超声波测距汽车防撞系统
基于超声波测距的车辆前撞预警系统设计
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。
超声波测距在汽车倒车防撞系统中的应用
摘要：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，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
本文主要介绍超声波在汽车倒车防撞报警系统中的应用，以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。
关键字：超声波发生器；超声波换能器；测距1 引言近年来随着微电子技术发展而产生的小型价廉的微处理器（单片机）的出现，使超声波测距传感器的功能得到了提升。
有了微处理器不仅使测距的精度大为提高，而且为超声波测距技术的应用开辟更大的空间。
利用超声波制作汽车防撞雷达可以帮助驾驶员及时了解车周围阻碍情况，防止汽车在转弯、倒车等情况下撞伤、划伤。
2 超声波测距的工作原理与方式2.1 超声波测距的工作原理人能听到的声音频率为：20Hz~20kHz，即为可听声波，超出此频率范围的声音，即20Hz以下的声音称为低频声波，20kHz以上的声音称为超声波。
超声波是一种只有少数生物（如蝙蝠、海豚）才能感觉的机械波，其频率在20kHz以上，波长短，绕射小、能定向传播。
超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强。
为此，利用超声波的这种性能就可制成超声波传感器。
超声波测距的原理就是利用超声波发射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立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为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=340t/2 。
2.2 超声波测距的工作方式利用超声波测距的工作，就可以根据测量发射波与反射波之间的时间间隔，从而达到测量距离的作用。
其主要有三种测距方法：（1）相位检测法，相位检测法虽然精度高，但检测范围有限；（2）声波幅值检测法，声波幅值检测法易受反射波的影响；（3）渡越时间检测法，渡越时间检测法的工作方式简单，直观，在硬件控制和软件设计上都非常容易实现。
基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计
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。
基于超声波测距仪汽车防撞系统设计
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。
基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计
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。
超声波测距仪防撞系统
超声波测距仪防撞系统一、原理介绍1超声波测距器的系统框图根据设计要求并综合各方面因素，可以采用STC89C52单片机作为主控制器，用动态扫描法实现LCD数字显示，超声波驱动信号用单片机的定时器完成，超声波测距器的系统框图如下图所示1.1超声波测距原理发射器发出的超声波以速度υ在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t，由s=vt/2即可算出被测物体的距离。
由于超声波也是一种声波，其声速v与温度有关，下表列出了几种不同温度下的声速。
在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。
如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。
表1-1 超声波波速与温度的关系表温度（℃）-30-20-100102030100声速（m／s）3133193253233383443493861.2 超声波测距仪原理框图如下图单片机发出40kHZ的信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t，再由软件进行判别、计算，得出距离数并送LCD显示。
图1-1 超声波测距仪原理框图1.3课题设计的任务和要求设计一超声波测距仪，任务：(1).了解超声波测距原理。
(2).根据超声波测距原理，设计超声波测距器的硬件结构电路。
设计一超声波测距仪，要求：①设计出超声波测距仪的硬件结构电路。
②对设计的电路进行分析能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离。
③对设计的电路进行分析。
④以数字的形式显示测量距离。
2系统的硬件结构设计硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。
单片机采用AT89C51或其兼容系列。
采用12MHz高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。
单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号，利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号。
基于超声波传感器的汽车防撞系统研究
