基于超声波测距的汽车电磁防撞装置

基于超声波测距的车辆前撞预警系统设计在现代交通中，较高的车辆密度和不断增长的道路长度成为许多交通事故发生的因素。

因此，当今汽车工业的重要任务之一是为车辆提供更安全和智能的设备和技术。

在这里，我们将介绍一种基于超声波测距的车辆前撞预警系统的设计和实现。

1. 超声波测距技术的原理超声波测距被广泛应用于距离、速度和方向测量，可以通过接收返回的超声信号来计算距离。

这项技术是将高频声波发射到目标物表面，由于声波在空气中的传播速度较慢，因此它们与目标物相遇时会被反射回来。

然后，我们可以通过测量从发射到接收芯片之间的时间来计算距离。

2. 基于超声波测距的车辆前撞预警系统设计本文中介绍的车辆前撞预警系统包括超声波测距器、处理器和报警器三个部分。

预警系统通过超声波测距器在车前安装并向前发射超声波波束，一旦有物体进入车辆前方一定的安全距离范围内，系统即可检测到，并发出警报信号。

超声波传感器具有注重实时间和精度的特点，能快速响应并识别前方障碍物，并准确测量所需的距离。

由于超声测距技术能在各种天气条件下精准测量距离，因此汽车制造商越来越倾向于将其作为汽车智能化的主要技术之一。

3. 预警系统的实现对于车辆前撞预警系统，我们选择了Maxbotix Inc.生产的LV-MaxSonar-EZ1型传感器。

该型传感器是一款优秀的超声波传感器，具有高准确度和长测距范围等特点。

此外，该型传感器具有简单易用的特点，仅需一端口即可供电和通信。

还可以将其与Arduino单片机连接来处理信号，并将警报发送到锁定的设备上。

4. 总结本文介绍了一种基于超声波测距技术的车辆前撞预警系统的设计和实现。

该系统通过检测车辆前方的安全距离来预警，以防车辆在狭小空间内发生碰撞事故。

鉴于超声波测距技术的高效性和实用性，该技术被广泛使用于车辆制造业中。

预计在未来，我们将会看到更多基于超声波技术的车辆智能系统的推出。

基于超声波传感器的汽车倒车防撞报警器1.引言由于社会的进步，经济的发展和生活水平的不断提高，汽车数量逐年增长，造成道路交通拥挤不堪，交通事故频繁发生。

汽车倒车报警器：在倒车时不断测量汽车尾部与其后面障碍物的距离，并随时显示其距离，在不同的距离范围内发出不同的报警信号，以提高汽车倒车时的安全性的仪器。

本警器由单片机来控制。

整个控制系统由超声波发射电路、超声波接收电路、报警电路、复位电路、显示电路组成。

实行实时数字显示测得的距离，在不同的距离范围内发出不同的报警信号，驾驶员可根据个人需要调整设置报警距离，以减少事故的发生。

2．超声波传感器测距系统2.1 超声波测距原理及系统原理框图超声波是人耳听不到的一种声波，人耳的听音范围是20～20000Hz，本设计采用的超声波是40000Hz。

超声波的纵向分辨率较高，对色彩和光照度不敏感，对外界光线和电磁场不敏感，可以用于测量较近目标的距离。

本设计采用的超声波传感器往返距离为5m，在有灰尘、烟雾、强磁场干扰、有毒等各种环境下都能稳定工作。

图 1 超声波传感器内部结构本文采用的传感器模块是压电式超声波发射器。

压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。

超声波发生器内部有两个压电晶片和一个共振板。

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，便产生超声波。

反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器。

图2 超声波传感器的等效电路2.2 超声波传感器测距方法超声波发生器在某一时刻发出超声波信号，遇到被测物体后反射回来，被超声波接收器接收到。

只要计算出超声波信号从发射到接收到回波信号的时间，知道在介质中的传播速度，就可以计算出距被测物体的距离：d=s/2=(vt)/2其中d为被测物到测距仪之间的距离，s为超声波往返通过的路程，v为超声波在介质中的传播速度，t为超声波从发射到接收所用的时间。

基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计一、本文概述本文针对汽车安全驾驶领域的重要需求，详细探讨并设计了一种基于超声波测距技术的汽车倒车防撞报警系统。

