性好，通信能力强，能有效地避免汽车相撞事故的发生，具有一定的市场价值。且适合广大电气系专业学生的参考与借鉴。同时，本设计也存在一定的不足，尽请老师给予指出并纠正错误。
关键字：超声波、汽车倒车、防撞、报警器、传感器
摘要 (1)
目录 (2)
绪论 (4)
第一章汽车防撞报警系统设计简介 (5)
1.1 设计概要 (5)
1.1.1设计任务与要求 (5)
1.1.2研究方法 (5)
1.1.3解决的关键问题 (6)
1.2 汽车防撞报警系统设计的意义 (7)
第二章设计思路分析 (8)
2.1 系统总体方案 (8)
2.2 工作原理 (9)
2.3 控制器AT89C2051的功能特点 (9)
第三章系统硬件电路设计 (10)
3.1 系统硬件方案设计 (10)
3.2 遥控器控制框图 (11)
3.3 工作原理剖析 (12)
3.3.1传感器的选择 (12)
3.3.2超声波的发射与接收电路 (12)
3.3.3测速原理 (13)
3.4 实物设计所能达到的功能及操作说明 (14)
第四章系统软件电路设计 (15)
4.1 主程序 (15)
4.2 串口通信模块——transplant．C (16)
4.3 程序编写 (17)
第五章调试与测试 (19)
总结 (20)
参考文献 (22)
附录1 (23)
附录2 (24)
致谢 (27)
绪论
随着时代的发展及社会的进步，越来越多的汽车进入了普通人的家庭。汽车逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。
尽管公路条件在不断地改进，但仍然避免不了公路上汽车拥挤的现状，再加上设计车速不断提高，恶性交通事故无时无刻不在发生，给人们和社会带来了巨大的生命与财产损失。汽车防撞报警系统也因此应用而生。
汽车防撞报警系统是一种当汽车离障碍物较近时向司机预先发出报警信号的装置，通常系统的各个探测器安装于汽车的几个关键的车身部位，能探测到接近车身的行人、车辆和周围的障碍物，能向司机或乘客提前发出即将发生撞车危险的信号，促使司机甚至撇开司机采取应急措施处理特殊险情，避免损失。同时当汽车发生故障时，可以通过按动警示信号键向过往的车辆发送无线警示信号，提醒过往车辆的司机注意，从而更有效地避免交通事故的发生。汽车的各种方便性正不断地被人们所接受，现如今如同是一般的家用电器一样地进入平常百姓的家中，开发本系统，可以广泛地安装于各种家用轿车、客车、货车等，如与车载微型电脑相配合，可以实现更多的人工智能化操作，是实现汽车无人驾驶必不可少的一个组成部分，也是未来汽车的发展方向，因此运用前景是相当可观。
本设计采用了以AT89C52为主控芯片，利用三极管的开关特性驱动T40—16（40kHz 超声波发射端子）发射40kHz方波，然后接收端子R40—16接收信号，经放大电路及后级处理后单片机接收到一个下降沿中断，对信号传输期间所计数据进行处理后实现LED显示障碍物与汽车发射端的距离。本文重点介绍了三极管的开关特性，发射端与接收端的压电效应，检波整流电路以及运放的简单应用。经过实际验证，在车体上合理布置该报警器，利用超声波测量汽车与障碍物距离，实现汽车前行和倒车时与障碍物之间距离的检测；通过LED点阵实时显示距离，使汽车避免和障碍物发生碰撞。实验表明该汽车防撞报警器具有测距速度快、准确度高、易于实现等优点，具有很好的应用前景。而且本设计的应用领域也将十分广泛，不仅可以在汽车工业中运用，当配上相应执行机构，还可以运用于工业机床的限位自动控制当中。
第一章汽车防撞报警系统设计简介本设计利用MCS-51系列单片机为核心器件并结合比较常规的超声波传感器以及价格低廉的电子元件，由超声波发生电路、超声波信号接收电路、微波信号发生电路、感应信号放大及处理电路、中央处理单元电路，报警电路以及无线报警信号发射电路组成一个低误差，高精度，多功能的汽车防撞系统。
1.1 设计概要
1.1.1设计任务与要求
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：防撞报警仪的主要设计指标
◆报警距离：5～30m，根据用户的具体需要连续可调；
◆根据用户的需要选用分档：0.6m，1.0m，1.5m，1.8m，2.4m；
◆电源：车载电瓶12V；
◆环境温度：-20～+70℃；
◆报警器尺寸：155mm×155mm×63mm，重量：3.5kg。
3）主要技术指标：
◆输入电源：车用直流电源，DC12V；
◆发射频率：40kHz；
◆接收频率：40kHz（中心频率）；
◆报警音量：≥……分贝；
◆探测距离：三档可调。
1.1.2研究方法
通过超声波和微波双重探测器、通过采样放大输入单片机系统、通过单片机的处理、完成对车辆周围障碍物的探测与报警，通过无线电信号向周围事物传递信息。
1.1.3解决的关键问题
解决周围无线电信号对系统准确性的干扰，准确区分障碍是否位于有效的范围内。
解决汽车防撞报警系统装备，需完成物体检测传感器的选型，设计放大器电路、控制信号转换电路、无线警示信号发射电路、报警电路。编写本设计所需要的程序，并对各部分电路进行实验、调试，最后完成系统的联调。最终达到：
1）具有测距功能，防护距离可人为预置；
2）具备测角能力，目标的方位角信息对于去除虚警是必不可少的；
3）信息传输选用无线射频方式，工作频率315MHz；
4）易于产生抗干扰性能强的复杂发射信号，配合实时高效的信号处理和目标检测算法，用以去除虚警；
5）能避开前后、左右、上下的障碍物；
6）当道路上故障车及事故车打开警示灯时，随即发射防撞信号。附近驶近车辆在150米处，能及时收到故障车及事故车发出的遇障语音提示，即三声“注意防撞”，在声音启动时本产品另有一红灯同时闪烁，直到驶离遇危区域红灯自动解除。
图1-1 系统总体框图
1.2 汽车防撞报警系统设计的意义
汽车防撞系统是一种高科技的产物，它将伴随着光机电一体化技术的进步而得到新的发展。汽车防撞系统的核心在于快速准确地测量出汽车前方障碍物之间的距离，并及时发出报警信号以及自动刹车等应急措施，从而实现防撞。奔驰公司和沃尔沃公司在汽车防撞器方面走在世界前列。美国的《大众机械师》杂志介绍了戴姆勒-克莱斯勒公司汽车防撞器的研究情况。该防撞器结构主要是两个测距仪和一个影像系统，能够测出安全距离，如果发现车前有障碍物，计算机能够自动引发刹车装置。戴姆勒-克莱斯勒公司的实验结果显示，汽车以每小时20英里（32.18公里／小时）的速度行驶，在距离障碍物40英尺（12.19米）时，若司机仍在加速，自动防撞器的执行机构就会自动刹车，在距离障碍物1英寸（2.04厘米）的地方使车停下来，从而避免了撞车。
第二章设计思路分析
本设计主要由计数器、中断接收器、计算距离、二进制数到BCD码的转换、比较报警和显示模块组成。介绍了基于AT89C2051单片机的性能及特点，及以其为核心的一种低成本、高精度、微型化、数字显示的汽车防撞报警器。
该防撞报警器利用超声波及集成霍尔原件实现对汽车的测距和测速，利用单片机的实时控制和数据处理功能，完成系统的控制。设计中给出了报警器的硬件电路原理及软件设计。
随着现代化节奏的加快，交通事故发生的频率也在增加，为提高汽车运行的安全性，本设计介绍了一种单片机控制的汽车防撞报警系统。该装置将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术想结合，可检测汽车运行中后方障碍物与汽车的距离及汽车车速，通过数显装置现实距离，并由发生电路根据距离远近情况发出警告声。
2.1 系统总体方案
汽车防撞报警仪采用由AT89C52单片机为核心组成的微机系统，对仪器进行控制，其硬件系统如图2-1所示。
图2-1 仪器硬件框图
2.2 工作原理