• 99•ELECTRONICS WORLD ・探索与观察超声波传感器可用于距离的检测与计算，在机器人的避障、汽车倒车、测量等许多方面都有着非常广泛的应用。
设计了一个基于超声波传感器的测距系统，包括超声波测距模块、单片机控制模块、驱动显示模块和报警模块。
当汽车与障碍物的距离低于预设报警距离，该系统会发出报警。
经测试，该系统精度能达到3mm ，报警距离可调，蜂鸣器报警以提示驾驶人员，可以有效预防碰撞。
概述：近年来随着社会的不断发展，传统的测距方法在很多场合如汽车防撞电子系统无法满足需求。
而超声波测距仪可以应用到汽车的防撞系统中，汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物体的距离与汽车本身的车速不相称造成的，即距离近而相对速度又太高。
这就可以运用到超声波测距原理，实时的检测车头或车尾与障碍物间的距离，当汽车与障碍物间的距离过近，会报警甚至紧急刹车。
这样就会大大提高汽车行驶的安全性，减少甚至避免车祸的发生（韩利凯，韩旭，基于A T89C51单片机的汽车智能防撞系统设计：电子设计工程,2017）。
19世纪末20世纪初，随着压电效应的发现，超声波可以用电子技术产生因而得到了广泛应用（杨秀增,杨仁桓，基于FPGA 的高精度超声波测距仪设计：现代电子技术,2017）。
中国测试技术研究所的李茂山对超声波测距原理、误差产生等进行了研究测试。
西安交通大学的雷鸣雳、周功道、冯祖仁分析了超声波回波反射法定位的缺点，提出了一种基于伪码技术的超声波无线电定位法。
实验表明，此方法提高了定位的准确性，扩大了有效应用范围（雷鸣雳,周功道,冯祖仁,基于伪码相关技术的超声波—无线电定位系统:微电子学与计算机，2004）。
日本的Takanori EMARU 提出了一种基于双频超声波的相位检测法，该方法的测量精度高。
本文首先研究了超声波测距的原理，介绍了超声波测距防撞系统的方案。
然后，详细阐述了超声波测距系统硬件电路和软件程序的设计。
最后，对系统进行测试分析。
超声波倒车防撞系统
超声波倒车防撞系统0 引言随着中国汽车数量的不断增多，道路拥堵，交通事故频发，给人们生活带了诸多不便，安全成为了第一要素，汽车防撞系统的设计和需求也迫在眉睫。
因此，设计了一种利用超声波测距，通过单片机实现的倒车防撞报警系统，主要考虑它的设计简单，易于操作。
1 超声波测距原理超声波是指频率高于20 kHz 的机械波。
而倒车时，为了防止撞上障碍物，需要测量障碍物到车之间的距离，这就需要使用超声波传感器。
超声波传感器又称为超声波换能器或超声波探头。
超声波传感器包括超声波发送器和超声波接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。
超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换成振动发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。
超声波测距的原理一般采用渡越时间法 （TOF,time offlight）。
超声波发射传感器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，传播的途中碰到障碍物就立刻返回来，超声波接收器接收到反射回来的波就立即停止计时，计算出超声波从发射到遇到障碍物返回时所用的时间t，常温下超声波在空气中的传播速度为V=340 m/s，根据公式S =V × t / 2，就可以计算出障碍物到超声波传感器之间的距离。
2 系统总体电路单片机AT89C51 编写程序产生方波，通过P1.0 口输出40 kHz 的脉冲信号，经超声波发射电路中CD4069 放大后驱动超声波发射探头UCM40T，产生超声波。
传播过程中遇到障碍物后产生回波送入超声波接收器，接收探头采用和发射探头配对的UCM40R，将超声波调制脉冲变为交流电压信号，经超声波接收电路中CX20106A 进行处理，通过7 脚输出，作为一个中断请求信号，送至单片机进行处理。
在单片机发射方波的同时，也就是超声波发射电路发射超声波的同时开启单片机内部定时器T0，通过定时器来记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。
基于超声波测距的倒车防撞报警系统研究
2、误差分析：对比实际测量距离与系统显示距离，发现误差在5%以内，满足 实际应用要求。
3、实用性评估：在多种不同类型的车型上进行测试，结果表明该系统具有良 好的通用性，可适用于不同车型。
3、实用性评估：在多种不同类 型的车型上进行测试
1、拓展测量范围：目前本系统的测量范围主要集中在20-60厘米，对于更远 距离的障碍物无法检测。因此，未来研究可考虑拓展测量范围，提高系统的实 用性。
超声波是一种频率高于赫兹的声波，人类的听力无法察觉。超声波具有方向性 好、反射能力强、能量集中等特点。本系统利用超声波的这些特点，通过测量 超声波从发射器发出到障碍物反射回来的时间，计算出车与障碍物之间的距离， 从而判断是否有可能发生碰撞。
本系统主要包括超声波发射器、接收器、微处理器和报警装置。 1、超声波发射器：产生高频超声波，向车后发射。
基于超声波测距的倒车防撞报 警系统研究
目录
01 超声波测距倒车防撞 报警系统研究现状
03 参考内容
02 研究方法
超声波测距在倒车防撞报警系统 中的应用与研究
随着汽车技术的不断发展，倒车安全问题越来越受到人们的。倒车时，驾驶员 常常无法全面观察到车后的障碍物，很容易发生碰撞事故。因此，倒车防撞报 警系统应运而生，成为汽车安全领域的研究热点。本次演示将探讨基于超声波 测距的倒车防撞报警系统研究，以期为提高汽车倒车安全性提供有力支持。
