文献综述--基于单片机的汽车防追尾碰撞系统的设计

文献综述毕业设计题目：汽车防撞报警系统超声波测距的研究汽车防撞报警系统的设计陈吉鸣(电子信息工程2班 Xb11610204)1 前言自从1886年1月29日卡尔•本茨发明了人类第一辆汽车，至今世界汽车工业经过了近126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。

目前，在每年的车祸中有120多万人死亡，1200多万人伤残，全球50%的交通事故受害者年龄在15-24岁，每年交通事故造成的经济损失达5180亿美元，相当于每年发生两次日本广岛核爆炸[1~2]。

美国高速公路交通安全管理局NHTSA表示，每年因倒车事故导致的平均死亡人数达292人[3]。

伴随着汽车保有量的增加和诚实布局的日益密集化，汽车活动空间越来越小，特别是汽车倒车时司机由于视野不能很好的达到后面加上车后盲区，使得倒车事故逐年上升。

对于公路交通事故的分析表明，超过65%的交通事故属于追尾相撞，80%以上的交通事故是驾驶员由于反应不及时引起的[4]。

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，汽车防撞报警系统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，提高驾驶的安全性，减少剐蹭事件。

因此，本次课题我们采用了基于单片机的超声波测距技术来设计汽车防撞报警系统。

2 汽车防撞报警系统的现状汽车防撞系统的快速发展始于20世纪末21世纪初，经过几年的时间，随着技术发展和用户需求的变化，汽车防撞系统在几年的时间里大致经过了六代的演变[5]。

第一代：倒车时通过喇叭提醒。

“倒车请注意”！想必不少人还记得这种声音，这就是倒车雷达的第一代产品，只要司机挂上倒档，它就会响起，提醒周围的人注意，不能算真正的倒车雷达，基本属于淘汰产品。

第二代：采用蜂鸣器不同声音提示驾驶员。

这是倒车雷达系统的真正开始。

基于单片机汽车倒车防撞系统设计与制作题目: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。

倒车测距仪是一个由单片机控制的汽车泊车安全辅助装置。

该测距仪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、传感器技术相结合，能够测量并显示车辆后部障碍物里车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离的缩小而缩短，司机不但可以直接观察到显示的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆的远近，解除了司机倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并可以帮助司机扫除视野死角和视线模糊的缺陷，提高倒车的安全性。

1.2超声波测距的研究历史与发展趋势众所周知，关于超声波的研究起始于1876年，这是人类首次有效产生的高频声波，这些年来，随着超声波技术的不断深入，再加上其具有高精度，无损，非接触等优点，超声波的应用变得越来越普及，多年来已在一些领域的要应用。

超声波测距是一种传统而实用的非接触测量方法，和激光、涡流和无线电测距方法相比，具有不受外界光及电磁场等因素的影响的优点，在比较恶劣的环境中也具有一定的适应能力，且结构简单，成本低，因此在工业控制、建筑测量、机器人定位方面得到了广泛的应用。

但由于超声波传播声时难于精确捕捉，温度对声速的影响等原因，使得超声波测距的精度受到了很大的影响，限制了超声测距系统在测量精度要求更高的场合下的应用。

基于单片机的汽车防碰撞系统研究摘要：随着国家经济发展，我国汽车拥有者的数量大大提高，汽车给人们的出行带来了巨大的便利。

在带来便利的同时，交通事故发生的频率也大大上升，为了减少交通事故的发生，我们用单片机对汽车的防碰撞系统进行研究。

本文将介绍汽车防碰撞系统的基本原理及测距系统的特点和应用。

关键词：单片机；防碰撞；测距Abstract:With the development of the national economy, the number of China’scar ownership is greatly improved, the automobile has broughtgreat convenience to people’s travel.In the convenience,trafficaccident frequencyis greatlyincreased,in order toreduce the occurrence of traffic accidents,we useMCUanti-collisionsystem forautomotiveresearch.This paper will introduce thecharacteristics andapplication of the basic principlesandmeasuring systemfor automobile collision avoidancesystem.Keywords:single chip microcomputer;anti-collision; ranging随着社会经济的发展，汽车已经成为了主流的出行工具，给大家的出行带来很多的便利，然而同时汽车也给大家的生活带来了更多隐患，大量交通事故的发生造成了严重的生命财产损失。

