汽车防撞报警器的设计ppt课件
基于单片机的汽车防撞报警系统设计PPT
第二章
硬件简介
本设计中主要采用以AT89S51单片机芯 片、时钟电路、复位电路、LED显示、超 声波传感器5部分。
AT89S51单片机
各引脚功能
Hale Waihona Puke P2.0：接地 P4.0：正电源脚，正常工作或对片内EPROM写程序时，接+5V电源。 P1.9：时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端，是外接晶体的一个引脚。 P1.8：时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端，是外接晶体的另一端。当采用 外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。 RST/VPP(PIN1):复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复 位。 P0.0~p0.7：输入信号用于控制LED段选。 P1.0和p1.5、p1.6、p1.7与单片机编程器连接，是程序下载端口。 P3.0：ALE是允许地址锁存输出/编程脉冲输入引脚。当访问外部程序器时， ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时， ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是 否工作，也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点，当访问外部程序存储 器，ALE会跳过一个脉冲。 PSE：复位。 EA：电源输入端。
超生波传感器原理
超声波传感器采用电气方式中的压电式超声波换 能器。它是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两 个压电晶体和一个共振板。当它的两级外加脉冲信 号其频率等于压电晶体的固有振荡频率时，压电晶 体片将会发生共振，并带动共振板振动，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，将压迫压电晶体片做振动，将机械 能转换为电信号，就成为超声波接收器。在超声波 电路中，发射端输出一系列脉冲方波，脉冲宽度越 大，输出的个数越多，能量越大，所能检测到的距 离也越远。
智能型汽车防撞报警器的设计
按照系统设计的功能的要求，初步确定设计系统由单片机主控模块、显示模块、超声波发射模块、接收模块和报警模块共五个模块组成。
控制系统方框图如图 1 所示。该系统全部由单片机控制, 超声波发射电路能在单片机的控制下发出超声波。接收电路 接收到信号之后送入单片机进行处理, 算出车尾与障碍物之间的距离, 将处理结果送入显示电路进行显示,再按照技术指标的要求由语音报警电路进行报警。
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到发射波就立即停止计时。假设超声波在空气中的传播速度为C，根据计时器记录的时间 ，发射点距障碍物的距离S，如图2.2所示图.
S=Ct/2
由于是利用超声波测距，要测量预期的距离，所以产生的超声波要有一定的功率和合理的频率才能达到预定的传播距离，同时这是得到足够的回波功率的必要条件，只有得到足够的回波频率，接收电路才能检测到回波信号和防止外界干扰信号的干扰。经分析和大量实验表明，频率为40 左右的超声波在空气中传播效果最佳，同时为了处理方便，发射的超声波被调制成具有一定间隔的调制脉冲波信号。
unsignedints,t,i,xx,j,sj1,sj2,sj3,mqs,sx1;
voidcsbcj();
voiddelay(j);//延时函数
voidscanLED();//显示函数
voidtimeToBuffer();//显示转换函数
voidkeyscan();
voidk1cl();
voidk2cl();
压电传感器属于超声波传感器中电声型的一种。探头由压电晶片、楔块、接头等组成，是超声检测中最常用的实现电能和声能相互转换的一种传感器件，是超声波检测装置的重要组成部分。压电材料分为晶体和压电陶瓷两类。属于晶体的如石英、铌酸锂等，属于压电陶瓷的有锆钛酸铅，钛酸钡等。其具有下列的特性：把这种材料置于电场之中，它就产生一定的应变；相反，对这种材料施以外力，则由于产生了应变就会在其内部产生一定方向的电场。所以，只要对这种材料加以交变电场，它就会产生交变的应变，从而产生超声振动。因此，用这种材料可以制成超声传感器。
汽车防碰倒车撞报警系统设计.