本防撞装置利用声波作为检测波，利用超声波作为机械波，其频率为20kHz～20MHz。随着频率的增加，检测距离减小，使用频率在15～40kHz之间，检测距离为0．5～3．0m，由发射器、接收器、控制器和反射板组成。发射器、接收器和控制器安装在防撞主体(指由产品控制能实现防撞功能的汽车面板)上。发射器发出检测波，经反射面反射给接收器，通过判断处理后，发送控制器执行规定的功能。基于单片机的天车防撞系统采用AT89C52单片机和专用芯片测量超声波发射到反射回所需的时间t，由S=vt(v=314m／s，计算时加入温度补偿)得到从声波发射到反射面的距离。此距离随时显示在汽车驾驶室内，软件可以设置几级提示和报警，当车障之间距离小于安全距离时，设置在驾驶室的声光报警仪即发出声光信号，通知驾驶员谨慎操作，从而有效地防止碰撞事故发生，保证人身及设备的安全。
2.3 控制器AT89C2051的功能特点
AT89C2051是一个低耗能、高性能的CMOS8位微处理器，与MCS-51系列指令集和引脚兼容，有一下特点：128bytes内部RAM,2Kbytes EPROM,15根I/O线，2个16位定时/计数器5个两级中断源，1个全双工串行口，一个片内精密模拟比较器和片内振荡器，低功耗的闲置和掉电模式。工作电压范围4.25V~5.5V，工作频率取12MHz。
AT89C2051中的两个16位定时.计数器寄存器T0和T1，作定时器时，可计数机器周期，计数频率为振荡频率的1/12；作计数器时，可对外部输入引脚P3.4/T0和P3.5/T1上出现从1至0的变化时增1，计数频率为振荡频率的1/24。
第三章系统硬件电路设计
从功能上划分可以分成方波信号产生部分，开关部分，信号放大部分，检波整流及稳压部分，人机交换部分。
超声波发射部分：由信号发生电路产生方波信号，利用三极管的开关管特性，信号经过放大处理后，通过发射端子发射。
超声波接收部分：通过接收端子接收反射回来的信号，经过放大电路处理后，利用整流检波电路将交流信号变换为直流电压信号，再经过稳压处理后送往单片机，通过C语言编程进行测距，人机交换部分是由LED（液晶）显示及一些功能按键组成。
3.1 系统硬件方案设计
该报警器由控制系统、超声波发射电路、接受电路、测速电路、报警电路、LED显示电路组成，电路原理框图如下。
。
图3-1 系统原理图
超声波发射电路由CC7555时基电路和超声波发射探头组成。单片机AT89C2051的P1.7引脚控制CC7555时基电路产生40KHz的频率信号给超声波发生器，由超声波探头发射的
超声波射向障碍物。利用超声波测距具有以下特点：测量灵敏度高，穿透力强，测量速度快，测量角度大，可对较大范围内的物体进行检测。
超声波接收电路由超声波接收探头、放大器和整形器组成。由障碍物反射回来的超声波经接收探头，变换成电脉冲信号，再由放大器、整形器放大和整形后送入到单片机AT89C2051的P3.2引脚。放大器宜选拥有足够增益和较低噪声的宽带放大器，以保持脉冲信号尤其是前沿不发生畸变，提高测距的精度。
测速电路由传感器、脉冲放大器、整形器、CC7555时基信号电路。选通门组成。霍尔集成传感器将车轮转速信号变成脉冲信号输出，经放大、整形电路后送入选通门，由CC7555时基电路产生的单位时基信号控制选通门的开与闭，以控制转速信号在单位时间内通过选通门，送入单片机AT89C2051的P3.5引脚，控制T1计数器计数，实现了在单位时间内的计数。
报警电路由CC7555电路和扬声器组成。AT89C2051的P1.6控制CC7555电路根据测量结果，产生一定频率的信号驱动扬声器发出报警声。在扬声器发出报警声时，时基电路CC7555处于暂稳态，此时电源向电容充电，从而使CC7555结束暂稳状态，输出低电平，使扬声器停止发出报警声，直到下一次测距结束产生新的报警声。
LED显示电路由数码管和驱动电路组成。用两个数码管显示距离，数码管采用静态显示，由芯片MCS14495驱动显示，P1.4、P1.5分别作为驱动芯片MCS14495的锁存信号，用于控制产生的BCD（BinaryCode Dencimal，二进制编码表示的十进制数）码是显示高位还是低位。
控制器AT89C2051主要完成程序的执行、数据的处理和对外部电路的实时控制。内部定期T0工作在定时方式，T0在超声波发射时开始计数，当P3.2引脚收到回波后，停止计数，T0所计时间即为超声波往返传输时间，单片机对该数据进行处理，即可测出距离。内部定时器T1工作在计数方式，由P3.5引脚输入的脉冲信号控制T1计数，由T1所计数值确定汽车的转速。
单片机根据所测距离和车速进行比较，判断是否驱动报警电路报警，如设定：当车速小于等于30Km/S时，安全距离应大于等于1m；当车速小于等于80Km/s时，安全距离应大于等于2m；当车速大于80Km/s时，安全距离应大于等于5m。
3.2 遥控器控制框图
遥控器原理参数：
1）测量障碍物距离：0～5米；
2）显示方式：静态连续显示；
3）检测人体：采用红外线传感器，如有盗窃，能及时将信号传到单片机；
4）报警处理：对所测的参数进行超限判断，如超限，给出声光报警；
5）发射和接收功能：通过防盗发射器和接收器实现，由单片机控制。另有遥控器对防盗信号进行遥控。
3-2 遥控器控制框图
3.3 工作原理剖析
3.3.1传感器的选择
汽车防撞系统涉及到距离的检测，根据测量的环境和要求，利用超声波测距具有测量灵敏度高，穿透力强，测量速度快，测量角度大的特点，可对较大范围内的物体进行检测。本系统选用MA40EIS型超声波发射传感器和MA40EIR接收传感器。
3.3.2超声波的发射与接收电路
超声波测距的原理是，通过不断检测超声波后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离S=CXT/2,其中，C为超声波波速，常温下取为344m/s。声速确定后，只要测得超声波往返的时间，即可求得距离。
超声发射电路：由555时基电路和超声波发射探头组成，单片机AT89C51的P1.5端反相后接4脚，控制555时基电路产生40kHz的频率信号(此时超声波振幅最大)给超声波发生器，由超声波探头发射的超声波射向障碍物。
图3-3 超声波的发射原理图
图3-4 超声波的接收原理图
3.3.3测速原理
汽车车速的测量是通过霍尔集成传感器来实现的。即，将装有永久磁铁的转盘的输入轴与车轮的转轴相连，当车轮转动时，转盘随之转动。此时，转盘上的永久磁铁会经过霍尔集成传感器，从而在霍尔集成传感器的输入端得到一个磁信号，如果转盘不停转动，霍尔集成传感器便会输出转速信号。可以说，对汽车车速的测量实质上是对转速信号的频率的测量。
3.4 实物设计所能达到的功能及操作说明
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。
第四章系统软件电路设计
超声波测距的软件部分主要由40kHz方波产生程序和距离显示程序组成。采用C51语言来实现，该语言具有可移植性好、表达能力强。方式灵活。可进行结构化设计、可以直接控制计算机硬件、生成代码质量高、使用方便等优点。同时具有完善的调试功能。
4.1 主程序
为了达到前述仪器的主要功能，程序采用C51的功能模块逐一实现。程序分为主程序(chret．c)和另外三个模块文件，即display．c，eraseint．a51，transplant．c。
本设计装置的控制软件要完成系统的初始化，控制触发脉冲信号的发射与接受，根据时间计算障碍物的距离，根据计数频率计算汽车车速，判断所测距离是否在车速所对应的安全范围内，并根据计算和判断结果产生BCD码和相应频率的脉冲信号，以驱动显示电路和发生电路实现整个系统功能的主流程图。
图4-1 主流程图
本程序对工作过程分了8个状态：准备状态(t0～t1)、发射超声波(t1～t2)、不接收信号时间(t2～t3)、等待声波反射时间(t3～t4)、测反射的个数(t4～t5)、不计反射波个数，间歇一段时间(t5～t6)、再测波的个数(t6～t7)、间歇时间(t7～t0)。为测得超声波收发时间差t，换算成距离s和判断是否报警，程序中使用了两个函数：
一个是void t0Interrupt(void)interTupt：1 using 1，它是t0计时中断函数，通过switch语句处理由工作过程分成的8种状态。