3、软件实现部分：采用C语言编写程序，实现超声波的发射、接收及数据处理 等功能。根据不同的障碍物距离，设置不同的报警等级，以便驾驶员根据警报 等级采取相应的措施。
3、软件实现部分：采用C语言编 写程序，实现超声波的发射、接 收及数据处理等功能
1、稳定性测试：在不同速度下进行倒车测试，发现本系统能够稳定地测量障 碍物距离，不受车辆速度影响。
毕业设计-汽车倒车防撞报警系统超声波倒车雷达-论文[管理资料]
![毕业设计-汽车倒车防撞报警系统超声波倒车雷达-论文[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/fa35e01caeaad1f347933fdd.png)
超声波倒车雷达摘要倒车雷达又称泊车辅助系统，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，解除了驾驶员泊车和起动车辆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，提高了安全性。
一般由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器等部分组成，现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒车时做到心中有数，使倒车变得更轻松。
倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种；接收方式有无线传输和有线传输等。
本方案采用语音提示的方式，本文介绍了以SPCE061A单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。
利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能，外接三个超声波测距模组，组成一个示例的倒车雷达系统，语音提示报警（~）范围内的障碍物。
关键词：倒车雷达超声波单片机SPCE061A目录第1章前言 (1)第2章实现功能 (2)第3章核心器件简介 (3)SPCE061A (3)SPCE061A简介 (4)芯片特性 (4)SPCE061A精简开发板 (4)超声波测距模组 (5)转接板 (9)第4章系统总体方案 (11)第5章系统硬件设计 (12)SPCE061A精简开发板电路原理 (12)SPCE061最小系统 (12)电源模板 (12)放音模板 (13)超声波测距模组电路原理 (13)超声波谐振频率发生电路、调理电路 (13)超声波回波接受处理电路 (14)超声波测距模组电源接口 (14)超声波测距模式选择跳线 (15)超声波测距模组接口 (15)转接板电路 (15)显示电路 (16)第6章系统软件设计 (17)超声波测距原理 (17)软件结构 (18)各模块程序说明 (18)超声波测距程序 (18)语音播放程序 (22)显示刷新程序 (23)主程序 (25)第7章连接与操作说明 (26)参考文献 (29)致谢 (30)第一章前言倒车雷达又称泊车辅助系统，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，解除了驾驶员泊车和起动车辆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，提高了安全性。
基于超声波测距的倒车防撞系统的设计毕业论文 精品
基于超声波测距的倒车防撞系统的设计论文作者姓名：申请学位专业：申请学位类别：指导教师姓名(职称)：论文提交日期：毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日基于超声波测距的倒车防撞系统的设计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。
现在汽车上有哪些预防撞报警系统？
现在汽车上有哪些预防撞报警系统？
汽车防撞报警系统是现在汽车主动安全控制系统重要的一部分，在汽车行驶过程中，预报警系统会对汽车周围的人或者物体与汽车的距离做出判断，当预定的距离小于系统设定的距离后，预报警系统会给驾驶者发出声光警报。
该系统通常包括一下三部分：
一测距装置：测距装置通常使用超声波，红外线，雷等测量障碍物与汽车的距离。
二执行装置：即将行车电脑处理后的结果以报警的方式呈现给驾驶员，目前采用较多的是声报警器或者光报警器，用灯光提醒并伴随语音提示，一般汽车会自动进行汽车制动或者使汽车转向。
三处理装置行车电脑中事先储存有相应的程序，当测距装置测的汽车存在危险距离时间，向执行装置发出信号，发出警报。
1. 雷达汽车防撞预报警系统
这种报警系统是当前用的最普遍也是最受欢迎的系统了，该系统由收发天线，混频器和定向耦合器等组成，汽车行驶时，通过雷达向前发出调频连续信号，当发射信号遇到目标时，被发射回来经混频放大后，可用其相应的信号来得到与障碍物的距离，从而做出相应的比较得出是否需要报警。
2.超声波汽车防撞预报警系统超声波测距具有成本低，制作方便并且原理简单的优势，工作时，超声波发生器不断发出一系列连续的脉冲，并给测量逻辑电路提供一个短脉冲，超声波接收器则在接收到障碍物反射回来的反射波后，也向测量电路提供一个信号，最后经过处理，自动计算出与障碍物之间的距离。
此外，当前还被应用的包括激光汽车防撞和机器视觉汽车防撞预报警系统等，以后该系统的发展会更加智能化和集成化。
浅析汽车倒车防撞系统超声波测距电路
0 引言目前，汽车车辆测距方法主要有：超声波测距、激光测距、雷达测距等三种。