目录摘要 (1)目录 (1)绪论 (3)第一章汽车防撞报警系统设计简介 (4)1.1 设计概要 (4)1.1.1设计任务与要求 (4)1.1.2研究方法 (4)1.1.3解决的关键问题 (4)1.2 汽车防撞报警系统设计的意义 (5)第二章设计思路分析 (7)2.1 系统总体方案 (7)2.2 工作原理 (8)2.3 控制器AT89C2051的功能特点 (8)第三章系统硬件电路设计 (9)3.1 系统硬件方案设计 (9)3.2 遥控器控制框图 (10)3.3 工作原理剖析 (11)3.3.1传感器的选择 (11)3.3.2超声波的发射与接收电路 (11)3.3.3测速原理 (12)3.4 实物设计所能达到的功能及操作说明 (12)第四章系统软件电路设计 (14)4.1 主程序 (14)4.2 串口通信模块——transplant．C (15)4.3 程序编写 (16)第五章调试与测试 (18)总结 (19)参考文献 (20)附录1 (20)附录2 (22)致谢 (25)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。
汽车防撞预警系统设计
汽车防撞预警系统设计一、系统概述汽车防撞预警系统主要由传感器、控制器、报警装置和执行机构四部分组成。
传感器负责实时监测车辆周围的环境信息，控制器对收集到的信息进行处理和分析，判断是否存在碰撞风险，如有风险，立即启动报警装置并控制执行机构进行干预。
二、传感器选型与布局1. 传感器选型为实现全天候、全方位的监测，本系统选用毫米波雷达、摄像头和超声波传感器三种传感器。
毫米波雷达具有穿透力强、抗干扰能力强等优点，适用于雨雾等恶劣天气；摄像头可识别道路标志、行人和车辆等目标；超声波传感器则用于检测车辆周围的近距离障碍物。
2. 传感器布局根据车辆结构和行驶需求，本系统将传感器均匀分布在车辆的前后左右四个方向，确保无死角监测。
具体布局如下：（1）前方：安装两个毫米波雷达，分别位于车辆前保险杠两侧，覆盖前方120°的监测范围。
（2）后方：安装一个毫米波雷达，位于车辆后保险杠中央，覆盖后方60°的监测范围。
（3）左右两侧：各安装一个摄像头，分别位于车辆左右两侧，覆盖左右两侧60°的监测范围。
（4）四周：安装四个超声波传感器，分别位于车辆前后保险杠和左右两侧，用于检测近距离障碍物。
三、控制器设计1. 算法设计（1）数据预处理：对传感器采集到的数据进行去噪、滤波等处理，提高数据质量。
（2）目标检测与识别：通过摄像头识别道路标志、行人和车辆等目标，结合毫米波雷达和超声波传感器数据，确定目标的位置、速度等信息。
（3）碰撞风险评估：根据目标的位置、速度等信息，计算与本车的相对距离和相对速度，预测未来一段时间内可能发生的碰撞情况。
（4）预警决策：根据碰撞风险评估结果，判断是否触发预警。
2. 硬件设计控制器硬件部分主要包括处理器、存储器、通信接口等。
处理器选用高性能、低功耗的嵌入式芯片，满足系统实时性和稳定性的需求；存储器用于存储算法模型和运行数据；通信接口负责与传感器、报警装置和执行机构进行数据交互。
防撞报警器
防撞报警器班级：****学号：****姓名：****1.系统方案设计1.1 概述随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量也在大幅攀升。
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。
汽车倒车防撞测距报警器一般有四种：1嘀嘀声加闪光，2音乐声加闪光，3语音声加闪光，4倒车到危险距离时发出警报声的超声波倒车报警器，由于很多研究都采用的是特殊难购的专用元件，使其难以推广，本设计采用国内生产的通用元件，成本较低廉，本设计使其在整个倒车过程中自动测量车尾到最近障碍物的距离，在倒车到极限距离时会发出急促的警告声，提醒驾驶员注意刹车。
(1) 预警时间不足最大有效探测距离的问题，大多数倒车雷达的最大有效探测距离：墙面小于2.5m,行人0.6-1.2 m。
如此以来，等报警器报警后汽车再减速就很紧张，明显感到预警时间不足。
(2) 反映速度迟钝多数成品倒车雷达的显示速度因为考虑到抗干扰等因素，显示更新的速度约0.2-0.4s，即在0.2-0.4s显示一次距离，根据以上的推断，从倒车雷达发现目标到发出警报如果需要3s秒，这时车已经行使了0.45s，这显然感到反应迟钝。
1.2 本设计的目的本设计可望成为驾驶员特别是货车以及公共汽车驾驶员的好帮手，可有效的减少和避免那些视野不良的大型汽车的如冷藏车、集装箱车、垃圾车、食品车、载货车、公共汽车等倒车交通事故。