另外一个是函数void intInterrupt(void)interrupt2 using 2，它处理反射回来的输入信号，发生在t3～r4阶段，主要是由int1外部中断来得出时间distanceIn-time，并启动T1计数器，它用来计算反射波个数。
通过以上两个函数可获得t，后面转换成s和判断是否报警便迎刃而解。Chret．c的函数组成：
void enterT0-T1(void) ；进状态t0～T1
void entercheck(void) ；开始的一轮测距
void t0Interrupt(void) interrupt 1 using 1
void intLInterrupt(void) interrupt 2 using 2
void initMech(void) ；初始化各中断寄存器
void start(void) ；开始测速
void calc(void) ；计算距离
void displayDis(void) ；显示距离
void main(void) ；主函数
主程序对抗干扰采取了3个措施(防止误报警)：
1）t4～t5状态，给反射回来的波定个窗口，对于高于33．3 Hz或小于11．1 Hz的波不计数；
2）t6～t7状态，通过测10 ms来判断：若是干扰在此时能测到；若是正常反射，此时应根本测不到波；
3）对报警判断两次(1．3 s会自动清0一次)。
4.2 串口通信模块——transplant．C
主要将主AT89C52的程序中chDis准确无误传给显示部分(位于驾驶室)，设计一个通信协议，以保证不收乱码，即在chDis这个数据前面添加一个报头数据Head，而后面添加一个检验数据check，这样显示部分就只在Head出现时才接收，且检验正确才显示。由于测t时，程序的时序已经固定，在此基础上进行串口通信，就只能够采用中断方式，而不能采用查询方式，否则将出现“死机”现象。
对于display．c，eraseint．a51这两个模块，在主程序中调用即可，功能单一：一
个用来显示数据；一个用来执行iret指令。
4.3 程序编写
AJMP MAIN ；主程序入口
ORG 0003H
AJMP INT0 ；转外部中断0服务程序
ORG 000BH
AJMP ITOP ；转T0中断服务程序
ORG 001BH
AJMP ITOP ；转T1中断服务程序
ORG 0100H
MAIN： MOV SP，#60H ；堆栈初始化ACALL PTOM2 ；对T0，T1初始化
RESET： AJMP MAIN ；复位入口转主程序ORG 0003H
AJMP INT0 ；转INT0中断服务程序
PTOM2： MOV TMOD，#16H ；T0初始化程序MOV TL0，#FFH ；T0初始化
MOV TH0，#FFH；
SETB TR0 ；启动T0
SETB ET0 ；允许T0中断
MOV TL1，#0E3H ；T1置初值
MOV TH1；#FEH
CLR P1.0
SETB EA ；CPU开放中断
RET
TOINT： CLR TR0 ；停止T0计数
SETB P1.1 ；建立标志
RET
ITOP： MOV TL1，#0E3H
MOV TH1，#0FEH
CPL P1.0 ；P1.0取反
RETI
LOOP： MOV C，P1.1 ；T0产生过中断否？JNC LOOP
SETB TR1
SETB TR1 ；启动中断
第五章调试与测试
本汽车防撞报警系统选用单片机AT89C51为信号控制器。具体工作过程如下：防撞开关与AT89C51的P2.1引脚相连，开关合上时，AT89C51的P1.5端置0发射超声波，计数器开始计数。超声波接收电路接收到信号将信号输入到中断1(为边沿触发)，接收到信号的同时计数器关闭，读出计数值，进行距离计算；此距离与报警距离比较，当小于报警距离时，显示距离，并且AT89C51P1.6置0进行声光报警，当大于报警距离时，不报警。
遥控器工作过程如图3-2：遥控器内置单片机AT89C51，当中断0接收到边沿触发信号时进入报警程序，单片机的P1.3端置0，进行声光报警。当检测到关闭开关合上时，关闭声光报警；单片机的P1.1输出脉冲信号，发射器发射频率信号，由汽车里的报警装置接收(此控制是防止汽车里的声光报警误报警)，同时遥控器自身的中断0关闭，以防误报警。
对于本系统的设计，其难点在于40KHz信号的产生。由于超声波传感器的中心工作频率为40KHz，当偏离这个频率时，其接收器的灵敏度将明显降低，具体可以从超声波传器的特性曲线中得知。当发送40KHz的频率时，接收到的信号最强，因此距离也就最大，而当偏离时，探测距离也将缩短，这一点是本设计总的设计思路。对于产生40KHz的驱动信号，方法有多种，可以选用电感、电容振荡元件来完成驱动信号的发生器，但是其频率稳定性较差，不容易调准，因此制作成功的可能性相对较小。本设计中，选用了单片机作为信号的发生电路，由于采用了频率稳定性好的晶振作为系统的时钟，因此有极高的稳定性，由此产生的驱动信号也较为稳定，当编制不同的程序时，可以得到不同的频率输出。
电路中以接收到的信号强度值作为障碍物的判断依据，因此对起控点的选择也是本设计制作成功非常关键性的一部分。由于反射回来的超声波信号的强弱与环境因素有关，因此在调试时必须非常细心，注意收集在改变距离时，实际的直流控制电压的大小，合理地选择好电压比较环节的起控点，从而达到距离小于设定值时的报警。
本设计的原理图中所标为我们实际调试好的参数，但由于电子元件都有一定的误差值，同时由于三极管的直流放大倍数也存在差异，因此实物制作中的调试非常重要
总结
随着现代社会交通突飞猛进的发展，车辆的数量急剧增多，这就不可避免的要出现一些问题。一方面汽车的数量逐年增加，公路、街道、停车场和车库拥挤不堪，可转动的空间越来越少；另一方面，新司机及非专职司机越来越多，因碰撞引起的纠纷越来越多，车辆之间、车辆与人、车辆与墙壁等障碍物之间的碰撞时有发生。据美国相关部门的统计数据显示，因各种原因造成的车辆碰撞追尾事故占交通事故总量的90%左右。全世界死于车祸的人，要比第二次世界大战的死亡人数还要多。因此，要降低公路交通事故，必须大力降低车辆的碰撞事故，而汽车防撞系统的发展及应用则有助于减少汽车碰撞事故的发生，因此研究汽车防撞系统的意义是不言而喻的。
汽车防撞系统是一种高科技的产物，它将伴随着光机电一体化技术的进步而得到新的发展。汽车防撞系统的核心在于快速准确地测量出汽车前方障碍物之间的距离，并及时发出报警信号以及自动刹车等应急措施，从而实现防撞。奔驰公司和沃尔沃公司在汽车防撞器方面走在世界前列。美国的《大众机械师》杂志介绍了戴姆勒-克莱斯勒公司汽车防撞器的研究情况。该防撞器结构主要是两个测距仪和一个影像系统，能够测出安全距离，如果发现车前有障碍物，计算机能够自动引发刹车装置。戴姆勒-克莱斯勒公司的实验结果显示，汽车以每小时20英里（32.18公里／小时）的速度行驶，在距离障碍物40英尺（12.19米）时，若司机仍在加速，自动防撞器的执行机构就会自动刹车，在距离障碍物1英寸（2.04厘米）的地方使车停下来，从而避免了撞车。
通过此次对汽车防撞报警系统的设计，进一步巩固了我的单片机知识和计算机C语言能力。同时，也让我深深感受到单片机技朮对现代工业的不可或缺。可以说﹕单片机的出现是人类步入科技时代的里程碑。所以，作为电子信息工程技朮专业的学生来说，学好单片机技朮是我们首先且必须做到的。然后渐渐深入，成为科技时代里信息技朮的发扬者和传承人。这虽是大道理，可我们必须从现在开始做起。
而纵观此次毕业设计，我也是下了不少功夫，查阅了不少资料。清楚的认识到自己专业知识的缺乏，同时也加深了我对以前所学知识的理解，增强了自己的实际操作以及编写能力。不管此次毕业设计是否得到老师的认可，可我不得不说这在我的学习生涯带给了我很大的正面影响。它让我明白，团结就是力量，要不是老师和同学的帮助，我根本不会如此顺利的完成设计任务。还有，理论与实际相结合就是我从这次毕业设计当中所领悟到的真谛。而我也似乎明白了，为什么每次实习之后，老师都让我们学写实习报告。因为每一次的报告就是理论与实际相结合的最高体现。
