基于单片机的车辆倒车防撞系统的设计文献综述
基于单片机的倒车防撞预警系统毕业设计
基于单片机的倒车防撞预警系统毕业设计倒车防撞预警系统是一种能够帮助驾驶员在倒车过程中避免碰撞的设备。
本文基于单片机设计了一种倒车防撞预警系统，并进行了详细的介绍。
该系统主要由倒车传感器、控制电路、显示屏和蜂鸣器组成。
其中，倒车传感器用于检测车辆周围的障碍物，通过将传感器输出的数据传给控制电路进行处理。
控制电路根据接收到的传感器数据，计算出障碍物与车辆的距离，并控制显示屏和蜂鸣器发出相应的警报。
在设计中，我们选择了超声波传感器作为倒车传感器，因为它能够准确地测量障碍物与车辆的距离。
我们将超声波传感器固定在车辆的后部，并将其与单片机相连。
当车辆开始倒车时，超声波传感器开始工作，并将检测到的障碍物距离传给单片机。
单片机接收到传感器数据后，根据一定的算法计算出车辆与障碍物的距离，并根据距离的大小决定是否发出警报。
为了方便驾驶员了解障碍物的距离，我们在车辆驾驶室内安装了一个显示屏，用于显示障碍物与车辆的距离。
当障碍物与车辆的距离小于一定值时，系统还会通过蜂鸣器发出警报，提醒驾驶员注意。
在系统的设计过程中，我们考虑到了多种因素。
首先，我们要确保传感器的数据准确性，要选择合适的传感器并进行校准。
其次，我们要考虑到驾驶员对系统的操作是否方便，要保证显示屏和蜂鸣器能够清晰地传达信息。
最后，我们还要考虑系统的可靠性和稳定性，要进行充分的测试和优化。
倒车防撞预警系统可以提高驾驶安全性，避免驾驶员在倒车过程中因为盲区而发生碰撞。
我们通过基于单片机的设计，实现了一个简单有效的倒车防撞预警系统。
通过这个设计，我们还深入了解了单片机的应用和原理。
希望这个设计能够对相关领域的研究和开发工作提供一些参考和启示。
基于单片机的倒车防撞预警系统设计和实现分析
• 147•本文针对以单片机为基础的倒车防撞预警系统的设计及实现展开具体论述分析，以期能够对倒车防撞预警系统的设计起到一定借鉴意义。
1 倒车防撞预警系统硬件电路的设计1.1 超声波发射和回波接收电路关于超声波发射和回波接收电路，其主要用于增大对超声波传感器起到驱动作用脉冲电压的幅值，确保电和声之间的良好转换，加大超声波发射的实际距离；同时借助于兼具收发作用的传感器针对返回的超声波实施转换，使其变为较为微弱的电信号。
1.2 超声波电信号放大电路电路图如图1所示。
1脚为超声波信号的输入端口，RC 串联网络在2脚和地面间进行连接，其是内部前置放大电路中负反馈网络系统中重要的构成部分。
利用电阻R 5的数值针对前置放大电路确立出增益。
R 5的阻值变小，相应负反馈也会变弱，放大倍数也会与之加大；相反，放大倍数就会变小。
检波电容C 3连接在3脚和地面间，适宜针对电容大小做出改变，能够变更整形电路与超声波电信号放大的灵敏程度以及抵抗外界干扰的水平。
C 3电容越大，灵敏程度越低，抵抗外界干扰的水平也就越强；C 3电容越小，灵敏程度越高，抵抗外界干扰的水平也就越弱，容易出现错误的动作。
将一个电阻接到5脚和电源之间，用来对内部带通滤波电路中心频率加基于单片机的倒车防撞预警系统设计和实现分析德州职业技术学院 袁秀珍图1 超声波放大和整形电路图2 单片机控制电路与显示、报警电路以设定。
如果R 6=200K Ω，则f 0=40KHz 。
将一个积分电容接到6脚和地面间，标准量值设定为330pF 。
若是这一电容量值过大，会减短实际探测距离。
7脚为电路集电极开路输出的位置，R 7为这一引脚的上拉电阻。
在电路中没有输入信号的过程中，7脚会输出高电平，当针对信号实施整形及放大处理操作之后，7脚就会输出负脉冲电压。
1.3 单片机控制电路及显示、报警电路具体电路图如图2所示，因为整个系统采用单片机的输入和输出端口很少，不对延伸功能加以考虑时，仅仅从够用和缩减成本投入的层面进行考虑，应用AT 89C2051单片机当作控制电路的关键性部件，该单片机包含20引脚，有15个I/O 端口，两个价格便宜且占据空间较小的16位定时器/计数器。
基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计文献综述
文献综述超声波是一种振动频率高于声波的机械波[1]，它具有频率高，波长短，绕线现象小，特别是方向性好，能够成为射线定向传播等特点。
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。
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时的要求，因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。
超声波检测技术作为无损检测技术的重要手段之一[2]，在其发展过程中起着重要的作用，它提供了评价固体材料的微观组织及相关力学性能、检测其微观和宏观不连续性的有效通用方法。
由于其信号的高频特性，超声波检测早期仅使用模拟量信号的分析，大部分检测设备仅有A扫描形式，需要通过有经验的无损检测人员对信号进行人工分析才能得出正确的结论，对检测和分析人员的要求较高，因此，人为因素对检测的结果影响较大，波形也不易记录和保存，不适宜完成自动化检测[3] [4]。
由于超声波的速度相对于光速要小的多，其传播时间就比较容易检测[5]，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。
超声波测距是一种利用声波特性，电子计数[6]，光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。
超声波测距在某些场合有着显著的优点，因为这种方法是利用计算超声波在被测物体与超声波探头之间的传输来测量距离的，因此它是一种非接触式的测量，所以它就能够在某些特定场合和环境比较恶劣的情况下使用。
超声波是一种频率超过 20kHz 的机械波[7]。
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—反射、折射、干涉、衍射、散射。
超声波具有方向性集中、振幅小、加速度大等特点，可产生较大力量，并且在不同的媒质介面，超声波的大部分能量会反射。
利用超声波检测往往比较迅速，方便，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，主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如：液位、井深、管道长度等场合。