随着城市交通环境复杂性的增加以及人们对行车安全意识的提高，如何有效防止因驾驶员视线盲区和操作失误引起的倒车碰撞事故成为研究热点。

本系统利用超声波传感器作为主要探测元件，通过发射和接收超声波信号来精确测量车辆与后方障碍物之间的实时距离，并结合智能算法分析处理这些数据，以便在车辆靠近障碍物到危险距离时及时发出报警提示，辅助驾驶员做出正确决策，从而显著提升倒车安全性。

文章首先阐述了该系统的背景意义和技术原理，随后深入剖析超声波测距方法及其在汽车应用中的优势和挑战接着，详细介绍了系统架构设计，包括硬件组成（如超声波传感器模块、信号处理电路、报警装置等）及软件算法实现通过实验验证了系统的性能指标，探讨其在不同工况下的稳定性和准确性，并对未来可能的优化方向进行了展望。

通过本文的研究，期望能为汽车主动安全技术的发展贡献一份力量，推动相关产品的实际应用与普及。

二、超声波测距原理及技术超声波测距技术是利用超声波在空气中的传播特性来实现距离测量的方法。

超声波是一种频率高于人耳能听到的上限（约20kHz）的声波，它在空气中的传播速度相对恒定，约为343米秒。

这一特性使得超声波非常适合用于精确的距离测量。

超声波测距的基本原理是发射器发射出一定频率的超声波，当这些波遇到障碍物时会发生反射，反射波被接收器接收。

通过测量超声波发射和接收之间的时间差，可以计算出超声波传播的距离。

由于超声波的传播速度是已知的，因此可以通过以下公式计算距离：这里的“时间差 2”是因为超声波需要从发射器传播到障碍物，再从障碍物反射回接收器，所以总时间是往返时间。

在汽车倒车防撞报警系统中，超声波传感器通常被安装在汽车的尾部。

当驾驶员开始倒车时，系统会自动激活传感器，传感器开始发射超声波。

超声波遇到车辆后方的障碍物时反射回来，被传感器接收。

基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计汽车倒车防撞报警系统是一种基于超声波测距技术的安全辅助设备，能够帮助驾驶员在倒车时避免与障碍物发生碰撞，提高行车安全性。

本文将对该系统的设计进行详细介绍。

首先，该系统主要由超声波传感器、控制器和报警器组成。

超声波传感器负责探测车辆周围的障碍物距离，传输给控制器进行处理。

控制器根据传感器的数据判断是否存在碰撞的风险，并通过报警器向驾驶员发出警告信号，提醒其采取正确的行动。

在系统的设计过程中，首先需要选择合适的超声波传感器。

传感器的选择应考虑其测距范围、精度和对环境的适应性等方面。

一般来说，超声波传感器在测距范围内可以提供较高的测量精度，并且对大多数障碍物均有良好的适应性。

接下来，控制器的设计是系统中的关键部分。

控制器需要实时接收传感器上传的距离数据，并进行数据处理和决策。

控制器可以使用嵌入式系统来实现。

在数据处理方面，可以使用一些常见的算法，如滤波算法、虚拟线算法等，来进行数据处理和障碍物的识别。

在决策方面，可以设置适当的距离阈值，当距离低于该阈值时触发警报。

最后，报警器的设计需要考虑其音量和可靠性。

对于音量，报警器应具备足够的声音大小，以确保驾驶员能够听到警报并及时做出反应。

对于可靠性，报警器应具备较长的寿命和稳定的性能，以确保系统能够长时间稳定运行。

此外，为了提高系统的可用性，还可以考虑加入其它功能，如图像显示功能。

通过搭载摄像头和显示器，可以将车辆周围的情况实时显示在显示器上，使驾驶员更加直观地了解障碍物的位置和距离。

总之，基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统是一种重要的安全辅助设备。

通过合理选择超声波传感器、设计有效的控制器和报警器，并加入其它功能，可以实现对倒车过程的有效监控和警示，提高驾驶员的行车安全性。

2015届毕业生毕业设计说明书题目: 基于单片机超声波测距仪汽车防撞系统院系名称：信息学院专业班级：电信1108学生姓名：顾豪贝学号： 201116910817 指导教师：杨铁军教师职称：教授2015年 5 月29日目次1绪论 (1)1.1所选题目背景 (1)2 方案设计和论证 (1)2.1方案设计 (1)3×××××（正文第3章）………………………………………………Y ………………………………………（略）X ×××××（正文第X章）……………………………………………………… Y 结论…………………………………………………………………………………… Y 致谢…………………………………………………………………………………… Y 参考文献………………………………………………………………………………Y 附录 A ××××（必要时）………………………………………………………… Y 附录 B ××××（必要时）………………………………………………………… Y图 1 ×××××（必要时）………………………………………………………… Y 图2×××××（必要时）………………………………………………………… Y表 1 ×××××（必要时）………………………………………………………… Y 表 2 ×××××（必要时）………………………………………………………… Y注：1. 目次中的内容一般列出“章”、“条”二级标题即可；2．Y表示具体的阿拉伯数字；3. 目录前的页码采用罗马数字。