AWS（Advance Collision Warning System）In order to achieve the purpose of the vehicle rollover warning and automatically ask for help when rollover occurred. The paper carried out in-depth study about vehicle rollover mechanism, vehicle attitude solver and remote communication. On this basis, combined forecasting technology and embedded software programming techniques to achieve the rollover warning and automatic alarm for rescue. The paper also used the simulation experiment and real vehicle experiment to verify the vehicle rollover warning effect. And in this paper also used the GSM/GPRS wireless communication technology to achieve alarm for rescue automatically when vehicle occurred rollover. Algorithm, the paper can get the real-time roll angle, then could be utilized in the algorithm of the ehicle rollover danger discriminant index. Then, forecast the vehicle rollover danger discriminant index rorward according to the prediction method of auto regressive model to get the future risk of the vehicle rollover. If forecast the the trend to occur rollover, then alarm the driver by voice or dangerous indicator, in order to the driver have enough time to take proper measures to avoid rollover occurred. The paper select the s3c6410 chip which embedded ARM11 processor as the processor of the main controller. Then take advantage of experiments all used J-Turn, Double lane Change and Fishhook operation
汽车智能防撞系统的研究 摘要：本文综述世界智能车辆技术在自动防撞方面的应用现状，结合我国高速公路、驾驶习惯及现有传感器的技术状况，分析探究适合中国高速公路及现实国情的汽车智能防撞装置。根据所要实现的基本功能，对比当前采用的四种常用测距方法，最终选用红外激光测距原理，建立了系统方案。汽车红外激光智能防撞装置是一种主动式防撞系统，它能使反应时间、距离、速度三个方面都能得到良好的优化控制，可以有效地避免汽车追尾碰撞事故的发生，该系统在汽车领域的应用与其所能带来的经济效益和社会效益将会是相当可观的。 关键词：智能防撞激光测距雷达测距单片机语音报警 1 前言 1.1课题研究的价值和意义 随着我国改革开放的不断深入和社会主义经济的不断发展，人们的物质生活日益提高，汽车己经进入千家万户，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势;与此同时，也带来了一个不可避免的问题:交通事故逐年上升。 2004年，全国公安机关交通管理部门共受理道路交通事故51.8万起，造成107077人死亡，比2003年增加2705人，上升2.6%;直接财产损失23.9亿元。在各类事故形态中，机动车碰撞事故占绝大多数。2004年，全国共发生机动车碰撞事故400389起，造成77081人死亡、375620人受伤，分别占总数的77.3%、72%和78.1%。其中，正面相撞事故123577起，造成31715人死亡、128447人受伤，分别占总数的23.9%、29.6%和26.7%;侧面相撞事故196798起，造成29900人死亡、186683人受伤，分别占总数的38%、27.9%和38.8%;追尾相撞事故80014起，造成15466人死亡、60490人受伤，分别占总数的15.5%、14.4%和12.6%。从以上数据，足以说明公路交通安全已是我国面临的重大问题。 我国的高速公路起步随晚，但发展较快。据统计，高速公路每百公里事故率为普通公路的4倍多。高速公路的事故类型，大多数为车辆的追尾碰撞事故，这是由高速公路的特点所决定的。高速公路具有汽车专用、分割行驶、控制出入、全部立交、限制车速以及高标准、设施完备等特点。高速公路由于排除了行人、非机动车的干扰，从而保证车辆可以高速行驶，而具有路面宽阔、标示醒目、标线分明、全线封闭等特点。保证了高速公路具有行车速度快、交通流量大的优点。我国，一般公路平均时速为40~50Km/h，而高速公路平均时速可达80Km/h以上。高速公路车辆速度快、干扰小的特点也促使其发生的事故性质比较严重，一旦发生事故，多数是恶性的交通事故。分析高速公路交通事故的类型和原因，发现超速行驶、恶劣天气时很容易发生制动测滑、甩尾或行车视距不足而导致的追尾碰撞事故。死亡事故中65%以上是追尾相撞造成的。由此可见，如何提高汽车行驶安全性，减少交通事故及其损失，己经刻不容缓的摆在研究人员的面前。 据有关部门对交通事故的统计分析，发现在司机—汽车—环境三要素中，司机是可靠性最差的一个环节，80%以上的事故是由于司机反映不及时或判断失误引起。计算表明，司机反映迟缓1秒，速度为80Km/h的汽车要前进约22.2米，由此可能产生不堪设想的后果。若在夜间或雨、雪、雾等恶劣天气条件下，汽车在中、高速行驶时，很难及时发现前方障碍物并采取必要应急措施。统计表明，在发生撞车的事故中，45%是司机没有看清楚前面车辆所处的位置，30%是发现前方车辆但为时己晚，特别在汽车高速行驶的情况下，前方目标正确识别与否至关重要。根据汽车驾驶自动化和智能化的发展趋势，汽车防撞系统的研制有着重要的意义。 1.2研究的现状
随着汽车数量日益增多， 车速愈来愈高，汽车交通事故 也随之增多。汽车相撞、撞人、 撞障碍物、翻车、冲出公路等 事故时有发生。尤其高速公路 上一旦出现撞车，就会造成多 车相撞。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。 从1997年开始，很多奔驰车型上安装了一种新的安全驾驶系统，即车距监控防撞系统（图1），该系统减小了驾驶员长时间驾车的劳动强度，同时提高了驾驶的安全性能。 车距监控防撞系统是一个智能型升级版的自动定速巡航系统，当驾驶者驾驶车辆处在定速巡航状态下时，该系统起作用，与前面的车子保持一定的距离,让驾驶更安全，应注意该系统与驻车防撞系统有相似，但又不同，驻车防撞系统可以在车辆停车和倒车时检测车辆前、后、侧面的障碍物距离，在靠近障碍物时 会发出声音警报。本节主要介绍车距监控 防撞系统。 1. 系统作用 车头有测距雷达，我们可以俗称其为 “电眼”，不断监测与前车的距离，根据 自身的车速、两车的距离、角度，及小（窄）路等情况，决定车辆速度，保持车头部距离。当前面的车子急刹，你就算反应不过来，“车距监控防撞系统”会立即通过电脑计算出合适的刹车力度和刹车距离，在与前车相撞之前自动刹停。
