汽车防撞雷达系统的设计
基于AT89S52汽车防撞雷达系统的设计
防撞 雷 达 系统 结 构 框 陶
２１ 声 波传 感器 ．超
超 声 波 传 感 器 实 质 上 是 一 种 可 逆 的 换 能 器 。一 方 面 ， 它 将 电 振 荡 的 能 量 转 变 为 机 械 振 荡 ， 形 成 超 声 波 ；另 一 方 面 ．它 又 将 接 收 的 超 声 波 能 量 转 变 为 电振 荡 。 因 此 超 声 波 传 感 器 可 分 为 发 送 器 及 接 收 器 。 典 型 的 产 品 是 适 用 于 在 空 气 中 传 播 的 小 型 超 声 波 传 感 器 ，其 结 构 如 图 ２所
详细的描述。 关 键 词 ： 单片 机 ：超声 波 测 距 ：汽 车 防 撞 雷 达 中图 分 类 号 ：Ｔ ９ ９７ Ｎ ５ ．１ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １０ — ４ ２ ｆ０ １ ０ — ０ ９ ０ ０ ９ ９ ９ ２ １１ １ ０ ４ — ３
１引 言
间。
２３ 声波接 收 电路 ．超
形 共 振 盘
电 晶片
盘
电晶片
系统 中 超 声 波 接 收 采 用 和超
工业 自
基 子 Ａ ８ Ｓ ２汔 车 跻撞 蚕 达 系 统 的 设 计 Ｔ ９５
梁 小流 ， 陈炳 森 ， 梁建 和
（ 西 水 利 电 力职 业 技 术 学院 ， 广西 南宁 广 ５ ０ ９） ３ ２１
测 距 原 理 ，设 计 出 了一 种 基 予单 片机 Ａ ８Ｓ ２控 制 的 汽 车 防 撞 雷 达 系统 ．并 对该 系 统 的 硬 件 电 路 设 计 、软 件 Ｔ９ ５
呼传感 ： 号 传感 器 黎
／ ＼ ／ ／＼
系 统 电源
超 波 射 动Ｌ — 多 选 模 声 发 驱 ・ 路 择 块 —
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现激光雷达技术在汽车行业中的应用已经成为一个热门话题。
随着自动驾驶技术的发展和普及，基于激光雷达的汽车防撞预警系统也越来越受到关注。
本文将详细介绍基于激光雷达的汽车防撞预警系统的设计与实现过程。
一、激光雷达汽车防撞预警系统的原理激光雷达汽车防撞预警系统的原理是利用激光雷达传感器对车辆周围的环境进行实时监测，当激光雷达传感器探测到可能发生碰撞的危险情况时，系统可以通过声音、震动、甚至自动刹车等方式发出预警信号，提醒驾驶员及时采取避免碰撞的措施。
1. 激光雷达传感器的选择在设计激光雷达汽车防撞预警系统时，首先需要选择合适的激光雷达传感器。
传感器的选择需要考虑传感器的探测距离、角度范围、分辨率和精确度等参数，以确保系统能够准确监测车辆周围的环境并及时发出预警信号。
2. 数据处理与算法设计传感器采集到的数据需要经过处理和算法设计才能转化为实用的信息。
这一步需要对传感器采集到的数据进行滤波、识别和跟踪处理，以获取准确的车辆周围环境信息，并实时判断可能发生碰撞的危险情况。
3. 预警系统设计预警系统是激光雷达汽车防撞预警系统的核心部分。
预警系统可以通过声音、震动或者直接控制车辆的刹车系统来发出预警信号，提醒驾驶员及时采取避免碰撞的措施。
1. 硬件部分的实现激光雷达汽车防撞预警系统的硬件部分包括激光雷达传感器、数据处理模块和预警系统。
首先需要将选定的激光雷达传感器安装在汽车上，并与数据处理模块连接。
数据处理模块可以使用嵌入式系统或者单片机等硬件来实现对传感器数据的处理和算法的运行。
预警系统则可以通过声音模块、震动模块和车辆刹车系统等硬件来实现对驾驶员的预警。
软件部分是激光雷达汽车防撞预警系统的关键，它包括对传感器数据的处理算法和预警系统的控制软件。
传感器数据的处理算法需要包括数据滤波、目标识别与跟踪等功能，以确保系统能够准确地识别车辆周围的环境。
预警系统的控制软件则需要对驾驶员的预警信号进行适时、准确的控制。
汽车防撞雷达系统设计
ａ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｓ ．Ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｉ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ａ ｊ ｏ ｉ ｎ ｔ ｗ ａ ｖ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｆ ＭＣ Ｗ （ Ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｍｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ Ｗａ ｖ ｅ ）ａ ｎ ｄ Ｆ Ｓ Ｋ（ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ
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汽 车 防 撞 雷 达 测 量 主 车 与 目标 车 之 间 的 距 离， 同时 获取 相 对 速 度 以及 相 对 方 位 角 等 信 息 ， 并
分辨 率 。
关 键词 ： 汽 车 防撞 雷达 ； 调 频连 续 波 ； 频移键 控 ； 数 字波束 形成 ； 多重信号 分 类算 法
中图分 类 号 ： Ｔ Ｎ ９ ５ ３ 文献 标 志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ ４ — ２ １ ９ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ － ０ ０ ９ ０ ０４ －
