基于红外线测距的汽车防撞系统的研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
冲数 ｎ就 能够 得 到 发 射 红 外 线 到 接 收 线 时 间 差 ｔ ， 即 ：＝ｎ 。把 ｔ 人 到 Ｓ Ｃ ２就 可 以得 到 测 量 距 ｔ Ｔ 代 ＝ｔ／
离 的最 终公 式 ： ： Ｔ ／ Ｓ 凡 Ｃ２ １ ２ 汽 车 防撞 系统 的建 立 ． 红 外线 汽 车 防撞 系统 的原 理 框 图 如 图 １所 示 。 图 １中 ， 整个 汽 车 防撞 系统 中除 了前 面 所 介 绍 的 红
ｓ ｕ ｄ ａ ｄ ｌｇ ｔ ａ ｄ ｗｈ ｎ ｎ ｃ ｓ ａ ｙ ｉ ａ ｓ ａ ｅ ｅｅ ａ ｅ ｔ ｅ ｃ ｒＳｓ ｅ ｄ ｗｉｈ ａ ｋ ｎ ｆａ ｔ ｍａｉ ｒ ｋ ｖｃ ． ｏ ｎ ｎ ｉｈ ， ｎ ｅ ｅ ｅ ｓ ｒ ｔ ｌｏ ｃ ｎ ｄ ｃ ｌｒ ｔ ｈ ａ ’ ｐ ｅ ｔ ｉ ｄ ｏ ｕ ｏ ｔｃ ｂ ａ ｅ ｄｅ ｉｅ Ｔｈ ｓ ｓ ｓｅ ｈ ｓｍａ ｙ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｕｃ ｓｇ ｏ ｒ ｃｉ ａｉ ｈ ｇ ｒ ｃｓｏ ｌｗ ｏ ｔａ Ｏ ｏ ｉ ｙ ｔ ｍ ａ ｎ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｓ ｈ ａ ｏ ｄ ｐ ａ ｔｃ ｔ ｉｈ ｐ ｅ ｉｉ ｎ，ｏ ｃ ｓ ｎｄ Ｓ ｎ． ｌ ｙ，
第３ ５卷 第 ３期
２１ ０ ２年 ６月
电 子 器 件
Ｃ ｉｅ ｅＪ ｕ ａ ｆＥ ｅ ｔ ｎ Ｄ ｖｃ ｓ ｈ ｎ ｓ ｏ ｒ ｌ ｌｃ ｏ ｅ ｉｅ ｎ ｏ ｒ
Ｖ０． ５ Ｎｏ ３ １３ ．
Ｊ ｎ ２ １ ｕ．０２
Ｒ ｓａ ｃ ｎ Ｖ ｈｃ ｏｌｉｎＰ ｅｅ ｔ ｎＳ ｓｅ Ｂ ｓｄｏ ｎｒ ｒｄ Ｄ ｓ ｎ ｅＭｅ ｓｒｍｅ ｔ ｅｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｉｌ Ｃ ｌｓ ｒ ｖｎ ｉ ｙｔｍ ａｅ ｎ Ｉｆａ ｅ ｉ ａ ｃ ａｕ ｅ ｎ ｅ ｉｏ ｏ ｔ
基 于 红 外 线 测 距 的 汽 车 防撞 系统 的 研 究
唐理 洋． 张亚 君
（ 州电子科技大学电子信息学院 ， 杭 杭州 ３０ １ ） １０ ８
摘 要 ： 基于红外线测距的原理， 设计了单片机及其相应的电路。该系统的主要作用是 自动检测并实时显示汽车与周围障
碍物的距离 、 车速 度和加速度 ， 前 结合汽车 当前速度和本身制动能力算 出危 险距离 ， 达到这一距离 时进行声 光报警 ， 并在 必要
ｂ ａ ｉ ｇ ａ ｉ ｔ ｆｔ ｅ Ｃ ． ｒ ｋ ｎ ｂ ｌ ｙ ｏ ｈ ａ Ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓａ ｃ ｅ ｃ ｅ ｈ ａ ａ ｄ ｕ ａｕ ｔ ｉ ｓ ｓ ｍ ｉ ｌｒ ｔ ｅ ｄ ｉｅ ｔ ｉ ｒ ｅ ｈ ｉｔｎ ｅ ｒ ａ ｈ ｓ ｔ ｅ ｈ ｚ ｒ ｏ ｓ ｖ ｌ ｅ，ｈ ｓ ｙ ｔ ｗ ｌ ａａ ｍ ｈ ｒｖ ｒｗｉ ｅ ｌ ｈ
距 离 时 ， 发器 复位 ， 止产 生脉 冲 。 触 停 自动刹 车减 速装 置 。该功 能可 以手 动开 启或 关 闭， 当处 于开启 时 ， 旦 与障碍 物 的距离 等 于或小 于 一 危 险距 离 ， 通 过单 片机 启动 自动 刹车装 置 ， 便 令汽 车