社会的发展也带动了科技的进步，而科技总会给人们的生活带来更多的福利，如何利用现有的科技手段有效的减少交通事故的发生也称为了人们热议的话题。

汽车防碰撞系统研究文献综述1.引言汽车碰撞有汽车碰撞到固定的物体或与行驶中的汽车相撞两种类型。

为了防止汽车在行驶中，特别在高速行驶时发生碰撞，一些现代汽车已装备了自动控制防碰撞系统，这是一种主动安全系统。

汽车行驶时，防碰撞系统处于监测状态，当汽车接近前车车尾或超越前车时，该系统将发出警告信号。

在发出警告后，如果驾驶员没有采取减速制动措施，该系统便启动紧急制动装置，以避免发生碰撞事故。

2.概述防碰撞控制系统装有测距传感器，它们利用激光、超声波或红外线，测得汽车与障碍物间的距离，这个距离信号，加上车速传感器和车轮转角传感器的信号送入电子控制器，通过计算求出行驶汽车与前方物体的实际距离以及相互接近的相对速度，并向驾驶员发出预告信号或显示前方物体的距离。

当将要碰撞时，控制器向制动装置和节气门控制电路发出控制指令，使汽车发动机降速并及时制动，从而有效地避免碰撞。

3.测距传感器（1）防碰撞传感器① CCD照相机CCD（电荷耦合器件）摄像元件可以读取受光元件接收的光通量放出的电流值，并作为图像信号输出。

在夜间，由于照相机处于低照度的环境，只有在汽车前、后照灯打开时才能确认障碍物。

汽车装设的CCD照相机如上图所示，当点火开关接通时，变速器换档杆换到前进档或倒档，多功能显示板上就能显示出车辆前方或后方的图像。

② 激光雷达激光雷达是从激光发送至被测物体，然后反射回来被接收，其间的时间差即用来计算至障碍物的距离。

早期的车用激光雷达都是发送多股激光光束，并依靠前车反射镜的反射时间来测定距离。

现代汽车除了测定前方车的距离外还要对前方多辆车的位置进行辨识，因而开始采用扫描式激光雷达。

根据物体的反射特性，激光的反射光亮变化很大，因此可能检测出的距离也是变化的。

由于车辆后部的反射镜等容易反射，故可以检测出稳定的较长距离。

有少许凹凸的铁板等因不能得到充足的反射光量，故测出的距离较短。

另外，在检测侧面方向及后方的障碍物时，与检测前方障碍物的情况不同，如果障碍物上没有反射镜，那么由于各种障碍物的反射特性变化很大，故可能稳定测出的距离 变短。

文献综述超声波是一种振动频率高于声波的机械波[1]，它具有频率高，波长短，绕线现象小，特别是方向性好，能够成为射线定向传播等特点。

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，因而超声波经常用于距离的测量。

利用超声波检测往往比较迅速，方便，计算简单，易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实时的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。

超声波检测技术作为无损检测技术的重要手段之一[2]，在其发展过程中起着重要的作用，它提供了评价固体材料的微观组织及相关力学性能、检测其微观和宏观不连续性的有效通用方法。

由于其信号的高频特性，超声波检测早期仅使用模拟量信号的分析，大部分检测设备仅有A扫描形式，需要通过有经验的无损检测人员对信号进行人工分析才能得出正确的结论，对检测和分析人员的要求较高，因此，人为因素对检测的结果影响较大，波形也不易记录和保存，不适宜完成自动化检测[3] [4]。

由于超声波的速度相对于光速要小的多，其传播时间就比较容易检测[5]，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。

超声波测距是一种利用声波特性，电子计数[6]，光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。

超声波测距在某些场合有着显著的优点，因为这种方法是利用计算超声波在被测物体与超声波探头之间的传输来测量距离的，因此它是一种非接触式的测量，所以它就能够在某些特定场合和环境比较恶劣的情况下使用。

超声波是一种频率超过 20kHz 的机械波[7]。

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—反射、折射、干涉、衍射、散射。

超声波具有方向性集中、振幅小、加速度大等特点，可产生较大力量，并且在不同的媒质介面，超声波的大部分能量会反射。

利用超声波检测往往比较迅速，方便，易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如：液位、井深、管道长度等场合。