2. 系统组成 雷达传感器、DTR监控电脑、指示灯等组成。 3. 元件位置 系统工作指示灯安装在仪表内， 见图1。 雷达传感器一般安装在散热器 上，具体位置如图2。 DTR电脑一般安装在防火墙正 前或靠左侧，如图3。 4. 系统工作原理 主要通过雷达传感器侦测前方障碍物距离车头的远近，当发现障碍物已达到可测范围（距离），则危险距离警告灯会依障碍物的实际距离亮起，当距离过近时，有些车型警告喇叭会“嘀嘀”响起，以警告驾驶者注意前方障碍物已经接近车体，同时DTR电脑会通过车身电脑网络CAN-BAS与发动机电脑、变速器电脑及ESP 、ABS刹车系统电脑通讯，通过限制发动机输出转速，调节刹车作用力及变速箱挡位，控制定速巡航的车速。若前方无障碍物（100米为限）则警告灯会熄灭，车子便会加速至预设的巡航速度。 5. DTR系统的维修： 该系统元件较少，目前故障率较低。如果系统故障，要通过仪器调取其故障码，故障一般出现在传感器或电脑，当出现传感器故障码时，可测量传感器的电源搭铁是否正常，DTR 电脑提供给传感器的电源为20～24V，如果电源搭铁正常则传感器损坏。
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
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
一．汽车防撞系统的定义及组成。 CCAS就是「Car Collision Avoidance System 」的简称，即为「汽车防撞系统」。 防撞雷达装置即汽车防撞系统，是防止汽车发生碰撞的一种智能装置。它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其它障碍物体，发出警报或同时采取制动或规避等措施，以避免碰撞的发生。防撞雷达装置主要由三个部分组成：（1）信号采集系统：采用雷达、激光、声纳等技术自动测出本车速度、前车速度以及两车之间的距离；（2）数据处理系统：计算机芯片对两车距离以及两车的瞬时相对速度进行处理后，判断两车的安全距离，如果两车车距小于安全距离，数据处理系统就会发出指令；（3）执行机构：负责实施数据处理系统发来的指令，发出警报，提醒司机刹车，如司机没有执行指令，执行机构将采取措施，比如关闭车窗、调整座椅位置、锁死方向盘、自动刹车等；防撞雷达装置高集成化、高智能化、高适应性：集声、光、电、机多方面的高科技组合。智能化的处理器，识别处理指令速度远远高于人脑的最快反映速度。适用于各种类型汽车的安装。由于车祸事件日驱严重，所以近年来各国(尤以欧洲为主)，都在致力发展CCAS，但由于其成本高昂而未得到广泛的应用。 二．DSP（Digital Signal Processing）的介绍 DSP是一种价格低廉但性能高的芯片,将接受到的讯号(从雷达那)转成数字讯给计算机,让计算机做距离等的运算判断,别于现在市面上的倒车雷达,它必须精密计算,并且自动煞车,此芯片也正朝自动驾驶迈
进! DSP是微处理器的一种。这种微处理器具有极高的处理速度。 DSP的出现使得极大的推动了汽车防撞雷达技术研究，使汽车防撞雷达系统在普通汽车中的实现和普及成为可能。 三．汽车防撞的几种探测方式 目前汽车防撞系统按目标探测方式主要有激光、超声波、红外等一些测量方法，不同的目标探测方式其工作过程和原理有不同之处，但它们的主要目的都是通过前方返回的探测信息判断前方车辆和本车间的相对距离，并根据两车间的危险性程度做出相应的预防措施。下面对不同的探测方法进行介绍和比较。 1．激光方式 激光具有高单色性，高方向性和相干性好等特点，因此激光波束近似直线性，很少扩散，波速能量集中，传输距离远。汽车防撞采用激光探测技术时，其工作原理为：首先利用本车装备的激光雷达发射激光束照射到前车的反光镜，然后检测反射回来的激光速的到达时间，根据激光束从发射到返回的时间差来判断两车的距离。 激光测距的测量精度很高，技术上已经有了很大的进步。但是，在汽车防撞领域，激光测距的应用具有局限性，主要是因为激光测距方式受天气状态、汽车的震动及反射镜表面磨损、污染等因素影响较大，测距精度难以保证。所以在汽车防撞领域激光测距方式没有得到发展。 2．超声波方式
第三章汽车主动防撞系统的总体工程 3.1 各种汽车防撞系统的比较 对于车辆安全来说，最主要的判断依据是两车之间的相对距离和相对速度信息，当本车以较高的速度接近前方车辆时，如果两车之间的距离太近，很容易造成追尾事故。因此，常用的防装系统都将车辆之间的相对距离最为最主要检测任务。 汽车雷达按照其探测方向的不同，主要分为倒车雷达和前视雷达两种，汽车倒车雷达由于探测距离较短，一般运用超声波或红外探测两种方式构成，该项技术已经比较成熟，国内外已经有相应的产品。而相比较来说，在高速公路中由于车速快，要求防撞雷达探测距离要长，故高速公路的防撞系统要求较高。而且在恶劣天气情况下，如雨，雪，雾等天气，以及前方车辆尾部卷起的气沫灰尘所造成视野不良等情况时，防撞预警系统应向驾驶人员提供前方车辆和障碍物的距离，相对速度等信息；在危险临近的情况下，通过警报系统发出声光警报，在极度危险的情况下可以采取转向和制动措施，从而避免碰撞，追尾等事故的发生。 目前的高速公路防撞系统按工作方式分主要有激光，超声波，红外等一些测量方法，不同的方式工作过程和工作原理上有不同之处，但它们主要作用都是通过不同的测量方法判断前方车辆与本车辆的相对距离，并根据两车之间的危险性程度做出相应的预防措施。为了更好的了解各种系统的工作原理，下面对不同的探测方式进行详细的介绍。 2.4激光测距 激光测距仪是一种光子雷达系统，它具有测量时间短，量程大，精度高等优点，在许多领域得到了广泛应用。目前在汽车上应用较广的激光测距系统可以分为非成像式激光雷达和成像式雷达。 非成像式激光雷达根据激光束传播时间确定距离。激光束在传播路上遇到前车发生反射。测量从发射时刻到反射回到发射点经过的时间t，便可以计算出车距。其计算公式同超声波测距共识，不同的是速度v为光速，v=3×108m/s。 从高功率窄脉冲激光器发射出来的激光脉冲经发射物镜聚焦成一定形状的光束后，用扫描镜左右扫描，向空间发射，照射在前方车辆或者其他目标上，其反射光经扫描镜，接受物镜及回输光纤，被导入到信号处理装置内光电二极管，利用计算器计数激光二极管启动脉冲与光电二极管的接受脉冲间的时间差，即可求得目标距离。利用扫描镜系统中的位置探测器测定反射镜的角度即可测出目标的方位。 成像式激光雷达又可分为扫描成像激光雷达和非扫描成像激光雷达。扫描激光成像雷达把激光雷达同二维光学扫描镜结合起来，利用扫描器控制出射激光的方向，通过对整个现场进行逐点扫描测量，即可获得视场内目标目标的三维信息。但扫描成像激光雷达普遍纯在成像速度过慢的问题。这有待于软件，硬件的进一步改善。非扫描成像式激光雷达将光源发出的经过强度调制的激光经分束器系统分为多束光后沿不同方向射出。照射待测区域。被测物体表面散射的光经微通道图像增强板（MCP）混频输出后，由面阵CCD等二维成像器接收，CCD每个像元的输出信号提供了相应成像区的距离信息。利用信息融合技术即可重建三维图像。由于非扫描成像激光雷达测点数目大大减少，从而提高了三维成像速度。 在汽车测距系统中，非成像激光雷达更具有使用价值。同成像式激光雷达相比，具有造价低，速度快，稳定性高等特点。 由于激光雷达测距仪工作环境处于高速运动的车体重，震动大，对其稳定性，可靠性提出了较高的要求，其体积也受到了一定的限制，同时还要考虑省电，低价，对人眼安全等因素。这些决定了其光源只能采用半导体激光器。已处于使用阶段的激光雷达所需要的光学元件在市场上有售，价格比较高。目前，在汽车