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｆ ｏ ｒ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ａｎ ｔ ｉ － ｃ ｏ ｌ ｌ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｒａ ｄ ａ ｒ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
Ｓ ｕ ｎ Ｙｕ，Ｌ ｉ ｕ Ｇｕ ｉ ｄ ｏ ｎ ｇ，Ｆ ｕ Ｓ ｈ ａ ｏ ｂ ｏ
（ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ Ｍ Ｃ ｏ ｕ ｒ ｓ ｅ ｓ Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ， Ｍｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｙ ｒ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ３ ０ ０ １ ６ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现随着汽车的普及和城市化进程的加快，道路交通是人们生活中不可或缺的部分。
但是，交通事故一直是世界各国面临的难题。
为了降低交通事故的发生率，汽车防撞预警系统已经引起了世界的广泛关注。
本文将介绍一种基于激光雷达的汽车防撞预警系统的设计和实现。
1. 激光雷达的基本原理和特点激光雷达是一种利用激光束进行探测和跟踪的雷达。
它主要由激光发射器、光电探测器、信号处理器和数据处理器等组成。
激光雷达的工作原理是，通过激光发射器向目标发射激光束，当激光束遇到目标物体时，会反射回来，被光电探测器接收。
通过测量激光的时间延迟和频率变化等信息，可以确定目标物体的距离、速度、方向等参数。
激光雷达具有高精度、高可靠性、高分辨率、宽动态范围、抗干扰能力强等优点，因此在汽车防撞预警系统中得到了广泛应用。
2. 汽车防撞预警系统的工作原理汽车防撞预警系统会根据目标物体的距离、速度等参数来预测是否会与目标物体发生碰撞，并发出相应的警报。
如果司机没有及时采取措施避免碰撞，汽车防撞预警系统还可以根据预测结果自动制动。
汽车防撞预警系统主要由激光雷达、信号处理器、数据处理器、显示器等部分组成。
激光雷达的选择应根据目标检测的距离、角度、精度等需求进行选择。
同时，为了提高激光雷达的探测精度和稳定性，一般需要采用高精度的激光雷达控制器和滤波器等措施。
信号处理器主要负责从激光雷达中接收到的信号中提取有用的信息，并将其转化成数字信号传送到数据处理器进行处理。
为了保证信号的稳定性和可靠性，一般还需要采取多种滤波器对信号进行处理和优化。
数据处理器主要负责对激光雷达获取到的数据进行处理和分析，并根据预定的算法和逻辑来进行目标检测和预测。
为了提高系统的实时性和准确性，一般需要采用高速、低功耗的数据处理器。
显示器主要用于显示系统运行状态、目标检测结果和警报信息等。
4. 结论汽车防撞预警系统可以通过基于激光雷达的目标探测和预测来降低交通事故的发生率。
传感器课程设计--汽车倒车防撞雷达系统设计
汽车倒车防撞雷达系统设计摘要：本文在查阅分析了现有的几种不同测距原理后，确定了使用超声波测距，并对基于超声波测距的倒车雷达报警系统的设计进行了深入分析和研究。
该系统分为系统控制模块、超声波发射模块、超声波接受模块、温度采集模块和液晶显示及声光报警模块。
在硬件电路中，详细阐述了运用单片机技术实现的倒车雷达报警系统的测距实现原理，分析了以ATMEGA16单片机为主控单元的硬件系统和软件设计，并分别对每个模块进行了分析，使我们对该系统由较好的认识和理解。
关键词：倒车雷达超声波测距1 概述在现代社会中，随着汽车的增多和停车位日趋紧张，泊车成为很多车主头痛的问题，这时汽车倒车防撞报警系统就成了汽车的好助手。
汽车倒车防撞报警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，提高了倒车的安全性。
本系统以ATMEGA16作为核心处理器，采用超声波原理测量出障碍物距车尾的垂直距离。
系统硬件原理图如图1.1：图1.1 倒车雷达报警系统框图该系统整体设计思路如下：警报系统装于汽车尾部，与汽车倒车闸相连，当汽车倒车时，该报警系统开始工作。
ATMEGA16单片机为主控模块，将各个子模块联系起来共同工作，当超声波模块发出脉冲信号时，主控模块内部计数器开始工作。
超声波接收模块接到障碍物反射回来的声波后将信号传递给主控模块，主控模块内部的计数器计数停止，从而得到声波往返所用时间。
温度采集模块不断测试环境温度，并将此信息传递给主控模块。
主控模块根据温度得出此时超声波速度，进而计算出此时汽车尾部与障碍物的距离。
主控模块距离信息传递给液晶显示模块和声光报警模块，使液晶显示屏显示当前车尾与障碍物的距离，同时控制声光报警模块，当距离小于设定值时发出声光警报，从而提醒司机注意，防止倒撞。
2 系统硬件电路设计系统电路主要由三大部分组成：（1）超声波发射接收模块；（2）ATMEGA16单片机主控模块；（3）距离显示模块和声光报警模块。
汽车防撞雷达方案设计说明书范本
汽车防撞雷达方案设计说明书范本一、引言本倒车雷达方案是根据某车型配置表，功能定义表、效果图及竞争车型进行设计的，因此仅适用于此款车型。
