汽车倒车防撞装置的设计

基于超声波的倒车雷达

摘要:

随着生活质量的提高，工作的需要，科技的发展，人们将越来越多的在生活中和工作中将汽车作为其日常的生活工具。给汽车安装倒车雷达系统，将使汽车安全性大大提高，以确保行车安全。

本文的内容是基于超声波测距的倒车防撞系统的设计，将超声波测距系统和AT89S52单片机结合于一体，设计出一种基于AT89S52单片机得倒车防撞系统。驾驶员能够通过系统的声音、显示，清楚车后障碍物的状况，并通过报警信号避免撞车，安全倒车。

关键词:

倒车雷达 单片机 超声波 报警 显示

一、技术指标：

1、系统设计要求

汽车倒车雷达预警系统由三个部分组成，分别为测距部分、控制系统部分和显示报警部分。本系统的主要功能是：

1.当汽车倒车时能实时显示、LED显示车与障碍物的距离值：XXX厘米。使驾驶员能随时看到车后的障碍物距离汽车的距离。

2.超声波探测距离不小于1米，当在探测的范围有障碍物时，蜂鸣器提示报警。

3.汽车与障碍物不同距离时，发出不同的警报声。距离越近蜂鸣器的报警频率也越大，当距离小于最小安全距离时，蜂鸣器不间断报警。

二、方案比较与论证:

2.1测距系统方案设计

目前汽车倒车雷达预警系统测距技术主要有激光、毫米波雷达、摄像系统、红外线、超声波等一些测距技术，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。

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，并且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用的要求，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。由上述叙述可知，超声波测量能够达到系统中所要求的测量精度，一般应用在汽车倒车系统上。

山东科技大学毕业设计（论文）

I 摘 要

近年来，我国的汽车数量正逐年增加，在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事故。因此，增加汽车的后视能力，研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。为此，设计了以单片机为核心，利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。工作时，超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲，给测量逻辑电路提供一个短脉冲。最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车与障碍物之间的距离。

目前，国内外一般的超声波测距仪，其理想的测量距离为0.5m～5m，因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中。设计根据声波在空气中传播反射原理，并且也介绍了基于STC89C52单片机的超声波测距器。该设计由超声波模块HC-SR04、LED显示电路、键盘控制电路以及报警模块等部分组成，在探测范围内数码管显示出汽车与障碍物的距离，当距离小于所设计的安全距离时，蜂鸣报警器发出报警声，辅助驾驶人员能够安全倒车驾驶。

关键词：超声波；测距；STC89C52；HC-SR04；倒车雷达

山东科技大学毕业设计（论文）

II Abstract

In recent years, the number of cars in China is increasing year by year. On

highways, streets, parking lot, garage and other crowded, narrow place when

reversing, the driver should be forward-looking, want to look back again, a bit

北京电子科技职业学院

电信工程学院

毕业论文（设计）

课题名称： 倒车防撞报警器的电路板设计

学生姓名： 王胜

学 号： 20135006008

指导老师： 李艳秋

评阅老师：

时间 2016 年 5 月

目录

一、前言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

1、倒车报警器的介绍以及意义

1.1 国内外发展的概况以及存在的问题 „„„„„„„„„„3

1.2 倒车雷达的发展 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

1.3 本设计的目的 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

1.4 研究意义 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

2、传感器的相关技术介绍 „„„„„„„„„„„„„„„„3

2.1 传感器的类型选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„3

1.1.1 传感器的主要类型 „„„„„„„„„„„„„„„„3

1.1.2 倒车过程中选用的传感器 „„„„„„„„„„„„„3

2.2 测距原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

二、正文 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

1、本设计的目的 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

2、条件 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

3、模型的建立„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

4、原理框图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6

5、工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

6、超声波测距误差分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9

百度文库

11 基于单片机的汽车倒车雷达系统设计

摘要

随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行，超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，本文介绍的就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞系统。

论文的内容是基于AT89C51单片机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AT89C51单片机结合于一体，设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞系统。该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。

论文概述了倒车雷达的发展及基本原理，整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。各探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距仪的各种功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。

关键字：单片机 超声波 AT89C51

一、引言

1、倒车雷达设计的背景

至今世界汽车工业经过了近122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，尽管每辆车都有后视镜，但不可避免地百度文库

22 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，提高驾驶的安全性，减少剐蹭事件。本次设计的倒车雷达预警系统主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物体的距离而设计开发的。该系统将微技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合，可检测到汽车倒车中，其障碍物与汽车的距离，通过液晶显示屏显示距离。

2、倒车雷达的发展状况

经济的发展和科学技术的进步，推动着交通运输业朝行驶高速化，车流密集化和驾驶非职业化的方向发展。同时，汽车的生产量和保有量都在急剧增加。但相应的公路管理，交通管理系统却相对比较落后，由此造成的事故频繁发生，在一些大城市尤为突出。智能交通系统ITS（Intelligent Transportation System）是当前国际各个国家共同关注的交通管理的前沿技术，它在充分发挥现有的交通基础设施潜能，提高工作效率，增强交通安全性，改善环境方面已取得卓越成效，很多国家都很重视相关项目的开发。中国也已开始进入相关技术的研究开发，倒车雷达技术是ITS中的一项重要研究，它的成功与否与ITS有着相当紧密的关系。