基于单片机倒车防撞报警系统设计
基于单片机倒车防撞报警系统设计xx学院物理系201x届电子信息工程专业毕业设计xxx（xx学院物理系，山东xx253023）摘要论文的内容是基于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单片机的倒车防撞报警系统。
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。
本文采用一种简单易行的测距原理建立了防撞报警系统,具体分析了倒车防撞系统的设计原理及各部分元件的设计方案，充分描述了超声波测距的原理及应用，并介绍了我国在超声波测距的发展现状，不过还有一些无法避免的测量误差，还需日益俱进的科学发展加以解决。
关键词at89c51；超音波测距；后视镜防撞1引言1.1研究的目的和意义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。
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[1]。
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。
基于单片机的倒车防撞报警系统设计
3.单片机通过发射和接收的数据计算出距离，通过液晶模块显示距离，若距离小于设定值则进行报警提示
4.可以通过键盘设置提示距离值
三、工作总体安排
2019年8月至2019年9月，开始选题，收集相关资料，然后拟定题目。
2019年10月1日至2020年1月初，查阅自己所涉及知识的相关资料，复习相关知识，初步完成各个模块的电路原理图设计。
二、主要研究内容和方法、步骤、预期目的
研究内容、方法和步骤
利用超声波电路原理，用C语言编写一个完整的测距系统，实现对靠近的物体进行测距。
一、超声波测距
1.当倒车键按下时通过超声波模块测量到后方物体的距离，单片机主控模块实现超声波发射脉冲的发射和通过超声波接收模块接收到的信号计算出距离。
2.温度传感器：超声波在空气中传播速度受环境温度的影响，根据声波在空气中的传播速度与温度的关系：V = 331.5 + 0.6t（m/s），温度越高，速度增大。
2020年1月至4月在老师指导下根据电路原理图，基本完成系统模型，并完成和改进论文
2020年5月初，完成毕业论文《基于单片机的倒车防撞报警系统设计》，准备毕业论文答辩。
四、指导教师意见：
签字：
年 月 日
备注：题目类别栏应填：应用研究、理论研究、艺术设计、程序软件开发等。
只要将此系统应用于社会交通运输业中一定会对减少交通事故的发生做出更突出的贡献。
国内外研究现状：
国际上对汽车防撞的研究开始于二十世纪六十年代，以德、美、日为代表的西方国 家内开始研究，与众多汽车制造厂商合作，制造出世界上第一批汽车防撞报警器。但局 限于当时器件的发展水平和单片机成本过高， 导致报警器难以做到体积轻巧、 结构简单、 价格便宜。此外，报警器的干扰因素很多，在实验室制造的样机，对许多干扰因素考虑 不全面，使在实际得应用中，防撞效果并不让众多研究者满意。
基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计
基于AT89C51单片机倒车防撞报警系统设计摘要本文介绍了基于AT89C51单片机设计的倒车防撞报警系统，该系统可以在车辆倒车时及时发现障碍物，并发出警报以提醒司机注意。
系统由超声波模块、AT89C51单片机、液晶显示模块、蜂鸣器、按键和继电器等组成。
超声波模块用于探测障碍物距离，AT89C51单片机实现对超声波信号的采集和处理，并通过液晶显示模块显示距离信息，当距离过近时，系统会触发蜂鸣器发出警报，并通过继电器控制后置摄像头的开关，方便司机观察周围情况。
该系统可以有效防止发生倒车事故，具有实用价值和推广意义。
关键词：AT89C51单片机；倒车防撞；超声波模块；液晶显示；蜂鸣器；继电器AbstractThis paper introduces a reverse anti-collision alarm system designed based on AT89C51 microcontroller. The system can timely detect obstacles when the vehicle is reversing and issue an alarm to remind the driver to pay attention. The system is composed of ultrasonic module, AT89C51 microcontroller, LCD display module, buzzer, buttons, and relay. The ultrasonic module is used to detect the distance of obstacles. The AT89C51 microcontroller collects and processes the ultrasonic signals, displays the distance information through the LCD display module. When the distance is too close, the system will trigger the buzzer to issue an alarm and control the on/off switch of the rear camera through the relay to facilitate the driver to observe the surrounding situation. This system can effectively prevent reverse accidents and has practical value and promotionsignificance.Keywords: AT89C51 microcontroller; reverse anti-collision; ultrasonic module; LCD display; buzzer; relay一、引言随着汽车数量的增加和停车位紧缺，倒车事故的发生率逐年上升，严重威胁着驾驶员和行人的生命财产安全。
基于单片机的倒车防撞预警系统设计
基于单片机的倒车防撞预警系统设计倒车防撞预警系统是一种广泛应用于汽车上的辅助设备，可以帮助驾驶员在倒车过程中避免与障碍物发生碰撞。