基于51单片机的汽车防碰撞系统的设计【摘要】本文介绍了一种基于51单片机的汽车防碰撞报警系统的设计方案。

在汽车前进时采用激光测距传感器、在倒车时采用超声波测距传感器对汽车与障碍物的距离进行实时监控，并动态显示距离的数值。

当距离达到设定的安全门限时，进行声光报警，提醒驾驶员及时变换行驶路线。

如在设定的时间内驾驶员未执行任何操作，则执行单元使制动系统主动制动，使汽车避免和障碍物发生碰撞。

【关键词】激光测距；超声波测距；脉冲反射式；三角法1.引言随着汽车技术的不断进步，尤其是自动驾驶技术的发展，越来越多的距离检测设备将会不断面世。

目前，运用于汽车测距主要有以下四种方式：毫米波雷达测距方式；摄像系统测距方式；激光测距方式；超声波测距方式[1]。

毫米波雷达存在电磁波相互干扰问题，摄像系统则造价高昂，均难以在汽车上普及。

激光测距具有测量时间短、量程大、精度高等优点，适应汽车从低速前进到高速前进的测距需求，避免汽车高速行驶时因测距速度慢造成的测距失准现象。

超声波测距原理简单，制作方便，成本比较低，但其只适用于较短距离低速测距，故将其应用于汽车倒车时测距。

本文提出的将激光测距和超声波测距相结合的安全报警系统，旨在帮助驾驶员在汽车多种行驶状况、多方位探知并显示车辆与周围障碍物的距离，当障碍物距离小于设定安全距离时给驾驶员警报，避免驾驶员反应不及时引发交通事故。

2.防碰撞系统的方案设计实现汽车防碰撞，关键还在于测距防碰撞系统的应用。

本系统由测距模块、控制计算单元、显示单元、报警单元、执行单元等组成。

其中测距模块包括汽车前进时工作的激光测距模块和汽车倒车时工作的超声波测距模块。

两者分别通过各自的通讯电路与控制单元相连，可在汽车前进后退等多种工况对汽车周边障碍物进行全方位监测，并把汽车与障碍物距离传递至控制单元，控制单元通过连接的执行单元，报警单元等进行声光报警，主动制动等防碰撞功能的执行。

系统组成如图1所示。

3.测距原理超声波测距的原理是脉冲反射式，即利用其反射特性来工作。

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超声波技术的应用摘要：近年来随着人们生活水平的提高，出门代步的工具越来越高级，小汽车可以说已经很普及了，但出行的安全特别重要，汽车在倒车时的安全问题尤为突出，所以本课题旨在研究汽车倒车防撞系统，主要利用的是超声波测距技术，这是目前在汽车领域倒车时普遍应用的技术。

关键字：超声波测距；倒车防撞；倒车雷达1.前言近年来由于电子技术的飞跃发展，使得相关技术日新月异.尤其是信息产业的迅速发展，使得研制高度信息化的车辆有了基础,许多先进技术将被引入汽车的设计.汽车安全设计要从整体上考虑,不仅要在事故发生时尽量减少乘员受伤的几率,而且更重要的是要在轻松和舒适的驾驶条件下帮助驾驶者避免事故的发生。

然而，目前车辆上的一些安全装置,如安全带，安全气囊，保险杠等均为被动式系统，从本质上讲，其功能只能减轻事故的程度,并不能有效的防止事故的发生.近年来人们越来越认识到，如何利用先进技术,辅助汽车驾驶者对影响公路交通安全的人、车、路等环境进行实时监控和报警,在危急情况下由系统主动干预驾驶操纵、辅助驾驶者进行应急处理、防止汽车碰撞事故的发生,显得尤其重要.由此也可预见,车辆安全系统的研究将朝着智能化、主动型的安全系统及其技术方向的发展，因此本课题的研究具有重要的意义。

［3]2。

基本原理2.1 超声波介绍人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在20–20KHZ范围内称为可闻声波，低于20HZ的机械振动人耳不可闻称为次声波，高于2OKHZ的机械振动称为超声波。