二、设计依据QC/T29106《汽车用低压电线束技术条件》QC/T549《汽车倒车报警器》QC/T413《汽车电气设备基本技术条件》GB/T17619《机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法》ISO17386《运输信息和控制系统，低速行驶操纵辅助系统的（MALSO）性能要求和测试方法》GB/T21436《汽车泊车测距警示装置》三、设计说明3.1根据《设计任务书》要求，并参考了竞品车倒车雷达技术，本车防撞雷达设置4个探头，通过单独设置的主机控制，并将信号发给仪表中的蜂鸣器，以提醒驾驶员。
传感器水平探测角度80°，垂直探测角度34°3.2探头分布从左到右间隔325mm、752mm、325mm，见图2。
传感器安装位置法相与XY面角度大约为+4°探头与地面线距离：3.3基本原理倒车雷达的工作节拍和侦测数据处理均由倒车雷达传感器内部MCU 完成，一旦探测到障碍物，便将障碍物报警信息传输到防撞雷达控制器,由防撞雷达控制器通过LIN线连接到组合仪表控制蜂鸣器报警提示驾驶员。
每个传感器具有相同的功能，可以独立工作，位置也可以互换，在每次上电自检是会重新对传感器位置进行识别。
3.4系统部件设计说明倒车雷达作为一个LIN的节点与组合仪表对接,室内接线盒给倒车雷达供电。
3.5倒车雷达传感器传感器主芯片采用定制芯片3.6功能传感器应具有以下功能，且应抗干扰能力强，并防水、防尘。
①上电时，雷达控制器发出信号给倒车雷达传感器，传感器开始自检并判断传感器位置。
②挂入倒档时，传感器发出并接受探测波，对探测波进行运算处理后，将运算结果发给雷达控制器，如果后方有障碍物，雷达控制器控制蜂鸣器（设置在组合仪表中）进行报警。
③当倒车雷达系统出现故障时，可以通过OBD接口对系统进行诊断。
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。
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着交通工具的普及和道路交通的日益繁忙，交通事故成为了一个不容忽视的问题。
为了降低交通事故的发生率，提高交通安全水平，汽车防撞预警系统应运而生。
而基于激光雷达的汽车防撞预警系统因其高精度、高可靠性等优点受到了广泛的关注。
1. 激光雷达技术的应用激光雷达是一种利用激光来测量目标距离、速度和方向的传感器。
它具有测距精度高、反应速度快、不受光照影响等优点，在汽车防撞预警系统中得到了广泛的应用。
激光雷达通过发射一束激光束，当激光束碰撞到障碍物时，激光束就会反射回来，通过检测激光束的反射时间和角度等信息，就可以确定障碍物的位置、距离以及速度等参数，从而实现对障碍物的检测和预警。
2. 汽车防撞预警系统的设计基于激光雷达的汽车防撞预警系统主要由激光雷达传感器、控制单元、驾驶员预警装置等部分组成。
激光雷达传感器负责实时监测车辆前方的道路情况，控制单元负责处理传感器采集的数据并进行分析，而驾驶员预警装置则负责向驾驶员发出预警信号。
整个系统通过这三个部分的协作，可以实现对车辆前方障碍物的及时监测和预警，从而帮助驾驶员避免碰撞事故的发生。
3. 实现过程在汽车防撞预警系统的实现过程中，需要克服一些技术难题。
首先是激光雷达传感器的精度和稳定性问题，由于激光雷达传感器需要在复杂的道路环境中工作，因此需要保证传感器具有足够的精度和稳定性来应对各种复杂情况。
其次是控制单元的算法设计和实时性要求，算法要能够对传感器采集的数据进行实时处理和分析，并且能够准确地对障碍物进行识别和预警。
最后是驾驶员预警装置的设计和人机交互性能，预警装置需要能够准确地向驾驶员发出预警信号，并且要求操作简单、易懂，不会影响驾驶员的正常驾驶。
4. 系统测试为了验证汽车防撞预警系统的可靠性，需要进行一系列的系统测试。
首先是在实验室中对系统的各个部分进行功能测试，包括激光雷达传感器的测距精度、控制单元的数据处理能力、以及驾驶员预警装置的预警效果等。
汽车防撞雷达实验系统的研制
防撞雷达系统的基本原理
单目标回波时，发射信号和反射信号将进行混频，混频后得到的信号中含有目标的相对距离和相对速度的信 息。
线性FMCW雷达结构简单，比较适宜测量近距离目标，故作为目前车用防撞雷达的普遍选择方式。其基本原理 可以描述为信号的瞬时频率随时间线性变换，当前方有单目标回波时，发射信号和反射信号将进行混频，混频后 得到的信号中含有目标的相对距离和相对速度的信息。
谢谢观看
实验系统是利用FMCW（FrequencyModulationContinuousWave）雷达作为探测手段，由于采用线性调频方 式达到测距的目的，所以雷达信号的线性度对测量距离的精度有较大影响。为了保证足够的线性度，雷达的控制 信号选择在1．5～3V之间，这是因为在这段区间内该雷达的VCO（VoltageControlledOscillator）压频曲线线 性度较好，在控制信号端不需要作很大的调整。考虑到波形方式的可变性，该例利用89C52做信号发生器，首先 设计所需的雷达波形数据并存入单片机的数据存储区中，后送D/A转换，经过调整电路产生所需的控制电压波形。 该系统选用的D/A为IT公司的TLV5619，该芯片具有12位分辨率，电压输出，最小转换率为1MSPS。所产生的信号 为400Hz的三角波。
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现一、激光雷达汽车防撞预警系统的原理激光雷达是一种通过测量光的时间差来确定目标距离的传感器。
在汽车防撞预警系统中，激光雷达主要用来探测前方障碍物的距离和速度，从而实现对潜在碰撞危险的监测和预警。
激光雷达汽车防撞预警系统的工作原理如下：当汽车发动机启动后，激光雷达系统开始工作，通过激光发射器发出一束激光，在宽度范围内扫描前方的障碍物。