维基百科，自由的百科全书【摘】 汽车防撞系统（英语：collision avoidance system）是一种利用通讯、控制与资讯科技侦测车辆周遭的动态状况，以辅助汽车驾驶人的安全科技。依各家车厂不同的命名，另有预防碰撞系统（pre-crash system）、前方碰撞预警系统（forward collision warning system）、减少碰撞系统（collision mitigating system）等异称。 ?车道变换辅助系统（Audi Side Assist）：车尾的雷达感测器可侦测是否有车辆位于盲点区域，若系统侦测有车辆，能在驾驶人打方向灯并变换车道时，快速闪烁车侧后视镜的LED灯号，以警告侧边有来车接近。 ?车道偏离警示系统（Audi Lane Assist）：运用摄影机侦侧车道标线，若系统发现车辆开始偏移，便以震动方向盘的方式警告驾驶人；万一仍不修正偏移，则会介入并让车辆维持在车道之中。 ?预防追撞前车系统（Audi Pre Sense Front）：以雷达侦测与前车的距离，若系统判断车距过近，先是透过警示信号提醒驾驶人减速；若驾驶人并未减速，刹车辅助系统便会介入刹车，甚至加强刹车力道。假设碰撞无可避免，此系统能够在碰撞发生前0.5秒完成所有的减速，大约可降低车速达40km/hr，同时启动警示灯后告知后方来车，且维持紧闭车窗与天窗、紧缩安全带，以减少追撞意外对乘员的伤害。
BMW 德国BMW在2013年中期发表互联驾驶系统（BMW ConnectedDrive），整合了资讯、娱乐、行车辅助等多项功能，其中跟汽车防撞相关的功能包含下列： ?主动式定速控制系统（Active Cruise Control）：此系统可与碰撞警示暨刹车启动系统、车道变换警示系统、怠速熄火功能等一同连动。在巡航定速的状态下，当前方车辆进入感测器的监控范围时，系统会自动降速以保持安全间距； 等到前方车道净空时又恢复原先设定的时速。此系统除了兼具怠速熄火功能外，和其他车厂的定速装置最大的差异是在定速状态下，可踩油门以高于定速的速度超车，放掉油门后又恢复成原先订定的时速。当前车突然刹车时，碰撞警示暨刹车启动系统会先在抬头显示器显示视觉警告，若驾驶人没有反应，系统会介入并闪烁警示灯、发出声响，驾驶人再未反应，系统直接启动刹车。 ?夜视系统：红外线感应器可在夜间侦测到行人，万一系统侦测到车辆可能撞击到行人，智能预先警示系统会将两个光点打向行人以警告之，但不会造成任何目眩影响。 ?车道偏离与车道变换警示系统：雷达与摄影镜头可监控路况，并在变换车道及与他车距离过近时发出警示。邻车处于驾驶人的视线死角或从后方快速接近时，系统会在后视镜上亮灯警告；当驾驶人浑然未觉仍要变换车道时，系统会以震动方向盘的方式发出警告，且后视镜也会出现闪烁的警告符号。当车速超过时速70公里时，系统便会监控路标、与他车的相对位置、路面或线道边缘与车辆的距离等。只要车辆不慎偏离目前的车道，系统便会震动方向盘以警告驾驶人。
科技开放与实践创新项目 结题验收报告 项目名称：基于单片机的汽车防撞报警系统指导老师： 项目组员： 参赛学院：电子与信息工程学院 日期：2014/12/17
目录 第一部分系统方案··································· 1.1 功能模块的比较与选择 1.1.1 单片机的比较选择 1.1.2 超声波测距法的论证与选择 1.1.3 显示器的选择 1.1.4 蓝牙模块的选择 1.2 方案描述 第二部分理论分析及计算·································· 2.1 超声波传感器的分析与计算 2.3 蓝牙通信模块的分析处理 第三部分电路及程序设计······························· 3. 1系统总体框图 3. 1.1 各模块原理图及电路 3.2 各模块程序设计 第四部分测试方案与测试结果······························· 4.1 硬件测试 4.2 软件测试 4.3 测试结果 第五部分总结······························· 附录1：电路原理图 附录2：源程序
摘要 本设计是以STC90C51 单片机配合HC-06 蓝牙模块控制的汽车防撞报警系统。该装置将单片机的实时控制及数据处理功能与超声波的测距技术相结合，通过蓝牙模块控制小车的运行状态并检测汽车运行中与前方障碍物的距离，通过LCD显示装置显示距离，由蜂鸣器根据距离远近发出警告声。 关键词：STC90C51 、蓝牙、超声波传感器测距、报警、LCD 一、系统方案 本系统主要由超声波检测模块、蓝牙模块、LED显示模块、电源模块、声光报警模块（蜂鸣器、LED），下面分别论证这几个模块的选择。 1.1 比较与选择 1.1.1 单片机的比较选择 单片机芯片选型时,总的原则是: (1)芯片含有功能或数量略大于设计需求,设计需求尽可能用芯片完成，少用外围器件。 (2)技术性:要从单片机的技术指标角度,对单片机芯片进行选择,以保证单片机应用系统在一定的技术指标下可靠运行; (3)实用性:要从单片机的供货渠道、信誉程序等角度，对单片机的生产厂家进行选择以保证单片机应用系统在能长期、可靠运行； (4)可开发性：选用的单片机要有可靠的可以开发手段，如程序开发工具、仿真调试手段等。 STC90C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有4KB的可反复擦写的只读程序存储器和128字节的随机存储器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，它为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 STC90C51功能性能:与MCS-51成品指令系统完全兼容；4KB可编程闪速存储器；寿命：1000次写/擦循环；数据保留时间：10年；全静态工作：0-24MHz；三级程序存储器锁定；128*8B内部RAM；32个可编程I/O口线；2个16位定时/计数器；5个中断源；可编程串行UART通道；片内震荡器和掉电模式。 1.1.2 超声波测距法的论证与选择 方案一：强度法是利用声波在空气中的传输损耗值来测量被测物的距离，被测物越远其反射信号越弱，根据反射信号的强弱就可以知道被测物的远近，但在使用这种方法时由于换能器之间的直接耦合信号很难消除，在放大器增益较高时这一直接耦合信号就使放大器饱和从而使整套系统失效，由于直接耦合信号的影响强度法测距只使用与较短距离的且精度要求不高的场合。 方案二：往返时间检测法其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波借助空气媒介传播，到达测量目标或障碍物后反射回来，经反射后由超声波接收器接收脉冲，其所经历的时间即往返时间。往返时间与超声波传播的路程的远近有
汽车智能防盗防撞报警系统的设计 作者： 来源： 发表时间：2006-03-17 浏览次数： 字号：大 中 小 汽车智能防盗防撞报警系统的设计 张青春 (淮阴工学院电信系，江苏 淮安 223001) 摘 要：介绍一种将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波 的测距技术、红外线传感器控测技术相结合，实现的汽车防撞、防盗报 警系统。 关键词：单片机；防盗防撞；报警器 Intelligent Car Warning System Design of Guarding against Theft and Bump ZHANG Qingchun (Electrical Engineering Department of Huaiyin Institute of Technology , Huaian 223001, China) Abstract: Combining microcontroller data handles function in tim e, with ultrasonic distance measuring technique, infra red senser probing techn ique together, system of guarding against theft and bump was introduced. Key words: microcontroller; guarding against theft and bump; ala rm 1系统方案设计