毕业论文（设计）题目基于单片机的小车防撞系统的设计Based on SCM car anti-collision system design物理与信息工程学院电子信息科学与技术专业 07 级 1班学生姓名甘景昌学号 070303049指导教师朱成全职称讲师完成日期 2011年4月教务处制基于单片机的小车防撞系统的设计物理与信息工程学院 07级电子信息科学与技术 070303049 甘景昌指导教师朱成全讲师【摘要】本文介绍了AT89S51单片机的性能及特点，设计了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、传感器技术相结合，可检测汽车运行中后方障碍物与汽车的距离，通过数显装置显示距离，并由发声电路根据距离远近情况发出警告声。

对防范汽车倒车事故的发生具有重要的意义。

【关键词】单片机。

超声波。

防撞。

报警目录引言 (3)1系统设计的目标和任务 (3)1.1系统设计的基本要求 (3)1.2系统设计的思路 (3)1.3方案论证31.3.1发送模块 (3)1.3.2接收模块 (3)2 AT89S51单片机与超声波简介 (4)2.1 AT89S51单片机的概述 (4)2.2 AT89S51单片机的特点 (4)2.3 超声波简介 (5)2.4 基于CX20106超声波测距的调试 (5)3系统软件部分设计 (5)3.1超声波系统主流程图 (5)3.2超声波硬件设计与软件编程 (6)3.2.1复位电路 (7)3.2.2显示电路 (8)3.2.3超声波发送与接收模块 (8)3.2.4 报警模块 (9)4 调试及性能分析 (10)4.1 硬件调试 (10)4.2 软件调试 (10)4.3测试结果与分析 (10)5设计总结 (11)致谢 (11)参考文献 (11)附录1电路原理图 (13)附录2 PCB图 (13)附录3程序 (14)引言随着现代化城市的发展，城市密度越来越大，城市交通越来越拥堵，人们对自身的生命财产安全越来越重视，在公路上车辆行驶的安全性也得到了更多的关注，能否在高速行驶公路上及时提醒司机驾驶安全也变得更加重要。

基于单片机的汽车防追尾碰撞报警系统设计随着汽车数量的不断增加，交通事故也日益频繁，其中追尾碰撞事故成为了一个较为普遍的类型。

为了减少此类事故的发生率，我们可以设计一个基于单片机的汽车防追尾碰撞报警系统。

本文将从系统设计的整体框架、具体的硬件设计、软件设计和实施效果等方面进行讨论。

首先，我们来看设计的整体框架。

该系统分为传感器模块、处理器模块和报警模块三个主要部分。

传感器模块负责检测车辆周围的情况，包括前方道路情况、前车的距离以及车速等；处理器模块负责接收传感器模块的数据并进行处理，判断是否存在追尾风险并触发报警；报警模块则负责发出报警信号，提醒驾驶员注意安全。

其次，我们来看具体的硬件设计。

传感器模块可以选择使用超声波传感器或红外传感器来检测前方车辆的距离。

通过测量距离和车速，我们可以计算出与前车的相对速度，并据此判断是否存在追尾风险。

处理器模块可以选择使用8051单片机来实现，该单片机具有较为成熟和稳定的开发生态系统。

报警模块可以选择使用蜂鸣器发出声音警告，或者使用LED灯发出光警告。

然后，我们来看软件设计。

在处理器模块中，我们需要编写相应的程序来实现功能。

首先，我们需要配置单片机的IO口和串口通信，并初始化传感器模块。

其次，我们需要编写函数来读取传感器模块的数据，并进行处理。

根据距离和速度等数据，我们可以设定一个阈值来判断是否存在追尾风险，并触发报警。

如果存在追尾风险，我们需要及时发出报警信号。

最后，我们可以编写用户界面程序，用于显示车辆信息和报警状态等。

最后，我们来看实施效果。

通过实际测试，我们可以验证系统的有效性和可靠性。

首先，我们需要对传感器模块进行准确性和稳定性的测试，确保其能够正确地检测车辆的距离和速度等信息。

然后，我们需要对处理器模块进行功能和性能的测试，确保其能够准确地判断追尾风险并触发报警。

最后，我们需要对整个系统进行集成测试，确保各模块正常工作并协同配合。

通过以上测试，我们可以评估系统的实施效果，并根据测试结果进行进一步优化和改进。