当激光束遇到障碍物时，一部分激光会被反射回来，激光雷达系统通过接收器接收反射回来的激光，并通过测量激光的时间差来确定障碍物的距离和速度。
系统会将这些数据与车辆自身的速度和加速度等信息结合起来，通过算法分析得出可能的碰撞危险，并及时做出警告或者自动刹车等措施，从而避免碰撞事故的发生。
1. 系统硬件设计激光雷达汽车防撞预警系统的硬件主要包括激光发射器、接收器、信号处理器、控制器等组成部分。
激光发射器用于产生激光束，接收器用于接收反射回来的激光，信号处理器用于对接收到的激光信号进行处理，控制器用于系统的整体控制和数据处理。
在设计时，需要根据汽车的实际情况和需要，选择合适的硬件设备，并设计相应的电路和系统结构。
激光雷达汽车防撞预警系统的软件设计包括激光雷达信号处理算法、碰撞检测算法、预警系统算法等。
激光雷达信号处理算法主要用于对接收到的激光信号进行滤波、增强和去噪等处理，以提高系统的性能和稳定性。
碰撞检测算法主要用于对处理后的激光信号进行分析，判断潜在的碰撞危险。
预警系统算法主要用于根据检测到的碰撞危险，做出相应的警告和控制决策。
软件设计时需要根据系统的实际需求和硬件设备的特点，选择合适的算法，并进行相应的优化和调试，以确保系统的准确性和稳定性。
3. 系统集成与测试在硬件和软件设计完成后，需要对系统进行集成和测试。
集成阶段主要包括硬件设备的安装和连接，软件的加载和配置等。
测试阶段主要包括系统的功能测试、性能测试和稳定性测试等。
通过集成和测试，可以发现和解决系统中可能存在的问题，确保系统能够正常工作和达到预期的效果。
超声波倒车雷达的系统设计
超声波倒车雷达的系统设计摘要倒车雷达是针对日益拥挤的道路交通状况、以及在停车场、车库、街道等比较狭窄区域，避免车与车，车与人以及车与墙壁等障碍物发生碰撞，摩擦而出现的一种着眼于倒车防护的汽车防撞系统。
随着越来越多的高科技产品逐渐融入了日常生活中，倒车雷达系统发生了巨大的变化。
仿生学、声学等前沿学科的技术的日趋成熟与实用化，赋予了倒车雷达系统新的的研究方向与意义。
本文描述了一个由三个超声波测距模块构成的，提供语音报警功能的超声波倒车雷达系统。
该系统采用凌阳16位单片机SPCE061A 为核心，分别控制三个超声波模块，每一个超声波测距模块都被设定面向不同方向，以探测不同方向的障碍物。
本系统采用单片机控制时间计数和超声波的发射和接收，利用超声波回波的间隔时间，得出实测距离。
结果表明该系统具有结构简单、工作可靠、精度高等特点。
关键词：SPCE061A单片机；超声波测距；语音提示Ultrasonic Parking Sensor System DesignABSTRACTThe back-draft radar is aims at day by day the crowded road traffic condition, as well as in the parking lot, the garage, the street and so on the quite narrow region, avoids automobile and automobile, obstacle and so on Automobile and person as well as vehicle and wall has the collision, one kind which the friction appears focuses to the back-draft protection automobile collision avoidance system.As well as the high-tech products gradually integrated into the daily life, the Parking Distance Control system has undergone tremendous changes. The Parking Distance Control system has been given the new direction of the research and significance by the developed of the Bionics, Acoustic, etc. This article describes a Parking Distance Control system which contains three ultrasonic ranging modules and the results can be pronounced in real-time. The three ultrasonic ranging modules are set to three different directions to detect the roadblock .This three modules are control by the system which is based on sunplus SPCE061A microprocessor. The time counting and both the transmitting and receiving of the ultrasonic wave are controlled by the microprocessor. The measured distance can be calculated and displayed by the echo time by the code. The features of the simple