本文将介绍一个基于单片机的倒车防撞预警系统的设计。
一、系统设计方案1.硬件设计部分：(1)超声波传感器：用于检测倒车车辆后方距离的变化，一般使用多个超声波传感器进行检测。
(2) 单片机（如Arduino）：用于接收超声波传感器的信号并进行处理，同时控制显示器和蜂鸣器发出预警信号。
(3)显示器：用于显示倒车车辆后方的障碍物距离，可以使用LCD显示屏。
(4)蜂鸣器：用于发出声音预警信号，提醒驾驶员注意。
2.软件设计部分：(1)超声波传感器信号处理：单片机接收超声波传感器的信号，并进行滤波和幅值处理，得到障碍物距离值。
(2)倒车距离显示：将障碍物距离值显示在LCD屏幕上，可以设计多级警戒区，显示不同距离范围内的预警信息。
(3)声音预警：当距离过近时，单片机控制蜂鸣器发出声音预警信号，提醒驾驶员注意。
二、系统实现步骤1.硬件实现：(1)连接超声波传感器：按照超声波传感器的规格书连接传感器与单片机。
(2)连接LCD显示屏：将LCD显示屏连接到单片机。
(3)连接蜂鸣器：将蜂鸣器连接到单片机。
2.软件实现：(1)单片机初始化：初始化单片机，设置IO口的输入输出模式和引脚功能。
(2)读取超声波传感器信号：通过IO口读取超声波传感器的信号，并进行幅值处理，得到障碍物距离值。
(3)显示距离信息：将障碍物距离值显示在LCD显示屏上，可以设计多级警戒区，显示不同距离范围内的预警信息。
(4)发出声音预警信号：当距离过近时，单片机控制蜂鸣器发出声音预警信号，提醒驾驶员注意。
三、系统测试和优化1.测试：将倒车防撞预警系统连接到倒车车辆上，进行实际测试。
测试过程中要注意校准超声波传感器和LCD显示屏的正确读数，以及蜂鸣器声音的预警效果。
2.优化：根据实际测试结果优化系统设计，可考虑加入其他传感器，如摄像头等，提高系统的准确性和可靠性。
基于单片机倒车防撞报警系统设计论文
基于单片机原理的倒车防撞控制系统【摘要】本文介绍了AT89S51单片机的性能及特点，设计了以其为核心的一种低成本、高精度、微型化、数字显示的汽车防撞报警器。
该防撞报警器将单片机的实时控制及数据处理功能，与超声波的测距技术、传感器技术相结合，可检测汽车运行中后方障碍物与汽车的距离，通过数显装置显示距离，并由发声电路根据距离远近情况发出警告声。
对防范汽车倒车事故的发生具有重要的意义。
【关键词】单片机;超声波;防撞;报警【Abstract】This paper introduces the properties and the characteristics of AT89S51, designs a impact-proof alarm with low cost, high precision, miniaturization, digital display taking it as the core . The impact-proof alarm takes SCM’s real-time control and data processing functions combine with the Ultrasonic ranging technology,the sensor technologies. It is able to detecte the distance of rear obstacle and the automobile, through digital display device shows by sound circuit distance, and according to the distance situation warned. It has the vital significance to prevent automobile reverse accident.【keywords】 Microcontroller; Ultrasonic; Impact-proof; Alarm目录引言 .................................................................................................................................................... 1系统设计的目标和任务..................................................................................................................1.1系统设计的基本要求...........................................................................................................1.2系统设计的思路...................................................................................................................1.3方案论证...............................................................................................................................1.3.1发送模块....................................................................................................................1.3.2接收模块....................................................................................................................2 AT89S51单片机与超声波雷达工作原理......................................................................................2.1 