减 速 防止碰撞 。
恒流红外线发射 电路
ｔ
红外线接收电路
‘
４ ｋｚ ０ Ｈ
多级放大电路
●
整形 电路
／
时 振 器Ｈ 钟荡
单机 片
Ｈ 汽 当 速 车前度
ｌ
｝— 自 刹 减 装 ＿ ＿ — 动车速置
Ｉ 示 路Ｉ 光 警 路Ｉ 显电 报电 声
图 １ 汽 车 防撞 系统 原 理 框 图
Ｋｅ ｒ ｓｃｌｓ ｎａｏ ａｃ ； ａｅ ａ ；ｉａ ｃ ｅｓｒｍｅｔｓ ￣ ｈｐｍ ｃｏｏ ｐ ｔｒ ｙｗｏｄ ：ｏ ｉｏ ｖｉ ｎ ｅ ｉ ｒ ｄｒ ｄ ｔｎｅｍ ａｕｅ ｎ ； ｎ ｅｃｉ ｉｒｃｍ ｕｅ ｌｉ ｄ ￣ｒ ｙ ｓ ｉ
Ｅ ＡＣ ７ １ Ｂ Ｅ Ｃ：２ ０ ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ — ４ ０ ２ １ ． ３ ０ ８ ｏ ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ ５ ９ ９ ． ０ ２ ０ ．２ ｓ
时使用 自动刹车装置迫使汽车减速 。该 系统具有实用性好 、 度高、 精 成本低等优点 。
关键 词 ： 防撞； 红外线 ； 测距； 单片机
中图分 类号 ： ４ ７ １ １ ６ ．４ ５
文 献标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ：０ ５ ９ ９ （０ ２ ０ — ３ ６ ０ １０ — ４０ ２ １ ）３ ０６ — ５
定 的频 率进 行计 数 ： 当接 收器 再 次 接 收 到 反 射 回来
ｌ外 接 电 红 线 收 路ｆ
／ ／ ＼
．
。
的红外线信号时， 电路处理单片机给 出一个停止 经 计 数 脉 冲 ， 数 器停 止计 数 。通 过软 件编 程 ， 单 片 计 令 机 能够 自动 处 理这 些 数 据 ， 脉 冲 的周 期 乘 以 脉 用
外 线测距 部 分 ， 还包 括声 光报 警 电路 ， 自动 刹 车减速
装 置和输 入 当前 汽车 速度 的电路 。
２ 硬 件 电 路 的设 计
２ １ 红 外线 测 距硬件 电路的设 计 ．
汽 车 当前 速度 输 入 到 单 片机 中进 行 数 据运 算 ： 结 合与 前车 的距 离变 化 和可 以计算 出前车 行进 速度 和 加速 度 ； 合 已经 计 算 出 的 障碍 物 距 离 和 本 身 的 结 制 动能力 可 以计 算 出警戒 距 离和危 险距 离 。 报警 电路 由触 发 器 、 动 电路 、 喇叭 和彩灯 组 驱 小 成 。 当与障 碍物 的距 离等 于或 小 于警戒 距 离时 单片 机 给触发 器一 个信 号 ， 触 发 器 置位 并 产 生 一 组 脉 令 冲， 通过 驱动 电路 ， 小 喇叭发 出报 警声 并令 彩 灯 闪 使 烁， 达到 报警 的 目的 。 当与 障 碍 物 的距 离 大 于警 戒
近年来 ， 随着经 济 的 高速 发展 ， 家庭 用车 和运 输 用 车的数 量急 剧增 长 ， 仅使 道 路更 加拥 挤 ， 为严 不 更 重 的是 随之而 来 的越 加频 繁 Baidu Nhomakorabea交通 事故 。造 成这 些 事故 的原 因有 多种 。 客观 上有 道 路条 件 、 恶劣 天气 等 的影 响 ． 而主观上是 强行超车 、 误估计 车距 、 错 司机开 小差等 等。为 了减 少因此造成 的交通事 故 ， 车辆安 给