hardware, stable operation and high precision are incarnated in the proposed system.Key Words: SPCE061A microprocessor ;Utrasonic ranging ;Vice prompts目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.1.1 倒车雷达的发展历史 (1)1.1.2 倒车雷达的发展方向与展望 (3)1.2课题任务及要求 (3)1.3课题的主要内容及目的 (3)第二章超声波倒车雷达系统的总体方案论证 (5)2.1超声波测距PWM信号方案论证 (5)2.1.1超声波测距PWM信号硬件实施方案 (5)2.1.2超声波测距PWM信号软件实施方案 (6)2.1.3超声波测距PWM信号实施方案比较 (6)2.2超声波倒车雷达系统硬件方案论证 (7)2.3超声波倒车雷达系统软件方案论证 (9)第三章超声波倒车雷达系统的硬件设计 (10)3.1 SPCE061A精简开发板电路原理 (10)3.1.1 SPCE061A简介 (10)3.1.2电源模块 (11)3.1.3放音模块 (11)3.2 超声波测距模块电路的设计 (12)3.2.1超声波谐振频率调理电路的设计 (12)3.2.2超声波回波信号处理电路的设计 (13)3.2.3超声波测距模式选择电路的设计 (14)3.3 转接板电路的设计 (15)3.4 显示电路的设计 (16)3.4.1二极管闪烁报警电路的设计 (16)3.4.2 LCD显示报警电路的设计 (16)3.5 各模块接口分配 (17)第四章超声波倒车雷达系统的软件设计 (19)4.1 超声波测距原理 (19)4.2 μ'nSP IDE的项目文件管理的组织结构 (19)4.3 软件架构 (20)4.4 各模块程序的设计 (21)4.4.1 主程序的设计 (21)4.4.2 超声波测距程序的设计 (22)4.4.3语音播放程序的设计 (24)4.4.4 二极管闪烁程序的设计 (25)4.4.5 LCD初始化及驱动程序的设计 (26)第五章总结 (27)参考文献 (28)附录程序清单 (29)致谢 (46)第一章绪论超声波雷达又称泊车辅助系统，是一种利用超声波原理,由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后,反射此声波探头,从而计算出车体与障碍物之间的距离。
汽车智能测距防撞系统设计
汽车智能测距防撞系统设计引言汽车智能测距防撞系统是一种能够帮助司机防止与前方车辆碰撞的技术。
随着交通事故的不断增加和汽车平安意识的提高，汽车智能测距防撞系统变得越来越重要。
本文将介绍汽车智能测距防撞系统的设计。
系统原理汽车智能测距防撞系统基于雷达技术，通过发射和接收无线电波来测量与前方车辆的距离，并根据测量结果提供警告或自动制动。
系统主要由三个主要组件组成：传感器、处理器和警告/制动装置。
1.传感器：系统使用雷达传感器来测量与前方车辆的距离。
传感器发射无线电波并接收其反射，然后根据反射的时间和速度计算距离和相对速度。
2.处理器：传感器收集到的数据将传输到处理器进行处理。
处理器使用算法来分析数据并确定与前方车辆的距离和速度。
如果距离过近或速度差异较大，那么处理器将触发警告或自动制动。
3.警告/制动装置：警告装置可以通过声音、光线或振动等方式向司机发出警告。
如果距离过近或速度差异过大，系统还可以自动制动来减少碰撞的风险。
系统设计为了实现高效的汽车智能测距防撞系统，需要考虑以下设计方面：1. 传感器选择选择适宜的传感器对系统的性能至关重要。
雷达传感器是智能测距防撞系统的常用选择，因为它们能够提供准确的距离和速度测量。
此外，传感器的价格、尺寸、功耗和可靠性也需要考虑。
2. 数据处理算法设计高效的数据处理算法可以提高系统的性能。
处理器需要能够快速准确地分析传感器收集的数据，并根据距离和速度计算结果来触发适当的警告或制动。
算法的优化可以减少计算时间，提高系统的实时性。
3. 警告装置设计警告装置应该能够有效地向司机传达警告信息，以便及时采取防止碰撞的行动。
声音、光线和振动等方式可以结合使用，以适应不同驾驶环境和司机的需求。
4. 自动制动设计当距离过近或速度差异较大时，系统应该能够触发自动制动来减少碰撞风险。
自动制动系统应该具备灵敏度高、反响快的特点，确保在紧急情况下能够准确地控制车辆速度。
5. 系统集成最后，将传感器、处理器、警告/制动装置等组件集成在一起是实现一个完整的汽车智能测距防撞系统的关键。
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计毕业设计
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进展交通运输业日趋兴隆，汽车的数量在大副爬升。
交通拥堵状况也日趋严峻，撞车事件屡屡发生，造成了不可幸免的人身伤亡和经济损失，针对这种情形，设计一种响应快，靠得住性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行，超声波测距法是最多见的一种距离测距方式，本文介绍的确实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，主若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。
该系统采纳软、硬件结合的方式，具有模块化和多用化的特点。
论文概述了倒车雷达的进展及大体原理，整个电路采纳模块化设计，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置，实现超声波测距仪的各类功能。