AT89S51单片机的概述.......................................................................................................2.2 AT89S51单片机的特点.......................................................................................................2.3 超声波简介..........................................................................................................................2.4超声波测距原理……...................................................2.5超声波测距误差分析…2.5.1 温度误差....................................................2.5.2 时间误差…… ..................................................2.6 影响超声波探测的因素…….............................................2.7 如何提醒车主.........................................................2.8 基于CX20106超声波测距的调试 ....................................................................................3系统软件部分设计..........................................................................................................................3.1 倒车雷达的工作原理图……...........................................................................................3.2超声波系统主流程图...........................................................................................................3.3超声波硬件设计与软件编程...............................................................................................3.3.1复位电路....................................................................................................................3.3.2显示电路....................................................................................................................3.3.3超声波发送与接收模块............................................................................................3.3.4 报警模块...................................................................................................................4 调试及性能分析.............................................................................................................................4.1 硬件调试..............................................................................................................................4.2 软件调试 (15)4.3测试结果与分析................................................................................................................... 5设计总结.......................................................................................................................................... 致谢 ....................................................................................................................................................引言随着我国经济的快速发展，交通运输车辆及私家用车的不断增加，不可避免的交通问题瞬时成为人们关注的问题。
基于单片机的倒车防撞预警系统设计和实现
毕业论文（设计）题目：基于单片机的倒车防撞预警系统设计和实现学生学号：作者姓名：指导教师：完成日期：系专业班摘要文中首先阐述了超声传感器的原理及特性；对于测距系统的超声波频率、信号脉冲、器件型号等主要参数进行了讨论；在介绍了超声测距各模块功能的基础上，提出了系统的总体构成并对测距系统发射、接收、检测、显示及报报警部分的硬件设计方案进行了论证。
根据系统要求采用模块化的编程思路完成系统的算法设计，实现超声发射和距离显示功能。
最后通过软硬件的综合调试实现短距离超声测距系统的基本功能。
硬件电路包括滤波电路、放大电路和整形电路。
滤波电路的作用是滤掉一些噪声；因为超声波传感器是通过振动产生电流的，所产生的电流非常微弱，所以我们需要放大电路；而单片机只接收方波，所以要对放大的电流进行整波，这样单片机就可以正常工作了。