采用超声波测距电路电子技术具有测距精确、灵敏度高、成本低、易于做到实时控制等优点，在汽车倒车预警测距电器装置中得到了广泛的应用。
汽车超声波测距电子电路技术，主要是解决汽车行驶的安全距离问题，超过安全距离，超声波测距防碰撞系统立即报警以至自动采取减速措施，使车辆处于安全状态。
1 汽车超声波测距工作原理汽车超声波测距的声波频率一般为40 kHz。
如图1所示，汽车超声波倒车报警系统装置。
系统有四个超声波传感器，均匀安装在汽车后保险杠上未喷漆的部位内。
超声波传感器既是执行元件又是传感器，既可发射信号，也可接收信号。
如图2所示，超声波传感器由一个无线电收发机和一个整理器构成（见图3），整理器将回波信号转换成数字信号传递给控制单元。
简单的工作过程是：当挂上倒挡时，超声波倒车测距系统即开始工作，发出“嘟嘟”的声音，表明该系统状态良好；当车与障碍物相距约1.6 m 时，听见间歇警报声。
离障碍物越近，声音越急促，距离小于约0.2 m 时，连续发出警报声。
回波信号被转换成数字信号，并将其传递到控制单元，控制单元根据回波的传播时间计算出与障碍物的距离，即：s=340 t/2（超声波常温下在空气中的传播速度为340 m/s）。
图1图2 超声波传感器结构图3 整理器构成2 超声波测距电路分析超声波测距电路由超声波发射电路、接收放大电路、倍压检波电路和实时监控电路四个部分组成，下面详细分析各组成电路的工作过程。
2.1 超声波发射电路超声波发射电路见图4，是555IC1定时器产生40 kHz 超声波的信号电路原理图。
电路中电阻R1、R2、电位器RP1和电容C2是外接定时元件，决定输出矩形脉冲的振荡频率和周期。
电路工作过程：按下电源按钮开关SA1后，作者简介：朱伟文（1972-）,男,广东河源人,本科,中级,维修电工高级技师,研究方向：汽车电子电气。
浅析汽车倒车防撞系统超声波测距电路朱伟文（广州市交通运输职业学校,广州 510440）摘 要：本文从汽车超声波测距基本原理开始，运用电路分析的方法，剖析超声波测距电子电路原理、组成、元件功能和工作过程；并以汽车超声波测距系统控制电子电路的实例（LM1812超声波控制电路），详细阐述了日产汽车倒车防撞报警系统超声波测距电路工作过程，希望能够为相关初学者和工作者提供借鉴。
2572-(正版)超声波测距汽车防撞系统资料
毕业设计（论文）基于51的超声波测距汽车防撞系统学生姓名［学号］专业班级分院係）［分院（系）］指导教师（职称）［指导教师（职称）］［姓名］［专业班级］2011年4月诚信承诺书本人谨此承诺，本人所写毕业设计（论文）均由本人独立撰写，无任何抄袭行为。
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学生签名: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、MCU、LED测距、传感器51 car collisi on avoida nee system based on [Abstract !Ultrasonic ranging car anti-collision system based on 51, introduces the principle and system frame of ultrasonic tran smitter and receiver circuit, the bli nd measureme ntaccuracy. The relati on betwee n time, using 51 sin gle-chi p pro cess ing, desig n the ultras onic liquid level detect ion system for measurement of distanee between two points. The system is mainly tran smitter circuit,ultras onic receiver circuit, si ngle-chi p microco mpu ter con trol circuit, keyboard circuit and dis play circuit. The use of ultras onic ranging automotive an ti-collisi on system are desig ned, the running distanee between vehicles were tested, two |carcollection | was |too closeto the system will send out sound and light alarm to warn the driver response action. This system has the advantages of easy control,reliable op erati on, high measuri ng p recisi on, real-time vehicle dista nee detect ing. distanee measurement, the ultrasonic imp rove th e distanee and area elim in ati on, to ultrasonic transmission microco mpu ter control level detect ion and dataaccurate compo sed of the ultras onic 【Key Words ! Ultras onic, MCU, LED, locati