1.3 研究意义超声波测距法是最常见的一种距离测距方法，应用于汽车停车的前后左右防撞的近距离，低速状况，以及在汽车倒车防撞报警系统中，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——折射，反射，干涉，衍射，散射。
超声波测距即是利用其反射特性，当车辆后退时，超声波距离传感器利用超声波检测车辆后方的障碍物位置，并利用指示灯及蜂鸣器把车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶人员，起到安全的作用。
2.工作原理2.1方案比较超声技术是一门以物理、电子、机械及材料学为基础的通用技术之一。
汽车倒车防撞报警装置
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。
汽车防撞预警系统的设计
前言前言国际上先进国家自80年代末开始研究汽车防撞系统。
90年代初，美国、德国、日本相继报道在民用汽车上装备防撞预警系统。
我国在这一领域起步较晚，目前由于存在报警系统本身的可靠性或误报警等问题，尚未见到有批量化生产和装备汽车的报道。
防撞有微波、激光和超声等多种方法。
微波系统测距范围较远，由于采用相控阵天线成像技术，已达到了实用化的程度，只是目前成本居高不下。
国内已有公司设计出激光汽车防撞系统样品，但由于激光波束较窄、路障报告率偏低而暂时不能推广。
声波的发射和接收是自然界中的普遍现象。
频率低于20KHz的声波人耳可辨，进行着各式各样、错综复杂的自然声音传递，因背景复杂而不利做测试媒体使用。
频率高于20Hz的超声波不仅波长短、方向性好、能够呈射线定向传播，而且碰到界面就会有显著反射。
这些特性有利于选用超声波做媒体，测定物体的位置、距离甚至形状等。
超声波传感器的特性：1.在自身特性谐振点40KHz附近可获得较高的灵敏度；2.谐振带宽、波束角可以通过制作工艺控制得很窄，有利于抗声波干扰设计；3.不受无线电频谱资源限制，易于抗电磁干扰设计。
另外，超声系统成本低、性能稳定可靠，应用前景好。
汽车防撞预警系统的设计1 选题背景1.1 题目来源其他1.2 研究的目的和意义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。
我国交通死亡率远远高于其他国家。
我国目前的交通安全相当于发达国家上个世纪70 年代水平。
我国的年死亡人数分别是美国的2.3 倍、日本的13.4 倍、德国的18.4 倍。
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。
汽车已经是一种非常成熟的工业制成品。
尤其在机械方面几乎没有太多的潜力可挖，目前主要在电控方面丰富和加强，随着集成电路和单片机在汽车上的广泛应用，汽车上的电子控制单元越来越多，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置（ABS）、安全气囊装置、电控门窗装置和主动悬架等等。
车辆防撞预警系统研究PPT课件
去噪技术
对传感器采集的数据进行 去噪处理，消除干扰信号， 提取有效信息。
目标跟踪技术
对探测到的目标物体进行 跟踪，实时监测其位置和 运动轨迹。
碰撞风险评估算法
碰撞概率评估
根据传感器采集的数据和车辆的行驶状态，评估 发生碰撞的可能性。
面临的挑战与解决方案
技术难题
如传感器精度、V2X通信稳定性等，需要不断进行技 术研究和改进。
成本问题
目前车辆防撞预警系统的成本较高，需要进一步降低 成本以扩大市场应用。
法规与标准
需要制定和完善相关法规与标准，以规范市场发展。
06 结论
研究成果总结
系统有效性
实时性分析
经过实验验证，车辆防撞预警系统能够有 效降低碰撞事故的发生率，减少人员伤亡 和经济损失。
信息采集
通过传感器、雷达、摄像头等设备采集车辆 周围的环境信息。
信息处理
将采集到的信息进行处理，包括去噪、滤波、 目标识别等。
碰撞风险评估
根据处理后的信息，判断是否存在碰撞风险， 并评估风险的等级。
预警输出
根据风险等级，选择合适的方式（如声音、 灯光、震动等）向驾驶员发出预警。
03 车辆防撞预警系统技术研 究
02 车辆防撞预警系统概述
车辆防撞预警系统定义
车辆防撞预警系统是一种利用先进的技术手段，对车辆周围 的环境进行实时监测，并在发现潜在的碰撞危险时向驾驶员 发出预警的装置。