关健词：超声波；传感器；预警。
ABSTRACT. In the article first elaborated the supersonic sensor's principle and the characteristic; Regarding range measuring system's supersonic wave frequency, the signal pulse, the component model and so on main parameter has carried on the discussion; In introduced in the supersonic range finder various modules function's foundation, proposed system's overall constitution and to the range measuring system launch, the receive, the examination, the demonstration and the newspaper warning part's hardware design plan has carried on the proof. Requests according to the system to use modular the programming mentality to complete system's algorithm design, realizes the supersonic launch and the range-amplitude display function. Finally realizes the short distance supersonic range measuring system's basic function through software and hardware's synthesis debugging. ardware circuit including filter circuit, amplifying circuit and waveshaping circuit. Filter circuit's function filters out some noises; Because the ultrasonic sensor is produces the electric current through the vibration, produces the electric current is weak, therefore we need the amplifying circuit; But the monolithic integrated circuit only receives the square-wave, must therefore carry on the entire wave to the enlargement electric current, such monolithic integrated circuit might the normal work.Keywords: Ultrasonic；sensor；目录摘要 (II)ABSTRACT (III)目录 (1)第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 倒车防撞预警系统的研究现状 (1)1.3倒车防撞预警系统设计的主要工作 (2)第二章倒车防撞预警系统方案研究与选择 (3)2.1总体设计方案 (5)2.3 超声波探测盲区问题及改进方案 (7)2.4 超声波的最大有效探测距离的问题及改进方案 (8)2.5 超声波反应速度问题及改进方案 (8)2.6 系统的特点和性能 (9)2.6.1系统的组成特点以及功能 (9)2.6.2 倒车防撞预警系统的组成体系结构 (9)第三章倒车防撞预警系统的硬件设计 (11)3.1系统结构框图 (11)3.1.1超声波发射电路 (11)3.1.2超声波接收电路 (12)3.1.3 温度采集及V/F转换电路 (13)3.1.4声光报警电路 (13)3.2 超声波测距原理 (4)3.3 超声波测距误差分析 (13)3.4 超声波传感器的工作原理及特性 (14)3.5 超声波发射电路设计 (15)3.5.1 单片机 (16)3.5.2 时钟电路的设计 (17)3.5.3 复位电路的设计 (18)3.5.4 温度补偿电路 (19)3.6 倒车防撞预警系统控制部分的电路的分析与设计 (20)第四章系统软件设计 (22)4.1 主程序设计 (22)4.2 子程序设计 (24)第五章总结和展望 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第一章绪论1.1 概述随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。
基于单片机的倒车系统设计
毕业论文（设计）基于单片机的倒车系统设计学生姓名：王彤指导教师：姜凤娇副教授专业名称：电子信息工程所在学院：信息工程学院2015 年6 月目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................. I I 第一章前言.. (1)1.1研究目的和意义 (1)1.2国内外发展现状 (1)1.3本文研究的主要内容 (1)第二章系统硬件电路的设计 (2)2.1系统总体方案设计 (2)2.2系统相关器件的介绍 (2)2.3系统硬件方案的设计 (12)第三章系统软件方案的设计 (17)3.1主程序设计及其流程图 (17)3.2超声波测距的计算 (18)3.3程序的主要算法 (20)第四章系统误差分析及解决方案 (25)4.1影响超声波探测的因素 (25)4.2超声波测距的误差分析 (25)4.3误差解决方案 (26)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录 (32)摘要随着交通运输业进入一个兴盛的时代，以及社会经济技术水平不断地提高，汽车的数量日益增加，呈现出大幅增长的趋势。
但是就在汽车的日益普及的同时，在倒车以及停车的过程中出现的事故也越来越多。