在此基础上设计了系统的整体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。
相关部份附有硬件电路图、程序流程图。
关键字：单片机超声波 AT89C51一、引言一、倒车雷达设计的背景至今世界汽车工业通过了近122年的进展，今世汽车已经超级成熟和普遍了。
汽车已经渗透于国防建设、国民经济和人类生活的各个领域当中，成为人类生存必不可少的、最要紧的交通工具，尽管每辆车都有后视镜，但不可幸免地都存在一个后视盲区，倒车雷达那么能够在必然程度上帮忙驾驶员扫除视角死角和视线模糊的缺点，提高驾驶的平安性，减少剐蹭事件。
本次设计的倒车雷达预警系统主若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。
二、倒车雷达的进展状况经济的进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进展。
同时，汽车的生产量和保有量都在急剧增加。
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现随着汽车的普及和交通量的增加，交通事故也越来越多。
由于驾驶员的疏忽或操作失误导致的追尾事故占据了很大的比例。
为了解决这一问题，汽车防撞预警系统应运而生。
而基于激光雷达的汽车防撞预警系统由于其精准度高、反应速度快等优点受到了广泛关注。
本文将介绍一种基于激光雷达的汽车防撞预警系统的设计与实现。
一、系统设计1. 激光雷达传感器激光雷达传感器是整个系统的核心部件，它主要负责对前方的障碍物进行探测和测距。
激光雷达采用激光束来扫描周围环境，并通过接收返回的激光信号来计算出障碍物的距离和形状。
激光雷达传感器的性能将直接影响到整个系统的准确性和可靠性。
2. 数据处理模块通过激光雷达传感器获取到的障碍物信息需要经过数据处理模块进行处理和分析。
数据处理模块主要负责对激光雷达传感器采集到的数据进行滤波、特征提取、目标识别等处理，从而得到准确的障碍物位置和状态信息。
3. 预警系统预警系统是整个汽车防撞预警系统的重要组成部分，它通过接收数据处理模块输出的障碍物信息，并根据事先设定的算法判断是否存在碰撞危险。
一旦系统判断存在碰撞危险，就会通过声光等方式向驾驶员发出警告，提醒其及时采取避让措施。
二、系统实现在实际应用中，一般会选择360度全向扫描的激光雷达传感器，以确保对全方位的障碍物进行探测。
在汽车上会通过精心的布置，将激光雷达传感器安装在车辆前部，保证对前方障碍物的有效探测。
数据处理模块的设计需要采用成熟的算法和技术，比如在目标识别方面可以使用深度学习等技术，以提高系统的检测准确性和鲁棒性。
数据处理模块还需要考虑系统的实时性和稳定性，确保系统可以在实时和动态的交通环境中正常运行。
预警系统的开发需要结合驾驶员的习惯和反应时间，设计合理的预警算法。
一般来说，预警系统会通过声音、光线、振动等方式向驾驶员发出警告，同时还要考虑驾驶员在接收警告后的反应，以免因为警告过于突然而导致驾驶员的慌乱。
汽车防撞雷达结构设计_王志勇_尚伟科_李钊_陆景松_王田_杨林
汽车电子• Automotive Electronics250 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】汽车防撞雷达 结构设计 载荷分析1 雷达系统设计汽车防撞雷达（以下简称雷达）安装在车辆侧后部骨架上，车辆在天线阵面前方安装有高分子材料制成的保险杠，雷达布局时需避开汽车尾灯和其他强反射的金属物等，和保险杠也应保留足够的变形空间和安全距离，在有限的车体空间内，防撞雷达的“适装性”设计尤为重要，系统设计时必须突破雷达常规的结构功能单元划分概念。
该雷达从系统架构上分为了微带天线、射频前端、中频模拟、数字处理和系统电源等部分，随着电子器件封装密度不断提高和集成电路的发展，已经实现将天线和射频前端等模拟电路和信号处理数字电路集成到一张电路板（图1），宏观上由单张电路板实现完整的雷达功能，最大限度的实现了雷达的集成设计。
2 结构系统设计基于雷达工作需单面透波的特点，除包含多层电路板和连接器的电讯器材外，其他雷达结构件简化为天线罩、盒体两部分，天线罩采用工程塑料注塑成型，盒体选用铝合金制造，二者通过螺钉固定，方便拆装和维护，同时也需方便结构设计和加工，降低制造成本。
2.1 天线罩结构设计天线罩安装于雷达阵面前方，单层罩结构形式，外表面为等厚度的平面，离天线的距离值恒定，用于保护雷达天线免受恶劣环境的影响。
但天线罩同时自身也影响了天线的电性能，因此选用的原材料应具备良好的透波性，需重点关注“介电常数”和“介电损耗角正切”等参数值，经过调研使用（PPO ）材料通过模具热注塑成型，该天线罩具备优良的综合性能，刚度高、重量轻、制造工艺性好和环境适应性强。
天线罩安装时需要使用螺纹孔，基于聚苯醚材料不易加工有应力开裂倾向的特点，在螺纹孔处安装相应的钢丝螺套，增强构件螺纹的强度和耐用性。
如图1所示。
2.2 盒体结构设计汽车防撞雷达结构设计文/王志勇 尚伟科 李钊 陆景松 王田 杨林盒体是雷达的结构主体，除了安装和固定雷达电讯器材外，同时需要快速将雷达工作产生热量传出雷达，并且可以将轻微弯曲变形的天线阵面进行校直。
汽车防撞毫米波雷达系统参数优化设计
中 图分类 号 ：Ｎ ５ Ｔ ９３ 文 献标 识码 ： Ａ ｄｉ１ ．９９ ｉｉ ｎ １０ — ９ ｘ ２ １ ．７ ０ ６ ｏ：０ ３ ６／ ． ｓ ．０ １ ８ ３ ．０ １０ ．１ ｓ