1.1系统原理框图 1.2遥控器控制框图 1.3系统功能 (1)测量障碍物距离：0～5米； (2)显示方式：静态连续显示； (3)检测人体：采用红外线传感器，如有盗窃，能及时将信号传到单 片机； (4)报警处理：对所测的参数进行超限判断，如超限，给出声光报警； (5)发射和接收功能：通过防盗发射器和接收器实现，由单片机控制； 另有遥控器对防盗信号进行遥控。 1.4工作原理 (1)传感器的选择 汽车防撞系统涉及到距离的检测，根据测量的环境和要求，利用超声波测距具有测量灵敏度高，穿透力强，测量速度快，测量角度大的特点，可对较大范围内的物体进行检测。本系统选用MA40EIS型超声波发 射传感器和MA40EIR接收传感器。 防盗系统采用红外传感器TX05D，它是一种“一体化”红外发射、接收器件，其内部包含红外线发射、接收、信号放大与处理电路，能以非接触方式检测出前方一定范围内的人体或物体，并转换成高电平输出。TX05D内部采用了低功耗器件和抗干扰电路，工作稳定可靠、性能优良。 (2)防撞检测 本系统选用单片机AT89C51为信号控制器。具体工作过程如下：防撞开关与AT89C51的P2.1引脚相连，开关合上时，AT89C51的P1.5端
汽车防撞预警系统毕业设计论文修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
学号：*********** 毕业论文 汽车防撞报警系统设计 学院计算机与电子信息学院专业电子信息科学与技术班级电子09-1 学生 *** 指导教师（职称）刘利民（讲师） 完成时间 2013年03月25日至2013年06月15日
摘要 随着经济的高速发展和居民生活水平的不断提高，我国汽车数量逐年递增，各类交通事故频发, 其中多为汽车碰撞事故。为此本文设计了一种以超声波测距和AT89C51 单片机为核心的汽车防撞报警系统，以期提高汽车运行的安全性，减少交通事故。该系统根据超声波测距原理，以AT89C51为核心，设计了汽车防撞报警系统，主要是将单片机控制模块、超声波测距模块、蜂鸣器报警模块、4位数码管显示模块这几个模块结合起来，通过编写的Keil C51“.C”文件来实现测量距离，当距离小于阈值时，发出报警。本设计的核心是超声波测距模块，其他相关模块都是在测距的基础上拓展起来的，测距模块是利用超声波传感器。该系统可提高汽车行进过程中的安全性，构建汽车安全空间。 关键词：超声波传感器；测距；防撞；报警； AT89C51 ABSTRACT With the high-speed development of economy and people life level unceasing enhancement, car ownership in China increasing every year, all kinds of frequent traffic accidents, mostly car collision accident. This paper designed a kind of ultrasonic ranging and AT89C51 as the core of automotive anti-collision alarm system, so as to enhance the safety of vehicle running, reduce traffic accidents. According to the principle of ultrasonic ranging, this system usesUSES AT89C51 as the core, the design of the automotive anti-collision alarm system, the main is the single-chip microcomputer control module, ultrasonic distance measuring module, a buzzer alarm module, the four digital tube display module that combines several modules, written by Keil C51. "C" files to achieve the measurement distance, when the distance is less than the threshold, issued a report to the police. This design is the core of the ultrasonic ranging module, on the basis of other related modules are in the range expansion, ranging
汽车防撞自动刹车预警系统-两客一危解决办法 大车板块： 经过多年的快速发展，我国已成为客车制造大国。但在快速发展的同时，受市场需求趋势，存在过度注重装载能力、舒适度、美观度等外在属性问题，而对客车本质安全性能重视度不够致使我国客车在主动安全、被动安全、防火性能等方面存在不足。也正是客车整体安全性能的不高，导致交通事故频发、小事故酿成惨剧，特别是重大交通事故，现场惨烈，触目惊醒，造成严重的生命财产损失，负面影响极大。
为此，国家先后出台相应政策鼓励安装到强制安装汽车防撞预警车道偏离预警系统！并制定相应标准
毫米波雷达探测技术在红外线、激光、摄像头等探测技术上全面升级，可实现全天候工作，被纳入国家改革标准。为响应国家政策，公司专门研发生产符合国标的防撞预警车道偏离系统，也是仅此一家采用77Ghz做防撞预警自动紧急制动系统的企业。
毫米波雷达预警辅助系统两客一危商用车专用 采用77GHZ的毫米波雷达探测技术，并且拥有了防追尾预警（FCW）、车道偏离警告（LDW）、行车录像（DVR）、左右转向视频、疲劳检测预报等五大功能，其技术要求完全符合并超越国家(JT/T 883-2014)文件所规定的各项指标 两客一危商用车专用功能特色 1.前车防碰撞预警 2.疲劳驾驶提醒 3.变道侧身影像 4.车道偏离预警 5.前车启动提醒 6.控制中心对接（可根据需求定制，集团采购请及时联系） 目前仅此一家符合（国家对部分车辆强制安装防碰撞系统的标准）的毫米波雷达， 引爆中国市场的好生意:《汽车高级驾驶辅助系统》给汽车安装智能安全自动刹车防御系统，
降低或避免突发意外碰撞车祸！ 1、产品采用全触屏的操控平台！无按键，更美观！提升档次！ 2、采用安卓系统，可以实现手机的所有功能 3、自带导航、电子狗、行车记录仪、语音声控打电话、发微信等功能，避免重复购买 4、实现4G网络交换平台，可以链接蓝牙和无线网 5、实现人机智能对话，开车不用再分心操作，更加人性化，服务更贴心！ 6、汽车前方采用毫米波雷达探测技术，全隐蔽式安装，不影响汽车美观！探测距离200米以上，抓取目标障碍物可以达到20个以上 7、不受天气的影响，白天、黑夜、雨雾天气均可正常使用 8、系统完全独立，不影响原车的性能，不与原车雷达冲突，不影响正常去汽车4S店保养与售后质保，不影响汽车年检！ 9、中央处理器是土豪金染色，像烟盒大小，采用航空铝合金材质，可以更加有效的避免大部分的信号干扰，