本 文 的系 统采用 的是 “ 数 ” 计 的方 式 ， 过 单 片 通 机 处理 数据 ． 原理 是 ： 其 红外 线发 射器 连续 不 断 的向 外 发射 红外 线 ． 当红外 线 接 收器 第 一 次 接 收 到 由障 碍 物反 射 回来 的红 外 线 信 号 时 ， 电路 处 理 单 片机 经 给 出一 个技 术 启动 信 号 ， 片机 的计 数 器 开 始 以一 单
Ｔ ＡＮＧ ｉａ ｇ， Ｌｙ ｎ ＺＨＡＮＧ
（ ｃｏｌｆＥｅｔ ｎｃ ｎｏ ａｉｎＨａｇｈｕＤａ ｚ Ｕ ｉ ｒｔ， ａｇｈｕ３０ １ ， ｈｎ ） Ｓｈｏ ｌ ｒ ｉ ｆｒ ｔ ， ｎｚｏ ｉｎｉ ｎｖ ｓｙ Ｈ ｎｚｏ １０ ８ Ｃ ｉａ ｏ ｃｏ ｓＩ ｍ ｏ ｅｉ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｈａ ｉ ｇ ｄ ｓ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓ ｇ ｅ ｃ ｉ ｃ ｏ ｏ ｕ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｏ ｆａ ｅ ｉ ａ ｃ ａ ｕ ｅ ｎ ． ｓｒ ｃ ： ｖ ｎ ｅ ｉ ｅ ｉ ｌ ｈ ｐ ｍｉ ｒ ｃ ｍｐ ｔ ｒ ｓ ｄ ｏ ｈ ｒｎ ｉ ｌ ｆｉ ｒ ｄ ｄ ｓ ｎ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｇ ｈ ｎ ｂ ｎ ｒ ｔ Ｔ ｅ ｍａ ｎ ｕ ｅ ｏ ｅ ｓ ｓ ｍ ｓａ ｔ ｍａ ｉａｌ ｅｅ ｔ ｇ ａ ｄ ｒ ａ ｍｅ ｄ ｓ ｌ ｙｎ ｅ ｄ ｓａ ｃ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｒａ ｄ ｔ ｅ ｈ ｉ ｓ ｆｔ ｙ ｔ ｉ ｕ ｏ ｔ ｌ ｄ ｔｃ ｉ ｎ ｅ ｌｔ ｉ ａ ｉ ｇ ｔ ｉｔｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈ ａ ｎ ｈ ｈ ｅ ｃ ｙ ｎ ｉ ｐ ｈ
污染等因素影响 ， 而使测距 的探测距离减少 １２～ ／ １３使用精度大为降低。微波雷达测距不仅成本较 ／。
高， 而且易 受电磁 波 的干 扰 ， 适合 应 用 于汽 车测 距 不
号与接收器接收反射信号之间的时间差 ｔ便可以根 ，
据 以下公 式计 算 出距 离 ｓ ：
Ｓ＝ｔ ２ Ｃ／
声波测距原理简单、 成本较低 ， 但是速度易受外界环 境影 响 ． 并且 测 量 的理 想距 离 也 只有 ４ ｍ 一 ５ ｍ。激
光测 距易受 汽车震 动 、 恶劣 天气 、 射镜 表 面磨 损 和 反
红 外 线 测距 器 由发 射 器 和接 收 器 两部 分 组成 。 发射器 不 断发射 出频率 为 ４ Ｈ 的红 外线 ， ０ｋ ｚ 当碰 到 其他 汽车或 是 障碍 物 时反 射 ， 收 器 接 收到 反 射 波 接 信号 后将其 转换 成 电信号 。如 果知道 发 射器发 射 信
系统。红外线传播时不易扩散 ， 穿越其他物质时折射
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ０ ２ １ — ３ １ 修 改 日期 ： １— ３ １ ２ ２ ０ —２ ０
