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。

本设计采用了以AT89C52为主控芯片，利用三极管的开关特性驱动T40—16（40kHz 超声波发射端子）发射40kHz方波，然后接收端子R40—16接收信号，经放大电路及后级处理后单片机接收到一个下降沿中断，对信号传输期间所计数据进行处理后实现LED显示障碍物与汽车发射端的距离。本文重点介绍了三极管的开关特性，发射端与接收端的压电效应，检波整流电路以及运放的简单应用。经过实际验证，在车体上合理布置该报警器，利用超声波测量汽车与障碍物距离，实现汽车前行和倒车时与障碍物之间距离的检测；通过LED点阵实时显示距离，使汽车避免和障碍物发生碰撞。实验表明该汽车防撞报警器具有测距速度快、准确度高、易于实现等优点，具有很好的应用前景。而且本设计的应用领域也将十分广泛，不仅可以在汽车工业中运用，当配上相应执行机构，还可以运用于工业机床的限位自动控制当中。

第一章汽车防撞报警系统设计简介

本设计利用MCS-51系列单片机为核心器件并结合比较常规的超声波传感器以及价格低廉的电子元件，由超声波发生电路、超声波信号接收电路、微波信号发生电路、感应信号放大及处理电路、中央处理单元电路，报警电路以及无线报警信号发射电路组成一个低误差，高精度，多功能的汽车防撞系统。

1.1 设计概要

1.1.1设计任务与要求

1）设计一套汽车倒车防撞报警系统：

◆要求有一台主机；

◆汽车与物体距离小于设定值时，利用蜂鸣器进行报警；

◆通过按键选择报警的距离；

◆数码显示选择的档位。

2）已知条件：防撞报警仪的主要设计指标

◆报警距离：5～30m，根据用户的具体需要连续可调；

◆根据用户的需要选用分档：0.6m，1.0m，1.5m，1.8m，2.4m；

◆电源：车载电瓶12V；

◆环境温度：-20～+70℃；

◆报警器尺寸：155mm×155mm×63mm，重量：3.5kg。

3）主要技术指标：

◆输入电源：车用直流电源，DC12V；

◆发射频率：40kHz；

◆接收频率：40kHz（中心频率）；

◆报警音量：≥……分贝；

◆探测距离：三档可调。

1.1.2研究方法

通过超声波和微波双重探测器、通过采样放大输入单片机系统、通过单片机的处理、完成对车辆周围障碍物的探测与报警，通过无线电信号向周围事物传递信息。

1.1.3解决的关键问题

解决周围无线电信号对系统准确性的干扰，准确区分障碍是否位于有效的范围内。

解决汽车防撞报警系统装备，需完成物体检测传感器的选型，设计放大器电路、控制信号转换电路、无线警示信号发射电路、报警电路。编写本设计所需要的程序，并对各部分电路进行实验、调试，最后完成系统的联调。最终达到：

1）具有测距功能，防护距离可人为预置；

2）具备测角能力，目标的方位角信息对于去除虚警是必不可少的；

3）信息传输选用无线射频方式，工作频率315MHz；

4）易于产生抗干扰性能强的复杂发射信号，配合实时高效的信号处理和目标检测算法，用以去除虚警；

5）能避开前后、左右、上下的障碍物；

6）当道路上故障车及事故车打开警示灯时，随即发射防撞信号。附近驶近车辆在150米处，能及时收到故障车及事故车发出的遇障语音提示，即三声“注意防撞”，在声音启动时本产品另有一红灯同时闪烁，直到驶离遇危区域红灯自动解除。

图1-1 系统总体框图

1.2 汽车防撞报警系统设计的意义

汽车防撞系统是一种高科技的产物，它将伴随着光机电一体化技术的进步而得到新的发展。汽车防撞系统的核心在于快速准确地测量出汽车前方障碍物之间的距离，并及时发