on, sensor51.1研究的背景........1.2研究的主要内容.1.3应解决的关键问题2电路方案论证2.1方案比较2.1.1激光测距2.1.2超声波测距2.2电路总体方案，3单片机概述3.1STC89C51主要性能 ...........3.2STC89C51外部结构及特性3.3STC89C51内部组成..........4超声波测距模块4.1超声波传感器介绍.....................4.2HC-SR04超声波测距模块的性能特点4.3HC-SR04的管脚排列和电气参数....4.3.1管脚简介........................121314 144.3.2 HC-SR04的电气参数4.4超声波时序图 (14)155系统硬件电路设计165.1单片机最小系统165.1.1 STC89C51 芯片165.1.2复位电路165.1.3晶振电路5.2驱动显示电路及报警电路5.2.1 LED数码管显示电路18 185.2.2蜂鸣器和LED报警....5.3 HC-RS04超声波测距原理18191112205.4按键设置电路6系统程序的设计22 6.1主程序 ..........6.2显示数据子程序 6.3报警子程序..…6.4按键子程序..…22 22 23 23 25 参考文献26 录（A ）27 录（B ）28 351.1研究的背景汽车业与电子业是世界工业的两大金字塔，随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越来广泛，汽车电子化的程度越来越高。
汽车防撞预警系统
汽车防撞预警系统实验思路由于超声波测距制作方便，成本较低，但是受外界环境（温度、雨、雾等）变化影响较大，单独使用只适用于短距离的预警。
毫米波雷达测距探测精度高，分辨力好，且受天气影响较小，但是有电磁干扰，会因雷达装置相互间的以及其他通信设施的电磁波干扰而发生误预警。
将毫米波雷达测距与超声波测距相结合，进行汽车危险预警。
可较小错误预警概率。
具体操作1.超声波预警通过阅读相关文献知，超声波测距的原理：超声波发射器不断发出一系列连续脉冲，并给测量逻辑电路提供一个短脉冲。
超声波接收器则在接收到所发射超声波遇障碍物反射回来的反射波后，也向测量逻辑电路提供一个短脉冲。
再利用双稳电路把上述两个短脉冲转化为一个方脉冲。
方脉冲的宽度即为两个短脉冲之间的时间间隔。
12S vt 只要测出时间即可。
图一：超声波测距原理图2.毫米波雷达预警工作频率在30GHz 以上的雷达称为毫米波雷达，利用目标对电磁波的反射来发现目标并测定其位置。
图二：雷达测距原理图雷达经天线向空间发射一定重复周期脉冲，如遇到目标则由目标反射回来的反射波将滞后于发射的高频脉冲一个时间差T r 和一个频移F α。
根据雷达可测定这两个数据，判断目标的位置：12r R C T =⋅ 2r V F αλ= R —目标导雷达的距离C —光速T r —电磁波往返与雷达与目标之间的时间间隔λ—雷达工作波长r V —雷达与目标之间的相对速度F α—多普勒频移而雷达在方位角方向转动，根据天线波束的志指向，可以确定α，同理，根据雷达在仰角方向转动，就可以确定仰角β3.两种预警结合3.1两种预警的优劣⑴超声波测距制作方便，成本较低，但是远程测距时精确度较低；⑵毫米波雷达系统远程测距较精确，但是受电磁干扰影响较大。
3.2两种预警的结合1)确定超声波和毫米波测距的最大精确范围S1和S22)将超声波发射器与毫米波雷达发射器分别连入同一个发射逻辑电路3)一般情况下超声波发射器连入发射脉冲，由测量逻辑电路和双稳电路分析出目标与发射器的距离4)当距离小于S1时，超声波系统连入输出逻辑电路，，提示危险或正常5)当距离大于S1时，超声波发射器的电路断开，毫米波雷达发射器连入发射电路，测出的距离小于S2时，将毫米波雷达系统连入输出电路，提示危险或正常；6)当距离大于S2时，不输出结果，并将毫米波雷达发射器断开，同时将超声波发射器介入发射电路，重复上述测量过程。
基于超声波测距的汽车防撞系统的研究
I
万方数据
Abstract
Shanghai Normal University Master of Science
Abstract
Frequent traffic accidents caused the number of death and loss is remarkable. According to statistics, each year nearly 10 million people in the world died or were injured in car accidents, the direct economic loss of more than $ 1 billion. How to avoid the vehicle collision and reduce the probability of traffic accidents are very important. For the analysis of road traffic accidents show that more than 80% of accidents are due to drivers do not react in time, more than 65% of the vehicles are rear-end collision and the rest belong to the side collision. Mercedes-Benz company for all kinds of traffic accident studies show that if the driver is