它通过传感器、雷达、摄像头等设备获取车辆周围的环境信 息，经过处理后判断是否存在碰撞风险，并通过声音、灯光 、震动等方式向驾驶员发出预警，以避免或减少交通事故的 发生。
汽车防撞控制系统ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.汽车电磁波雷达防撞系统的工作原理 图3-4所示为该系统组成的方框图，当发射机采用微波调频连 续波体制时，在车辆行进中雷达窄波束向前发射调频连续波信号。
在正常行驶时，该系统处于非工作状态。当本车的车头非常接近 于前车的车尾时，该系统将发出防追尾警告。
在发出警告后，如果驾驶员没有采取制动减速措施，该系统便自 动起动紧急制动装置，以避免发生追尾事故。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
思考与练习
1.简述超声波倒车防碰撞系统的工作过程。 2.简述超声波倒车防碰撞系统的工作原理。
3.倒车防碰撞系统的工作过程 当挂上倒挡时，超声波倒车防碰撞系统即开始工作，发出“啷 嘟”的声音，表明该系统状态良好。当车与障碍物相距1.6m时， 可听见间断报警信号。离障碍物越近，声音越急促。如距离小于 0.2m，则连续发出报警声。报警范围如图3-8所示。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
传感器外形如图3-7所示，可发送超声波和接收反射后的超声 波。电子系统利用发送和接收到的超声波计算汽车与障碍物的距 离。
汽车报警信号装置PPT课件
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防撞系统报警
为了提高行车安全，保护车辆及乘员，现代汽车装备 了防撞系统。按照距离识别元件的不同，有红外线防 撞系统、超声波防撞系统、激光防撞系统等等。它们 均采用单片机控制技术，能够自动检测并跟踪被测车 辆与障碍物的距离，一旦该距离达到安全设置的极限 距离时，便通过控制发出报警声音信号，并自动刹车， 使车辆减速行驶乃至停车
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谢 谢 观 赏
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汽车报警信号装置第一组2015年10月27日精选ppt1学习汽车常见的报警灯及其控制原理2学习声音报警灯的原理及其控制电路一般报警灯和报警开关串联接入电路报警开关监视相应值并按照设定条件动作使得报警电路接通报警灯点亮
汽车报警信号装置
第一组 2015年10月27日
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（1）学习汽车 常见的报警灯 及其控制原理
制动液液面报警灯
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二、声音报警 倒车开关与倒车蜂鸣器
1-钢球 2-壳体 3-膜片 4-ຫໍສະໝຸດ 点 5-弹簧 6-保护罩 7、8-导线
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倒车蜂鸣器电控装置
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语音倒车报警
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座椅安全带报警系统
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前照灯未关及点火钥匙未拔报 警系统
如果驾驶员在离开车辆打开车门时没有关闭前照灯， 蜂鸣器或发音器便发出鸣叫提示。驾驶员边门控制开 关为常闭式、一端搭铁的开关，只有车门关闭时，该 开关才断开。如果前照灯开关在前照灯或停车挡，蓄 电池电压经蜂鸣器和灯光开关加至驾驶员边门控制开 关。如果此时驾驶员打开车门，蜂鸣器电路即被接通 ，于是发出鸣叫提示，直到前照灯关闭或驾驶员边门 关闭才停止，如图所示。
（2）学习声音 报警灯的原理 及其控制电路
汽车防撞预警
四、各种防撞预警系统 的比较
分类
优点
缺点Biblioteka 超声波汽车防 原理简单、成本低、制作方便 撞预警系统
高速行驶的汽车上的应用具有一定局限 性,这是因为超声波的传输速度受天气影 响较大,不同的天气条件下传播速度不一 样。