Ｐａ ａ ｅ ｅ ｓ Ｏｐ ｉ ｉｅ ｓｇ ｆＡｕ ｏ ｏ ｉ ｔ－ ｏｌｓｏ ｒ ｍ ｔ ｒ ｔｍ ｚ ｄ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｔ ｍ ｂ ｌ Ａｎ ｉｃ ｌｉｉ ｎ ｅ
Ａ ｓ ａｔＴ ｅｄ ｔ ｃ ｄｖｌ ｉ ｄｘｓ ｆ Ｖ Ｗ（ ｉ ａ ｒ ｕｎｙＭ ｄｌｔｎ Ｃ ｎ ｎｕ ｖ ）ｒｄｒ ｂｔ ｃ：ｈ ｉａ ｅａ ｅ ｃｙｉ ｅｅ ＭＣ Ｌｎ ｒ ｅ ｅｃ ｏ ｕ ｉ ｏｔ ｏｓＷａｅ ａａ ｒ ｓｎ ｎ ｏｔ ｎ ｏＬ ｅ Ｆｑ ａｏ ｉ
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-126-度高的酒精误差小，这也是设计的该酒精浓度探测仪适合与检测酒后驾车的原因，因为人在饮酒后，从呼吸道呼出的酒精气体浓度一般都不是很高。
因此，经过适当的改进，可以用于检测酒后驾车。
参考文献[1]彭军.传感器与检测技术[M].西安:西安电子科技大学大学出版社,2003.[2]高伟.51单片机原理及应用[M].北京:国防工业出版社,2008.汽车防撞雷达系统的设计德州学院汽车工程学院 寻 莹【摘要】随着我国汽车行业不断发展，公路交通随着出车流密集化和驾驶员非职业化，交通事故越来越多。
本文设计的汽车防撞雷达系统，就是当汽车与障碍物的距离较近时即可向司机预先发出报警信号，可及时有效的防止交通事故的发生。
【关键词】单片机；报警系统；防撞雷达1.引言随着人民经济水平的提高，汽车已经走进我们的家庭中。
但汽车相撞的交通事故发生增加了人民财产的损失。
为了减少这种损失，设计一种能够提前预知前方行驶车辆的速度和距离的安全避撞装置是非常必要的。
该汽车防撞雷达系统是以MCS-51系列单片机为核心器件，结合比较常规的超声波测距器件和霍尔车速传感器以及价格低廉的电子元件组成，包括硬件设计和软件设计两部分。
本系统具有低误差、高精度和低成本的特点。
2.系统总体设计原理设计的基本思路：通过对速度和距离的感知与计算，判断驾驶状态是否安全，并报警提醒驾驶员。
系统总体方框图如图1所示。
利用AT89S51单片机为核心器件并结合常规的超声波测距探头和霍尔车速传感器以及价格低廉的电子元件完成的。
硬件电路由超声波信号发生电路、超声波信号接收电路、、单片机控制电路以及显示电路组成。
测量获得的距离、速度信息都传递给单片机，单片机根据设计的计算模型，分析计算所获得的各种信息来判断与前方障碍物距离是否安全，并决定是否需要图1 系统总体方框图当40kHz的超声波发送脉冲信号由单片机送出，（其脉冲宽度及发送间隔均由软件控制），经多路选择开关按序分别送到前左、前右、后左、后右4路发送换能器上，由接收电路接收反射波，通过多级放大，整形后，待将交流信号整形输出一个方波信号时，由单片机检测此信号，从而检测出前进和倒车方向障碍物距离，通过显示单元显示距离和方位，起到提示和警戒的作用。
3.硬件电路设计控制系统采用单片机为主控部件。
单片机本身是一个最小的应用系统，但由于应用系统中有一些功能器件无法集成到芯片内部，需在片外加接相应的外围电路。
汽车防撞系统的硬件电路是由超声波信号发生电路、超声波信号接收电路、感应信号放大及处理电路、中央处理单元电路、测速电路等其他电路组成。
3.1 主控芯片本设计选用AT89S51为主控芯片，充分利用了AT89S51的片内资源，即可在很少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统，而且AT89S51的性价比较高。
AT89S51的主要技术参数如表1所示。
3.2 超声波信号发射电路超声波信号发射电路如图2所示，包括超声波信号的产生、多路选择及换能器等。
超声波探头选用压电超声波换能器。
压电超声波换能器是利用压电材料的压电效应来工作的。
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，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一超声波发生探头；如没加电压，当共振板接受到超声波时，将压迫压电振荡器作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接受探头。
超声波发射换能器与接受换能器其结构稍有不同。
图2 超声波信号发射电路3.3 超声波信号接收电路超声波信号接收电路如图3所示，由接收换能器、多路选择开关、放大及控制等电路组成。
4.软件设计主程序包括初始化和各个子程序的调用，最后把结果用LCD显示出来，并作出判断。
系统主程序流程图如图4所示。
显示子程序流程图如图5所示。
超声波发射极和接收极距离较近，当发射极发射超声波以后，有部分超声波没经过障碍物反射就直接绕射到接收极上，这部分信号是无用的，会引起系统误测。
设计中采用延时技术来解决这个问题，并设定延时时间为1ms，即在发射极发射超声波1ms内，通过软件关闭所有中断，接收电路对此期间接收到的任何信号不予理睬，1ms后立即启动中断程序，这时接收到的信号才有效，并在接受到回波信号的同时，中断程序停。
此时中断程序所记录的CPU发送脉冲信号的前沿到回波脉冲信号之间的时间才是需要的。
因此，系统存在测量盲区。
最后把测量结果存储并通过LCD液晶显示电路显示出来，完图4 系统主程序流程图图5 显示子程序流程图表1 AT89S51的主要技术参数(1)与MCS-51产品指令系统完全兼容；(2)4K字节可编程FLASH存储；(3)1000次擦/写循环；(4)4.0～5.5V的工作电压范围；(5)全静态工作：0Hz-24KHz；(6)三级程序存储器保密锁定；(7)128*8位内部RAM；(8)32条可编程I/O线；(9)两个16位可编程定时/计数器；(10)6个中断源；(11)2个全双工串行通信口；(12)可直接驱动LCD；(13)5个中断优先级；(14)2层中断嵌套中断；(15)片内时钟振荡器；(16)看门狗(WDT)电路；(17)低功耗空闲和掉电保护。