第 ３期
唐理 洋 ， 亚君 ： 于红外 线测 距 的汽 车防撞 系统的研 究 张 基
３７ ６
上式 中 。 Ｃ为光 速 ， 一般 取 Ｃ＝ ｘ Ｏ ／ 。 ３ ｌ ｍ ｓ
ｏ ｓａ ｌ ｓａ ｏ ｎ Ｔ ｉ ｙ ｔ ｍ ｌｏ ｃ ｎ ｃ ｌ ｕ ａｅ ｔ ｅ ｈａ ａ ｄ ｕ ｉｔｎ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ａ ’ ｕ ｒ ｎ ｐ ｅ ｎ ｈ ｂ ｔ ｃｅ ｒ ｕ ｄ． ｈ ｓ ｓ ｓｅ ａ ｓ ａ ａｃ ｌｔ ｈ ｚ ｒ ｏ ｓ ｄ ｓａ ｃ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｒＳ ｃ ｒｅ ｔｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ
当今世 界 电子 技 术发 达 ， 距 的方 法 多种 多样 ， 测
主要有 超声波 测距 、 光测距 、 波 雷达 测距 和 红外 激 微
１ 红外 线 测 距 基本 原理 及 防撞 系统 的
建 立
１ １ 基 本原 理 ．
线测距 。这些测距 的原理不 同 ， 也各有 其优 缺点 。超
红 外线测 量 距离 的硬 件 电路 图如 图 ２所示 。
单 片机 间 断发 出编码 不 同的脉 冲 ， 过 ８５ 经 １５输
出。８５ １５的高 ４位 Ｐ 口作为数据 的发送端 ， Ａ 将信 号输 入 到 编 码 器 Ｙ Ｈ ６的 数 据 端 进 行 编 码。 Ｙ２ Ｃ４１ Ｄ ０ １是 频 率 为 ４ Ｈ ０ ｋ ｚ的 振 荡 器 。 于 调 制 用
Ｙ Ｈ ６产 生 的编码 信号 。 已调 制 的信 号 经 ８５ Ｙ ２ ５０放
大后 由红 外线 发光 二极 管 Ｐ 发送 出去 。 同时 为 了 Ｈ
保 证 红外 线在 远程 发 射 时 具 有 足 够 的 发射 功 率 ， 在
＋５ Ｖ
图 ２ 红 外 线 测 距硬 件 电路 图
装具 有 自动测距 、 警 、 报 刹车 的防撞 系统势在必行 。
率很小 ， 加上能 适应 夜 晚或 能见 度 差 的环境 、 用 再 应 于测距 时成本低廉 ， 因此便 于 民间的推 广 。
本 文所研 究 系统 的便 是 根据红 外线往 返 目标所
需 的时 间来判 断 目标 的距 离 ， 并结合 单 片机技 术 ， 把 这 种测距 方法 应用 于 汽 车 防撞 系统 ， 能够 有 效 的减 少 追尾 等事故 ， 保证 交通 安全 。
离 的最 终公 式 ： ： Ｔ ／ Ｓ 凡 Ｃ２ １ ２ 汽 车 防撞 系统 的建 立 ． 红 外线 汽 车 防撞 系统 的原 理 框 图 如 图 １所 示 。 图 １中 ， 整个 汽 车 防撞 系统 中除 了前 面 所 介 绍 的 红
ｓ ｕ ｄ ａ ｄ ｌｇ ｔ ａ ｄ ｗｈ ｎ ｎ ｃ ｓ ａ ｙ ｉ ａ ｓ ａ ｅ ｅｅ ａ ｅ ｔ ｅ ｃ ｒＳｓ ｅ ｄ ｗｉｈ ａ ｋ ｎ ｆａ ｔ ｍａｉ ｒ ｋ ｖｃ ． ｏ ｎ ｎ ｉｈ ， ｎ ｅ ｅ ｅ ｓ ｒ ｔ ｌｏ ｃ ｎ ｄ ｃ ｌｒ ｔ ｈ ａ ’ ｐ ｅ ｔ ｉ ｄ ｏ ｕ ｏ ｔｃ ｂ ａ ｅ ｄｅ ｉｅ Ｔｈ ｓ ｓ ｓｅ ｈ ｓｍａ ｙ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｕｃ ｓｇ ｏ ｒ ｃｉ ａｉ ｈ ｇ ｒ ｃｓｏ ｌｗ ｏ ｔａ Ｏ ｏ ｉ ｙ ｔ ｍ ａ ｎ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ｓ ｈ ａ ｏ ｄ ｐ ａ ｔｃ ｔ ｉｈ ｐ ｅ ｉｉ ｎ，ｏ ｃ ｓ ｎｄ Ｓ ｎ． ｌ ｙ，