为了减少事故的发生，具有反应灵敏、安全可靠以及成本较低的汽车防撞预警系统成为人们日益迫切的需求。
在这种情况下，在倒车以及停车具有有利作用的倒车报警器就产生了。
在本文中主要阐述了以单片机为平台设计的脉冲反射形式的利用超声波进行距离测量和红外传感循迹的系统。
此设计中采用的核心单片机芯片为STC89C52，发挥超声波和红外传感的优点，综合STC89C52单片机与利用超声波测量距离和红外传感循迹的模块。
介绍了利用超声波设计的传感器，整个电路分为了主程序以及很多的子程序模块构成，其中子程序模块包括预置、发射、接收、显示以及报警等。
基于单片机的倒车防撞报警系统的设计
基于单片机的倒车防撞报警系统的设计专业：2010级电气工程及其自动化（3）班摘要本设计的基本内容为基于AT89S52单片机的倒车防撞报警系统的设计。
主要是结合了超声波的特点和优势，将AT89S52单片机和超声波测距系统结合成一体，设计出一种稳定准确可靠地倒车防撞报警系统。
本设计的系统具有模块化和多用途的特点，因为采用了软件和硬件结合的办法。
在本文中，采用了一种简单可行的三路测距原理搭建了防撞报警系统,并且对倒车防撞系统的设计及各部分的设计原理进行详细的分析，介绍了单片机的原理，超声波测距原理，HC-SR04模块以及它们的应用。
利用这些原理，本系统最后可实现小车后方的全方位实时监控显示并报警的功能，很大程度上解决了倒车泊车的安全问题。
关键词AT89S52，超声波，多路测距，倒车防撞ABSTRACTThe basic design is based on the contents of this AT89S52 microcontroller reversing collision avoidance warning system design. Mainly a combination of ultrasound features and advantages, will combine AT89S52 microcontroller and ultrasonic ranging system as a whole, to design a stable and accurate and reliable parking proximity warning system. The system has a modular design and versatile features, because the use of software and hardware combination approach. In this paper, using a simple three-way ranging principle feasible to build a collision warning system, and the design principles of the design of each part reversing collision avoidance system to conduct a detailed analysis of the principles of the MCU, ultrasonic testing from principle, HC-SR04 module and their applications. Using these principles, the system can achieve the final round the back of the car to display real-time monitoring and alarm functions, largely solve the security problem of reversing parking.Key Words AT89S52, ultrasound, multi-ranging, reversing crash绪论在当今社会不断发展的经济和工业科学技术的不断提升，汽车已经成为大部分家庭的一个成员。
基于单片机的倒车防撞测距报警系统设计
(1) 能实现集中监控, 价格低廉；
(2) 采用模块化设计,使用维护方便,易于普及；
(3) 易安装,稳定性好；
(4) 超声波发射与接收分开, 信号发射与接收更加精确。
谢谢各位评委老师！
1 绪论
1.1 设计的目的
随着社会的开展，有车族越来越多，交通隐患越来越大， 本文所设计的超声波汽车倒车测距系统正是为倒车平安方面 考虑的而设计的。
1.2 设计的研究意义
本设计可成为驾驶员特别是货车以及公共汽车驾
驶员的好帮手，可有效的减少和防止那些视野不良的大型汽
车的倒车交通事故，甚至还能防止盗贼扒车，对提高我国汽
车工业实际水平，具有较大的实际意义。
.3 汽车倒车防撞系统的改进思想
1 超声波的最大有效探测距离的改进思想:设计时
将最大有效探测距离提高约一倍。
2 超声波反响速度改进思想:1 尽可能的缩短工作
周期、稍加余量; 2 采取有一数取一数的方法，同时改进了软
硬件的抗干扰措施。
3 超声波探测盲区改进思想: 改变传感器“外耳〞
4 汽车倒车防撞报警器的软件设计
4.1 主程序设计
超超 超超
超超超超超
超超超超超
超超超超超
N 超超超超超
超超超 Y
超超超超超超
超超超超
超超超超
超超超超超超超 超超超超超超超
超超超超 超超超超
小结
在设计本作品时，通过查阅网络与图书馆搜集资料和导师 的指导，与生活中对于超声波的工作原理的观察研究相结 合，根本完成了课题的要求。但由于设计的理论根底尚浅， 对课题的研究经验还不成熟，使得在技术的解决与运用上 显得粗糙了一些，在某些技术关键上的表达不能到达详细、 精辟。这个系统的设计仍不乏自己的特点和创新，归纳为 以下几点：
基于单片机的汽车倒车防撞系统设计
基于单片机的汽车倒车防撞系统设计汽车倒车防撞系统是现代汽车的重要安全装置之一，其主要功能是帮助驾驶员避免在倒车时发生撞击和碰撞事故。
本文将介绍一个基于单片机的汽车倒车防撞系统设计。
1.系统概述汽车倒车防撞系统由超声波传感器模块、单片机控制模块和蜂鸣器模块组成。
超声波传感器模块用于测量周围的障碍物距离，单片机控制模块负责接收传感器数据并进行处理，最后根据测量结果控制蜂鸣器发出声音警示驾驶员。
2.硬件设计系统采用了传感器模块和单片机模块进行设计。
超声波传感器模块采用了多个超声波传感器，可以实现多个方向同时进行距离测量。
单片机模块采用了一颗高性能的单片机芯片，具备快速处理能力和丰富的接口。