-127-5.结论结合道路、驾驶习惯及现有传感器的技术状况，设计了汽车防撞报警系统，基本完成了汽车防撞雷达设计的各项技术要求。
在正常行驶时，该系统不报警，当自车与前车之间的距离小于所设定的安全距离并有可能发生碰撞时，该系统将发出报警信息，提醒驾驶员采取相应的措施，以避免碰撞事故的发生。
当自车与前车之间的距离小于所设定的安全距离并有可能发生碰撞时，该系统将发出报警信息，提醒驾驶员采取相应的措施，以避免碰撞事故的发生。
参考文献[1]云振新.低成本毫米波汽车防撞雷达系统[J].世界产品与技术,2002.[2]周来良,张立新.应用微波雷达防止汽车碰撞[J].世界汽车,2004.[3何立民.单片机应用系统设计[M].北京:北京大学出版社,2005.[4]林元新.超声波测距和汽车防撞雷达的设计[J].汽车电器,2006.作者简介：寻莹（1990—），女，山东济宁人，研究方向：汽车运用工程。
自行车前后轮摩擦力方向演示模型的设计与制作湖州师范学院理学院物理实验教学示范中心 金 旭 陈 彪 叶宜科 叶建都 胡奇武 呼格吉乐【摘要】基于对摩擦力的深入研究，设计制作了自行车前后轮摩擦力方向演示模型。
此模型能够直观地观察到自行车前后轮所受摩擦力的方向，可以使人们更直观地观察到自行车前后轮所受摩擦力的方向。
本文详细介绍了该模型的设计与制作。
【关键词】摩擦力；模型；前后轮；使用说明一、引言在高中物理课程学习中，自行车前后轮所受的摩擦力是教学的难点：为什么人骑自行车时后轮受到的摩擦力向前，而前轮受摩擦力向后呢?学生对此理解起来有一定的困难。
基于这一问题，我们设计制作了自行车前后轮摩擦力方向演示模型，主要借助于自行车在水槽中前进时水的飞溅方向来确定前后轮各自的摩擦力方向。
通过此模型，我们能够直观地观察到自行车前后轮所受摩擦力的方向，有助于学生更好地学习理解摩擦力的相关知识。
图2 模型实物图三、功能简介自行车前后轮摩擦力方向演示模型能够演示自行车前后轮所受摩擦力的方向，使人们直观地观察到自行车前轮所受摩擦力向后，而后轮所受摩擦力向前的实验事实，从而对摩擦力有更深一步的理解。
四、实验模型的原理说明自行车前进过程中，后轮是动力轮，骑车时脚用力蹬脚蹬，因为踏板轴链条是与后轮轴连接的，后轮在链条带动下运动，当后轮转动时，后轮和地面的接触的地方，就相对于地面有向后运动的趋势，所以后轮就会受到地面对它向前的摩擦力（这里的原理跟人走路时脚受到的摩擦力方向一样）；前轮是阻力轮，前轮原来的状态是静止的，后轮运动推动前轮运动，假设地面光滑，前轮将不能转动，而向前滑动，所以前轮与地面接触点有向前运动趋势，所受摩擦力的方向是向后的。
转动脚踏板，使自行车在水槽中前进时，根据牛顿第三定律，轮胎所受的水对它的摩擦力与水受到的轮胎对它的摩擦力方向相反，因此与后轮接触的水会向后飞溅，与前轮接触的水会向前飞溅。
因为后轮是主动轮，因此将后轮架空只与水接触，转动脚踏板使后轮空转时，后轮处水的飞溅方向也向后，即后轮摩擦力方向向前，前轮是从动轮，属于平动，因此推动自行车时前轮的运动与骑车时相同，此时前轮处水的飞溅方向向前，即前轮摩擦力方向向后。
图3 实物自行车五、制作方法1.截取钢材：两根长300cm的钢材，两根长8cm，四根长100cm；2.测量自行车扶手至轮胎的高度为84cm；3.将钢材焊接成如结构图中的钢架；4.将钢架的水平支撑架用泡沫包裹；5.用钢材制作一个长250cm，高和宽分别为10cm的水槽，用于盛放水，并在底部的前部、中部，后部分别对称安装两个滚轮；6.在自行车扶手处安装一个可手动调节高度的横杆，并将自行车坐垫置于钢架的两个水平支撑架上方，保证自行车前后轮贴近水槽底部但不与水槽底部直接接触。
六、使用说明1.将自行车置于水槽的一端，并调节扶手处横杆高度和坐垫高度，使自行车前后轮都与水槽底部接触；2.在水槽中倒入适量水，高度约5cm，快速转动脚踏板，使自行车轮在水槽中转动，模拟自行车行驶过程；3.观察自行车前后轮处水的飞溅方向（理论为前轮处向前，后轮处向后），验证自行车前后轮所受摩擦力的方向；4.调节坐垫高度，使自行车的后轮架空，不与水槽底部接触，只与水接触，并逆时针转动脚踏板，使后轮在原地转动，观察与后轮接触的水的飞溅方向（单独验证后轮的摩擦力方向）；5.调节扶手处横杆高度，使自行车前轮架空，不与水槽底部接触，只与水接触，并顺时针转动前轮钢圈，观察与前轮接触的水的飞溅方向（单独验证前轮处的摩擦力方向）；6.保持自行车后轮架空，调节扶手处横杆高度，使自行车前轮与水槽底部接触；7.将自行车置于水槽尾端，在水槽前端施力，沿自行车方向推动水槽，使水槽相对于自行车向后运动（即自行车相对于水槽向前运动）；8.观察自行车前轮处水的飞溅方向（进一步单独验证前轮处的摩擦力方向）。
七、相关拓展我们所做的模型虽然能够大致观察到自行车前后轮所受摩擦力的方向，但由于手动推水槽的速度过小，前轮的实验现象不是很明显，我们想到可以在现有的装置基础上改进，在支架的前横杠上竖直焊接一个高度约为一米的钢管，在钢管顶部钻一个小孔，量出小孔至水槽中间高度处的距离L，取一段长度略大于L的软钢丝，一端固定在小孔上，另一端系一个大小和铅球差不多的钢球，演示时将钢球拉起，与竖直钢管成一个较大的角度，然后释放钢球，使钢球撞击水槽前段，撞击后水槽将会以较大的速度向后滚动，此时就能明显看到前轮处水的飞溅方向，进而得到前轮所受摩擦力的方向。
参考文献[1]漆安慎,杜婵英编.力学[M].高等教育出版社,2005.注：本文系大学生创新创业项目。