第３ ５卷 第 ３期
２１ ０ ２年 ６月
电 子 器 件
Ｃ ｉｅ ｅＪ ｕ ａ ｆＥ ｅ ｔ ｎ Ｄ ｖｃ ｓ ｈ ｎ ｓ ｏ ｒ ｌ ｌｃ ｏ ｅ ｉｅ ｎ ｏ ｒ
Ｖ０． ５ Ｎｏ ３ １３ ．
Ｊ ｎ ２ １ ｕ．０２
Ｒ ｓａ ｃ ｎ Ｖ ｈｃ ｏｌｉｎＰ ｅｅ ｔ ｎＳ ｓｅ Ｂ ｓｄｏ ｎｒ ｒｄ Ｄ ｓ ｎ ｅＭｅ ｓｒｍｅ ｔ ｅｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｉｌ Ｃ ｌｓ ｒ ｖｎ ｉ ｙｔｍ ａｅ ｎ Ｉｆａ ｅ ｉ ａ ｃ ａｕ ｅ ｎ ｅ ｉｏ ｏ ｔ
基 于 红 外 线 测 距 的 汽 车 防撞 系统 的 研 究
唐理 洋． 张亚 君
（ 州电子科技大学电子信息学院 ， 杭 杭州 ３０ １ ） １０ ８
摘 要 ： 基于红外线测距的原理， 设计了单片机及其相应的电路。该系统的主要作用是 自动检测并实时显示汽车与周围障
碍物的距离 、 车速 度和加速度 ， 前 结合汽车 当前速度和本身制动能力算 出危 险距离 ， 达到这一距离 时进行声 光报警 ， 并在 必要
ｂ ａ ｉ ｇ ａ ｉ ｔ ｆｔ ｅ Ｃ ． ｒ ｋ ｎ ｂ ｌ ｙ ｏ ｈ ａ Ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓａ ｃ ｅ ｃ ｅ ｈ ａ ａ ｄ ｕ ａｕ ｔ ｉ ｓ ｓ ｍ ｉ ｌｒ ｔ ｅ ｄ ｉｅ ｔ ｉ ｒ ｅ ｈ ｉｔｎ ｅ ｒ ａ ｈ ｓ ｔ ｅ ｈ ｚ ｒ ｏ ｓ ｖ ｌ ｅ，ｈ ｓ ｙ ｔ ｗ ｌ ａａ ｍ ｈ ｒｖ ｒｗｉ ｅ ｌ ｈ
距 离 时 ， 发器 复位 ， 止产 生脉 冲 。 触 停 自动刹 车减 速装 置 。该功 能可 以手 动开 启或 关 闭， 当处 于开启 时 ， 旦 与障碍 物 的距离 等 于或小 于 一 危 险距 离 ， 通 过单 片机 启动 自动 刹车装 置 ， 便 令汽 车
减 速 防止碰撞 。
恒流红外线发射 电路
ｔ
红外线接收电路
‘
４ ｋｚ ０ Ｈ
多级放大电路
●
整形 电路
／
时 振 器Ｈ 钟荡
单机 片
Ｈ 汽 当 速 车前度
ｌ
｝— 自 刹 减 装 ＿ ＿ — 动车速置
Ｉ 示 路Ｉ 光 警 路Ｉ 显电 报电 声
图 １ 汽 车 防撞 系统 原 理 框 图
Ｋｅ ｒ ｓｃｌｓ ｎａｏ ａｃ ； ａｅ ａ ；ｉａ ｃ ｅｓｒｍｅｔｓ ￣ ｈｐｍ ｃｏｏ ｐ ｔｒ ｙｗｏｄ ：ｏ ｉｏ ｖｉ ｎ ｅ ｉ ｒ ｄｒ ｄ ｔｎｅｍ ａｕｅ ｎ ； ｎ ｅｃｉ ｉｒｃｍ ｕｅ ｌｉ ｄ ￣ｒ ｙ ｓ ｉ
Ｅ ＡＣ ７ １ Ｂ Ｅ Ｃ：２ ０ ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ — ４ ０ ２ １ ． ３ ０ ８ ｏ ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ ５ ９ ９ ． ０ ２ ０ ．２ ｓ
时使用 自动刹车装置迫使汽车减速 。该 系统具有实用性好 、 度高、 精 成本低等优点 。