3.软件设计软件设计主要包括以下几个方面：3.1超声波传感器数据采集：通过对超声波传感器发送脉冲信号并接收回波信号，可以计算出测得的距离值。
3.2数据处理和判断：将采集到的距离值与事先设定的安全距离进行比较，当距离小于设定值时，证明有障碍物靠近，需要发出警示信号。
3.3警示信号发出：当检测到障碍物靠近时，单片机控制蜂鸣器发出声音警示驾驶员。
可以通过改变声音的频率和持续时间来表达不同的警示级别。
4.系统测试和优化设计完成后，需要对系统进行测试，并根据测试结果进行优化。
4.1传感器精度和稳定性：测试传感器的测距精度和稳定性，确保传感器测量结果准确可靠。
4.2系统响应时间：测试系统的响应时间，确保系统能够及时发出警示信号。
4.3警示效果：通过模拟实际倒车场景，测试系统的警示效果，确保驾驶员能够准确理解警示信号。
5.总结和展望基于单片机的汽车倒车防撞系统设计可以有效地帮助驾驶员避免倒车事故的发生。
然而，目前的设计还有一些问题需要进一步解决，如系统的稳定性和可靠性需要不断优化，同时还可以考虑引入图像处理技术来提升系统的性能。
总之，基于单片机的汽车倒车防撞系统设计有着广阔的应用前景和发展空间。
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超声波技术的应用摘要：近年来随着人们生活水平的提高，出门代步的工具越来越高级，小汽车可以说已经很普及了，但出行的安全特别重要，汽车在倒车时的安全问题尤为突出，所以本课题旨在研究汽车倒车防撞系统，主要利用的是超声波测距技术，这是目前在汽车领域倒车时普遍应用的技术。
关键字：超声波测距；倒车防撞；倒车雷达1.前言近年来由于电子技术的飞跃发展,使得相关技术日新月异。
尤其是信息产业的迅速发展,使得研制高度信息化的车辆有了基础,许多先进技术将被引入汽车的设计。
汽车安全设计要从整体上考虑,不仅要在事故发生时尽量减少乘员受伤的几率,而且更重要的是要在轻松和舒适的驾驶条件下帮助驾驶者避免事故的发生。
然而,目前车辆上的一些安全装置,如安全带,安全气囊,保险杠等均为被动式系统,从本质上讲,其功能只能减轻事故的程度,并不能有效的防止事故的发生。
近年来人们越来越认识到,如何利用先进技术,辅助汽车驾驶者对影响公路交通安全的人、车、路等环境进行实时监控和报警,在危急情况下由系统主动干预驾驶操纵、辅助驾驶者进行应急处理、防止汽车碰撞事故的发生,显得尤其重要。
由此也可预见,车辆安全系统的研究将朝着智能化、主动型的安全系统及其技术方向的发展,因此本课题的研究具有重要的意义。
[3]2. 基本原理2.1 超声波介绍人们能听到声音是由于物体振动产生的,它的频率在20–20KHZ范围内称为可闻声波，低于20HZ的机械振动人耳不可闻称为次声波，高于2OKHZ的机械振动称为超声波。
常用的超声波频率为几十KHZ至几十MHZ，超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种形式，横向振荡(横波)和纵向振荡(纵波)，工业中的应用常采用纵向振荡。
超声波可以在气体、液体及固体中传播，但传播速度不同。
另外它也有折射和反射现象，且在传播过程中有衰减。
在空气中传播超声波频率较低，一般为几十KHZ，但衰减较快。
在固液体中传播频率较高，但衰减较小、传播较远。
[2]超声波的指向性好，不易发散，能量集中，因此穿透本领大。
在穿透几米厚的钢板后能量损失不大。
超声波在遇到两种介质的分界面时能产生明显的反射和折射现象，这一现象类似于光波。
超声波的频率越高，其声场指向性就越好，与光波的反射和折射特性就越接近。
利用超声波的特性可做成各种超声波传感器，配上不同的电路制成各种超声波测量仪器及装置，并在通信、医疗、家电等各方面得到广泛应用。
[2]2.1.1 超声波测距基本原理简介人耳的听音范围在20~20KHZ，人耳听不到的声音频率高于20KHZ的声波称为超声波。
现代汽车倒车防撞测距技术，利用超声波测距具有先进性和可靠性，系统通过探测倒车路径上或附近存在的任何障碍物，并在危险区域内及时发出警告。
[1]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，因而利用超声波设计的倒车防撞测距系统，可以实现探测到在盲区内障碍物的距离和方向。
超声波1检测电路往往比较迅速、方便、易于做到声光并茂的听觉和视觉警告，通过实时控制，可以游刃有余地让驾驶员采取必要的动作措施，因此在汽车倒车预警装置的研制上，得到了实际的应用效果。
[2]系统设计中采用的是超声波频率为40KHZ的超声波传感器，系统设计采用的是超声波测距基本原理，即当超声波发射探头源连续地发射为40KH的超声波，当超声波遇到障碍物时，能够反射回反射波，而当超声波接收探头部接收到反射波信号后，能够将其转化为电讯号。
通过测量计算发射波和接收波之间的时间差Δt，再求出发射点到障碍物之间的距离S，在速度C已知的状况下，容易求得S=CΔt/2，式中C为超声波的音速，因为超声波本质上也是声波，所以C也为音速。
系统在测距过程中，可以通过查表法，测量温度值进行声音速度的温度补偿误差。
时间差的获取，可以通过计时器技术获得，当发射声速后，立即启动定时计数器，在得到第一回波信号即刻停止计数器。
通过测量计算得到超声波发射波和接收波之间的时间差Δt和现场环境温度T，就可以精确计算出超声波发射点到障碍物之间的距离。
[1]2.2 传感器原理[5]传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。
通常根据其基本感知功能分为热2敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。
本次课程设计主要涉及到温度传感器和超声波传感器。
2.2.1 超声波传感器超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器由发送传感器、接收传感器、控制部分与电源部分组成。
发送器传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成，换能器的作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中辐射；接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成，换能器接收波产生机械振动，将其变换成电能作为传感器接收器的输出，从而对发送的超声波进行检测。