基于超声波汽车防撞系统终极版近年来，汽车人性化智能安全系统的研发得到了广泛的关注和应用，超声波汽车防撞系统作为其中的一个重要组成部分，在实际使用中得到了越来越广泛的应用和认可。

本文将详细介绍基于超声波汽车防撞系统的终极版，包括系统原理、设计方案、实现效果等内容。

一、系统原理超声波汽车防撞系统是利用超声波探头检测车辆距离，从而实现安全停车的智能化系统。

其原理就是利用超声波探头发出的超声波，在被检测的反射面后返回到探头，通过计算出发送和接收之间的时间差距，从而推算出距离。

二、设计方案超声波汽车防撞系统终极版的设计方案可以分为硬件设计和软件设计两个方面。

1. 硬件设计超声波探头是核心部件，也是系统的硬件基础。

在超声波探头方面，终极版的设计采用了四个探头，分别排布在车辆四个角落，每个探头均采用高精度的超声波传感器。

四个探头通过连接控制器，控制器采用微处理器并配置有LCD屏幕，可以实时地显示四个方向的距离信息。

2. 软件设计超声波汽车防撞系统的软件设计包括控制器程序和可视化界面程序两部分。

（1）控制器程序控制器程序是核心，实现了超声波探头的控制和计算以及声音告警等功能。

超声波波控制器程序采用C语言编写，主要包括以下几个模块：a. 初始化模块：超声波探头初化模块主要是对超声波探头进行初始化设置，包括使用的超声波传感器型号和探头数量等。

b. 超声波控制模块：超声波控制模块主要是实现超声波探头的控制，即通过控制超声波传感器向检测区域发出超声波，在反射面后将超声波接收，并计算出车辆距离等相关信息。

c. 距离计算模块：距离计算模块主要是用于计算车辆距离的具体算法，可以通过采用常规的时间乘以声速计算距离。

通过计算出的距离值，程序可以判断是否需要发出声音告警。

d. 声音告警模块：声音告警模块是超声波防撞系统最为重要的模块之一，其主要功能是通过超声波探头检测到距离过近时（一般默认安全距离为30cm）向驾驶员发出警告信号。

基于超声波测距仪汽车防撞系统设计摘要：STC89C52是STC系列单片机里应用比较广泛的一款，在自动控制领域里享有很高的价值，以其易用性和多功能性受到了广大电子设计爱好者的好评。

本次设计主要是利用STC89C52单片机、超声波传感器完成测距报警系统的制作，以STC89C52为主控芯片，利用超声波对距离的检测，将前方物体的距离探测出来，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较判断，当测得距离小于设定值时，STC89C52发出指令控制蜂鸣器报警。

关键词：超声波传感器 STC89C520 前言由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。

因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等行业中。

可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位罐的液位、料位高度。

因此，超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用。

利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求，因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息（距离和方向）。

因此超声波测距在移动机器人的研究上得到了广泛的应用。

同时由于超声波测距系统具有以上的这些优点，因此在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛的应用。

1 总体设计方案及论证1.1 总体方案设计本设计包括硬件和软件设计两个部分。

模块划分为数据采集、按键控制、四位数码管显示、报警等子模块。

电路结构可划分为：超声波传感器、蜂鸣器、单片机控制电路。

就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。

汽车倒车防撞报警装置1.设计思路利用超声波测距原理，用超声波传感器发射和接收超声波。

用单片机计算出超声波发射和接收的时间差，从而算出距离，当小于这个距离时实施报警。

2．设计方案2.1报警装置工作原理图1 系统框图超声波发射传感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停止计时。

常温下超声波在空气中的传播速度为 C=340m/s，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=C*t/2=C*t0 其中，t0就是所谓的渡越时间。

如果距离小于0.5m，则单片机AT89C51便给P20口一个信号，使得报警电路工作，实现报警。

其中，接收电路的组成有：前置放大电路，带通滤波电路，检测电路。

单元电路的主要功能有：(1) 发射电路：供应电能的脉冲发生器；；(2) 前置放大电路：接收放大器，可以使微弱的回声放大到一定幅度，并使回声激发记录设备；(3) 带通滤波电路：在传感器接收的信号中，除了障碍物反射回来的回波信号外，还混有杂波和干扰脉冲等环境噪声。