able to realize early that there is a risk of accident and take appropriate measures, the most traffic accidents can be avoided. At present the establishment of the automotive anti-collision system for reducing the accident probability become the main research object. Most existing automotive anti-collision system at home and abroad based on radar ranging module. Its price is high and not conducive to large scale. Therefore, the establishment of inexpensive, functional collision avoidance system has practical significance and economic value。 This paper based on the ARM Embedded Linux operating system development platform, combined with AVR microcontroller, using ultrasonic ranging module, established collision avoidance system based on ultrasonic distance measurement. The system has advantage of high precision, long range, low price and can be applied in a variety of models. The system uses OK6410 ARM11 series as a system control board to process data information and establish a collision model, including determine the alarm information. AVR microcontroller measures distance that is passed to the OK6410 development board via RS232. 3G module will transfer vehicle distance and speed information to the monitoring center. The using of 3G module creases the monitoring capability, at the same time, provide security guarantee for the driver at the time of driver fatigue. Firstly, this paper introduces the overall structure of the system, including the definition of embedded system, the choice of embedded operating system and the use of 3G networks. Secondly, introducing the ultrasonic ranging module systems and collision avoidance algorithms. This paper points out the shortcomings of traditional anti-collision algorithm and establishes a new collision model. Finally, describing the hardware and software of system implementation methods and the performance of testing system. Paper verified the feasibility and
基于超声波汽车防撞系统终极版
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。
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毕业设计(论文)20年月基于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） ...................................................................... 错误!未定义书签。
致谢 (28)1 绪论1.1研究的背景汽车业与电子业是世界工业的两大金字塔，随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越来广泛，汽车电子化的程度越来越高。
汽车电子技术是汽车技术与电子技术想结合的产物。
汽车上的电器与电子控制系统在汽车技术进入机电一体化阶段的今天，地位极为重要，正在汽车技术领域发展成为一门独立的分支学科，其性能的优劣直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排放干净、及舒适性等。