雷达汽车防撞 预警系统
激光汽车防撞 预警系统
机器视觉汽车 防撞预警系统
测量时间短、量程大(可达到10km 以上) 、精度高等优点 测量时间短、量程较大、精度高
综合型汽车防 撞预警系统
五、防撞预警系统实例 ——单目视觉汽车碰撞 预警系统
1、单目视觉汽车碰撞预警系统的总体设计和原理
2、图像识别处理算法
3、单目防撞预警系统的组成
六、防撞预警系统的缺 陷
▪ ①在汽车一方出现多目标时,不能很好的辨识出最危险的 目标,导致误报;
▪ ②在道路弯道处不能很好检测到危险目标,受公路上栏杆 影响,也导致误报和漏报;
来源： 金融时报
谢谢！
▪ 如果预示碰撞的时间少于采取行动正常反 应的时间，系统将会紧急刹车。
二、车道偏离预警
▪ 该功能基于计算车辆驶向车道标志的横向 速度。
▪ 系统能在无意识发生车道偏离前0.5秒发出 警报，提醒注意保持在原车道上安全行驶， 此功能特别适合长途驾车人士及疲劳驾车
▪ 警告机制的灵敏度是可调节的，如系统可 在车辆真正穿越车道标志的时候发出警告， 也可在此之前发出警告。
▪ ③雷达和激光都能测出上几公里的距离,但是在200m以下 效果不好、成本高、大题小做,并且它们系统复杂、体积 庞大、造价昂贵;
▪ ④激光的视觉角度几乎为0,方向性强,天气变化鲁棒性差;
▪ ⑤机器视觉的防撞预警系统的技术要求和硬件要求高,受 气候影响;
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论文课题内容 课题研究问题的现状 课题的意义
课题方案的实现
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课题研究问题的现状
生活中因倒车产生的事故到处可见 基于此原因倒车雷达系统应运而生
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பைடு நூலகம்
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课题的意义
减少不必要的损失，确保安全 提供一种简单，经济的设计
智能化的服务，人性化的设计
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设计方案的实现
总体方案 设计原理 主要模块介绍
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总体方案
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设计原理
本设计由单片机作为主控制器，控制超声波测距模块发出 40KHz的超声波，超声波在传送过程中碰到障碍物反射回 来，反射回来的超声波被接收探头接收后，经超声波测距 模块处理送回单片机计算，当时的距离由数码管显示屏显 示。 当离障碍物距离低于一定限度的的时候，（本设计的距离 是15cm），会发生声报警和光报警信号，用以提示距离太 近，以便及时刹车，有效的防止了倒车时因撞击而产生的 生命以及财产安全。
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设计方案的实现
距离大于15cm时正常显示
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谢
谢
请各位老师批评指正
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报警模块
声报警
光报警
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8
数码管显示模块
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9
数码管显示原理图
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10
超声波测距模块
HC-SR04的优势：
本模块性能稳定 测度距离精确
模块高精度，盲区小
性价比高
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硬件仿真
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设计方案的实现
距离小于15cm时正常显示，会产生光报警信号 和声报警信号