-126- 度高的酒精误差小，这也是设计的该酒精浓度探测仪适合与检测酒后驾车的原因，因为人在饮酒后，从呼吸道呼出的酒精气体浓度一般都不是很高。因此，经过适当的改进，可以用于 检测酒后驾车。 参考文献 [1]彭军.传感器与检测技术[M].西安:西安电子科技大学 大学出版社,2003. [2]高伟.51单片机原理及应用[M].北京:国防工业出版社,2008. 汽车防撞雷达系统的设计 德州学院汽车工程学院 寻 莹 【摘要】随着我国汽车行业不断发展，公路交通随着出车流密集化和驾驶员非职业化，交通事故越来越多。本文设计的汽车防撞雷达系统，就是当汽车与障碍物的距离较近时即可向司机预先发出报警信号，可及时有效的防止交通事故的发生。【关键词】单片机；报警系统；防撞雷达 1.引言 随着人民经济水平的提高，汽车已经走进我们的家庭中。但汽车相撞的交通事故发生增加了人民财产的损失。为了减少这种损失，设计一种能够提前预知前方行驶车辆的速度和距离的安全避撞装置是非常必要的。该汽车防撞雷达系统是以MCS-51系列单片机为核心器件，结合比较常规的超声波测距器件和霍尔车速传感器以及价格低廉的电子元件组成，包括硬件设计和软件设计两部分。本系统具有低误差、高精度和低成本的特点。 2.系统总体设计原理 设计的基本思路：通过对速度和距离的感知与计算，判断驾驶状态是否安全，并报警提醒驾驶员。系统总体方框图如图1所示。利用AT89S51单片机为核心器件并结合常规的超声波测距探头和霍尔车速传感器以及价格低廉的电子元件完成的。硬件电路由超声波信号发生电路、超声波信号接收电路、、单片机控制电路以及显示电路组成。测量获得的距离、速度信息都传递给单片机，单片机根据设计的计算模型，分析计算所获得的各种信息来判断与前方障碍物距离是否安全，并决定是否需要 图1?系统总体方框图 当40kHz的超声波发送脉冲信号由单片机送出，（其脉冲宽度及发送间隔均由软件控制），经多路选择开关按序分别送到前左、前右、后左、后右4路发送换能器上，由接收电路接收反射波，通过多级放大，整形后，待将交流信号整形输出一个方波信号时，由单片机检测此信号，从而检测出前进和倒车方向障碍物距离，通过显示单元显示距离和方位，起到提示和警戒的作用。 3.硬件电路设计 控制系统采用单片机为主控部件。单片机本身是一个最小的应用系统，但由于应用系统中有一些功能器件无法集成到芯片内部，需在片外加接相应的外围电路。汽车防撞系统的硬件电路是由超声波信号发生电路、超声波信号 接收电路、感应信号放大及处理电路、中央处理单元电路、测速电路等其他电路组成。 3.1 主控芯片 本设计选用AT89S51为主控芯片，充分利用了AT89S51的片内资源，即可在很少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统，而且AT89S51的性价比较高。AT89S51的主要技术参数如表1所示。 3.2 超声波信号发射电路 超声波信号发射电路如图2所示，包括超声波信号的产生、多路选择及换能器等。超声波探头选用压电超声波换能器。压电超声波换能器是利用压电材料的压电效应来工作的。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一超声波发生探头；如没加电压，当共振板接受到超声波时，将压迫压电振荡器作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接受探头。超声波发射换能器与接受换能器其结构 稍有不同。 图2?超声波信号发射电路 3.3 超声波信号接收电路 超声波信号接收电路如图3所示，由接收换能器、多路选择开关、放大及控制等电路组 成。 4.软件设计 主程序包括初始化和各个子程序的调用，最后把结果用LCD显示出来，并作出判断。系统主程序流程图如图4所示。 显示子程序流程图如图5所示。超声波发射极和接收极距离较近，当发射极发射超声波以后，有部分超声波没经过障碍物反射就直接绕射到接收极上，这部分信号是无用的，会引起系统误测。设计中采用延时技术来解决这个问题，并设定延时时间为1ms，即在发射极发射超声波1ms内，通过软件关闭所有中断，接收电路对此期间接收到的任何信号不予理睬，1ms后立即启动中断程序，这时接收到的信号才有效，并在接受到回波信号的同时，中断程序停。此时中断程序所记录的CPU发送脉冲信号的前沿到回波脉冲信号之间的时间才是需要的。因此，系统存在测量盲区。最后把测量结果存储并通过LCD液晶显示电路显示出来，完 图4?系统主程序流程图 图5?显示子程序流程图 表1?AT89S51的主要技术参数 (1)与MCS-51产品指令系统完全兼容；(2)4K字节可编程FLASH存储； (3)1000次擦/写循环；(4)4.0～5.5V的工作电压范围；(5)全静态工作：0Hz-24KHz；(6)三级程序存储器保密锁定； (7)128*8位内部RAM；(8)32条可编程I/O线；(9)两个16位可编程定时/计数器；(10)6个中断源；(11)2个全双工串行通信口；(12)可直接驱动LCD；(13)5个中断优先级；(14)2层中断嵌套中断；(15)片内时钟振荡器；(16)看门狗(WDT)电路； (17)低功耗空闲和掉电保护。
汽车倒车防撞报警器设计 摘要 本设计从实验研究分析的角度，分析了汽车倒车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题。较详细的介绍一种超声波测距系统以及根据该系统设计，研制的汽车倒车防撞报警器，它能自动检测车尾障碍物的距离。当达到极限位置的时候，它能发出声光报警，提醒司机刹车。设计采用国内生产厂家的通用元件，成本低，性能可靠，有利于推广。超声波距离传感器采用压电元件锆钛化铅，一般称为RZT，这种传感器的特点在于具有方向性，汽车所用的倒车声纳系统利用超声波距离传感器的“回声”现象制成的，倒车时向车辆后方发射超声波，测定超声波遇到障碍物后返回的时间，就可以得到车到障碍物的距离。关键字:汽车倒车，防撞，报警器
DESIGN OF CAR REVERSING ANTI-COLLISION ALALM ABSTRACT The basic designing principle of the automobile anticollisionsystem and the problems existed in the domestic and internationalare analyzed. In this paper, Not only ultrasonic range meteringsystem also principle ,methods and procedures of the designaccording to the design were introduced. The car reversing upanticollision alarm is studied. When the distance reaches the limitpoint, the alarm can give out sound and Light alarm,reminding drivers to design includes sending,receiving and is sent and received by ultrasonic transducer,which isequipped with directivity. piezoelectric element is used ,generallycalled RZT. In anticollision circuit, acousto-optic anticollisionis applied for voice alarm. This designing adopts the commoncomponent of domestic manufacturers,