实际使用中，用作发送传感器的陶瓷振子也可用作接收器传感器上的陶瓷振子，控制部分主要对发送器发出的脉冲链频率占空比稀疏调制和计数及探测距离等进行控制。
超声波传感器电源可用DC12V±10%或24V±10%。
[2]超声波换能器又称超声波探头，超声波换能器有压电式、磁致伸缩式、电磁式等数种。
在检测技术中主要采用压电式，由于其结构不同，换能器又分为直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦探头、冲水探头等等。
[2]超声波传感技术应用在生产实践的不同方面，而医学应用是其最主要的应用之一，下面以医学为例子说明超声波传感技术的应用。
超声波在医学上的应用主要是诊断疾病，它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。
超声波诊断的优点是：对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。
因而推广容易，受到医务工作者和患者的欢迎。
超声波诊断可以基于不同的医学原理，我们3来看看其中有代表性的一种所谓的A型方法。
这个方法是利用超声波的反射。
当超声波在人体组织中传播遇到两层声阻抗不同的介质界面时，在该界面就产生反射回声。
每遇到一个反射面时，回声在示波器的屏幕上显示出来，而两个界面的阻抗差值也决定了回声的振幅的高低。
[2]在工业方面，超声波的典型应用是对金属的无损探伤和超声波测厚两种。
过去，许多技术因为无法探测到物体组织内部而受到阻碍，超声波传感技术的出现改变了这种状况。
当然更多的超声波传感器是固定地安装在不同的装置上，“悄无声息”地探测人们所需要的信号。
在未来的应用中，超声波将与信息技术、新材料技术结合起来，将出现更多的智能化、高灵敏度的超声波传感器。
[2]2.2.2 温度传感器[5]温度传感器（temperature transducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。
温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。
按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
热电阻传感器，金属随着温度变化，其电阻值也发生变化。
对于不同金属来说，温度每变化一度，电阻值变化是不同的，而电阻值又可以直接作为输出信号。
电阻共有两种变化类型:①正温度系数：温度升高= 阻值增加，温度降低= 阻值减少；②负温度系数：温度升高= 阻值减少，温度降低= 阻值增加。
热电偶传感器：热电偶由两个不同材料的金属线组成，在末端焊接在一起。
再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。
由于它必须有两种不4同材质的导体，所以称之为热电偶。
不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。
热电偶的灵敏度是指加热点温度变化1℃时，输出电位差的变化量。
对于大多数金属材料支撑的热电偶而言，这个数值大约在5～40微伏/℃之间。
由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。
也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。
温度传感器与被测介质的接触方式分为两大类：接触式和非接触式。
接触式温度传感器需要与被测介质保持热接触，使两者进行充分的热交换而达到同一温度。
这一类传感器主要有电阻式、热电偶、PN结温度传感器等。
非接触式温度传感器无需与被测介质接触，而是通过被测介质的热辐射或对流传到温度传感器，以达到测温的目的。
这一类传感器主要有红外测温传感器。
这种测温方法的主要特点是可以测量运动状态物质的温度（如慢速行使的火车的轴承温度，旋转着的水泥窑的温度）及热容量小的物体（如集成电路中的温度分布）。
温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。
温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。
从17世纪初人们开始利用温度进行测量。
在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器。
两种不同材质的导体，如在某点互相连接在一起，对这个连接点加热，在它们不加热的部位就会出现电位差。
这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关，和这两种导体的材质有关。
这种现象可以在很宽的温度范围内出现，如果精确测量这个电位差，再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温5度。
由于它必须有两种不同材质的导体，所以称之为“热电偶”。
不同材质做出的热电偶使用于不同的温度范围，它们的灵敏度也各不相同。
热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。
由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关。
3. 倒车雷达[5]倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器（或蜂鸣器）等部分组成。
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、倒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，提高驾驶的安全性。
3.1 探测原理倒车雷达是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。
探头装在后保险杠上，根据不同价格和品牌，探头有二、三、四、六、八、十、十二只不等，主倒车雷达探头倒车雷达探头要安装于前后保险杠上。
探头能够以最大水平120度垂直70度范围辐射，上下左右搜寻目标。
它最大的好处是能探索到那些低于保险杠而司机从后窗难以看见的障碍物，并报警，如花坛、路肩、蹲在车后玩耍的小孩等。
倒车雷达的显示器有两款，一是装在倒车的后视镜上，二是粘贴在正驾驶仪表6台前的角落，因为考虑到它的方便性绝大多数的客户选用的是装在仪表台上的款式。