而前端放大电路在放大有用信号的同时，会将一部分的噪声信号同时放大，对输入信号的信噪比的作用不大。

噪声产生主要包括50Hz的工频干扰和高频段的接收机内部噪声。

可用运算放大器构成带通滤波器(4) 检测电路：检测电路要求保证每次接收信号都能被准确地鉴别出来，通常利用比较器将输入信号与某一固定电平进行比较，输出不同的电平来产生上升或下降沿触发，转换成数字脉冲去触发单片机的外中断引脚。

(5) 报警电路：实现报警。

2.2主要芯片的选择2.2.1单片机的选择由于本系统中单片机的作用是产生40kHz的方波，和接收回波，以及对电路反馈回来的信息处理计算以及后续的控制，环境也不是很恶劣，故我们选择性价比比较高的AT89C51单片机2.2.2超声波传感器的选择超声传感器是一种将其他形式的能转变为所需频率的超声能或是把超声能转变为同频率的其他形式的能的器件。

题目：基于51的超声波测距汽车防撞系统XXXXXXXXXXXX毕业设计（论文）中文摘要基于51的超声波测距汽车防撞系统【摘要】基于51的超声波测距汽车防撞系统，介绍了超声波测距的基本原理和系统框图，给出了超声波发射和接收电路，通过盲区的消除，提高了测距的精确度。

利用超声波传输中距离与时间的关系，采用51单片机进行控制及数据处理，设计出了能精确测量两点间距离的超声波液位检测系统。

系统主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片机控制电路、按键电路及显示电路构成。

利用所设计出的超声波测距汽车防撞系统，对行驶中的车距进行了测试，采集当时两车距离过近系统会发出声光警报提示司机作出相应反应动作。

此系统具有易控制、工作可靠、测量精度高的优点，可实时车距检测。

【关键词】超声波、MC U、LED、测距、传感器XXXXXXXXXXX毕业设计（论文）英文摘要51 car collision avoidance system based on 【Abstract】Ultrasonic ranging car anti-collision system based on 51, introducesthe principle and system frame of ultrasonic distance measurement, the ultrasonic transmitter and receiver circuit, the blind area elimination, to improve the measurementaccuracy. The relation between ultrasonic transmission distance and time, using 51 single-chip microcomputer control and data processing, design the ultrasonic liquid level detection system for accurate measurement of distance between two points. The system is mainly composed of the ultrasonic transmitter circuit,ultrasonic receiver circuit, single-chip microcomputer control circuit, keyboard circuit and display circuit. The use of ultrasonic ranging automotive anti-collision system are designed, the running distance between vehicles were tested,two carcollection was too close to the system will send out sound and light alarm to warn the driver response action. This system has the advantages of easy control,reliable operation, high measuring precision, real-time vehicle distance detecting.【Key Words】Ultrasonic, MCU, LED, location, sensor目录1 绪论 (5)1.1研究的背景 (5)1.2研究的主要内容 (6)1.3应解决的关键问题 (6)2 电路方案论证 (7)2.1方案比较 (7)2.1.1 激光测距 (7)2.1.2 超声波测距 (7)2.2电路总体方案 (7)3单片机概述 (9)3.1 STC89C51主要性能 (9)3.2 STC89C51外部结构及特性 (9)3.3 STC89C51内部组成 (11)4 超声波测距模块 (12)4.1 超声波传感器介绍 (12)4.2 HC-SR04超声波测距模块的性能特点 (13)4.3 HC-SR04的管脚排列和电气参数 (14)4.3.1 管脚简介 (14)4.3.2 HC-SR04的电气参数 (14)4.4超声波时序图 (15)5系统硬件电路设计 (16)5.1单片机最小系统 (16)5.1.1 STC89C51芯片 (16)5.1.2 复位电路 (16)5.1.3 晶振电路 (17)5.2 驱动显示电路及报警电路 (18)5.2.1 LED数码管显示电路 (18)5.2.2 蜂鸣器和LED报警 (18)5.3 HC-RS04超声波测距原理 (19)5.4 按键设置电路 (20)6系统程序的设计 (22)6.1主程序 (22)6.2显示数据子程序 (22)6.3报警子程序 (23)6.4按键子程序 (23)结论 (25)参考文献 (26)附录（A） (27)附录（B） (28)致谢................................................................................. 错误!未定义书签。