电子控制技术在汽车上，首先应用于发动机燃油消耗控制与排放进化与排放控制，接着被应用于底盘部分的控制，以提高行驶的稳定性、安全性、与舒适性等。
随着交通运输向高密度发展，电子控制技术又进一步应用于汽车的乘坐安全性和导航等方面。
电子技术在汽车安全控制系统的应用主要是为了增强汽车的安全、舒适和方便。
应用的电子技术主要有：电子控制安全气囊，智能记录仪，雷达式距离报警器，中央控制门锁，自动空调，自动车窗、车门、座椅、刮水器，车灯控制，电源控制以及充电器等。
近年来汽车的自动调速系统，主动式汽车防撞系统，汽车监测和自诊断系统以及汽车导航系统也得到了广泛的应用。
在过去20~30年中，人们主要把精力集中于汽车的被动安全性方面，例如，在汽车的前部或后部安装保险杠、在汽车外壳四周安装某种弹性材料、在车内相关部位安装各种形式的安全带及安全气囊等等，以减轻汽车碰撞带来的危害。
安装防撞保险杠固然能在某种程度上减轻碰撞给本车造成损坏，却无法消除对被撞物体的伤害；此外，车上安装的安全气囊系统，在发生车祸时不一定能有效地保护车内乘务员的安全。
所有这些被动安全措施都不能从根本上解决汽车在行驶中发生碰撞造成的问题。
如果从预防撞车事故的发生的角度着眼，在提高汽车主动安全性方面下功夫，则可在汽车安全性领域有较大的突破。
汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物体（如汽车、行人或其他障碍物）的距离与汽车本身的车速不相称造成的，即距离近而相对速度又太高。
为了防止汽车与前方物体发生碰撞，汽车的车速就要根据与前方物体的距离变化由执行机构进行控制，使汽车始终在安全车速下行驶。
这样就会大大提高汽车行驶的安全性，减少车祸的发生。
发展汽车防撞技术，对提高汽车智能化水平有重要意义。
据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30%，路面相关事故的50%，迎面撞车事故的 60%; 1秒钟的预警时间可防止90%的追尾碰撞和60%的迎头碰撞。
汽车要避撞就必须凭借一定的装备测量前方障碍物的距离，并迅速反馈给汽车，以在危急的情况下，通过报警或自动进行某项预设定操作如紧急制动等，来避免由于驾驶员疲劳、疏忽、错误判断所造成的交通事故。
目前，大家都将防撞技术的关键点着眼于车辆测距技术。
1.2研究的主要内容课题《基于51的超声波测距汽车防撞系统》由51单片机最小系统、超声波测距模块、驱动显示电路、报警电路和按键电路等组成。
利用超声波测距模块HC-SR04测量距离，并对数据进行分析处理，传给51单片机，再通过LED数码管显示出来，可以通过按键调整报警距离，同时电源部分采用5V稳压直流电源。
1.3应解决的关键问题1、对主要硬件电路设计、制作实物时拟解决的关键问题是：声音的发射和接受时间的计算。
2、超声波测距采用软件编程实现。
3、超声波测距的死区解决。
4、按键对报警值的设置。
2 电路方案论证2.1方案比较2.1.1 激光测距激光测距一般采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。
脉冲法测距的过程：测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间，光速和往返时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。
相位法测距的过程：用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离，即用间接方法测定出光经过往返测线所需的时间。
2.1.2 超声波测距汽车防撞系统的基本超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射电到障碍物的实际距离，可见这与雷达测距原理相似。
超声波发射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立即停止计时。
从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。
2.2电路总体方案图2.1是电路总体框图，包括51单片机最小系统，HC-SR04超声波测距模块，LED数码管显示电路，蜂鸣器报警电路和按键电路。
图2.1 电路基本框图3单片机概述3.1 STC89C51主要性能STC89C51 是STC公司推出的一款超强抗干扰，加密性强，在线可编程，高速，低功耗CMOS 8位单片机。
片内含 4k bytes 的可反复擦写Flash只读程序存储器和256 bytes 的随机数据存储器（RAM），器件采用STC公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS－51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的STC89C51单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
3.2 STC89C51外部结构及特性其外形封装有两种方式：双列直插式40脚封装（DIP）和方形44脚封装（PLCC），直插式40 脚封装（DIP）和外部总线结构如图2和图3所示：图3.1 STC89C51引脚排列图3.2 外部总线STC89C51的 4 个 8 位I/O口的功能说明如下：（1）P0口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。