关键 词 ： 防撞； 红外线 ； 测距； 单片机
中图分 类号 ： ４ ７ １ １ ６ ．４ ５
文 献标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ：０ ５ ９ ９ （０ ２ ０ — ３ ６ ０ １０ — ４０ ２ １ ）３ ０６ — ５
定 的频 率进 行计 数 ： 当接 收器 再 次 接 收 到 反 射 回来
ｌ外 接 电 红 线 收 路ｆ
／ ／ ＼
．
。
的红外线信号时， 电路处理单片机给 出一个停止 经 计 数 脉 冲 ， 数 器停 止计 数 。通 过软 件编 程 ， 单 片 计 令 机 能够 自动 处 理这 些 数 据 ， 脉 冲 的周 期 乘 以 脉 用
外 线测距 部 分 ， 还包 括声 光报 警 电路 ， 自动 刹 车减速
装 置和输 入 当前 汽车 速度 的电路 。
２ 硬 件 电 路 的设 计
２ １ 红 外线 测 距硬件 电路的设 计 ．
汽 车 当前 速度 输 入 到 单 片机 中进 行 数 据运 算 ： 结 合与 前车 的距 离变 化 和可 以计算 出前车 行进 速度 和 加速 度 ； 合 已经 计 算 出 的 障碍 物 距 离 和 本 身 的 结 制 动能力 可 以计 算 出警戒 距 离和危 险距 离 。 报警 电路 由触 发 器 、 动 电路 、 喇叭 和彩灯 组 驱 小 成 。 当与障 碍物 的距 离等 于或 小 于警戒 距 离时 单片 机 给触发 器一 个信 号 ， 触 发 器 置位 并 产 生 一 组 脉 令 冲， 通过 驱动 电路 ， 小 喇叭发 出报 警声 并令 彩 灯 闪 使 烁， 达到 报警 的 目的 。 当与 障 碍 物 的距 离 大 于警 戒
近年来 ， 随着经 济 的 高速 发展 ， 家庭 用车 和运 输 用 车的数 量急 剧增 长 ， 仅使 道 路更 加拥 挤 ， 为严 不 更 重 的是 随之而 来 的越 加频 繁 Baidu Nhomakorabea交通 事故 。造 成这 些 事故 的原 因有 多种 。 客观 上有 道 路条 件 、 恶劣 天气 等 的影 响 ． 而主观上是 强行超车 、 误估计 车距 、 错 司机开 小差等 等。为 了减 少因此造成 的交通事 故 ， 车辆安 给
本 文 的系 统采用 的是 “ 数 ” 计 的方 式 ， 过 单 片 通 机 处理 数据 ． 原理 是 ： 其 红外 线发 射器 连续 不 断 的向 外 发射 红外 线 ． 当红外 线 接 收器 第 一 次 接 收 到 由障 碍 物反 射 回来 的红 外 线 信 号 时 ， 电路 处 理 单 片机 经 给 出一 个技 术 启动 信 号 ， 片机 的计 数 器 开 始 以一 单
Ｔ ＡＮＧ ｉａ ｇ， Ｌｙ ｎ ＺＨＡＮＧ
（ ｃｏｌｆＥｅｔ ｎｃ ｎｏ ａｉｎＨａｇｈｕＤａ ｚ Ｕ ｉ ｒｔ， ａｇｈｕ３０ １ ， ｈｎ ） Ｓｈｏ ｌ ｒ ｉ ｆｒ ｔ ， ｎｚｏ ｉｎｉ ｎｖ ｓｙ Ｈ ｎｚｏ １０ ８ Ｃ ｉａ ｏ ｃｏ ｓＩ ｍ ｏ ｅｉ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｈａ ｉ ｇ ｄ ｓ ｎ ｄ ｔ ｅ ｓ ｇ ｅ ｃ ｉ ｃ ｏ ｏ ｕ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｏ ｆａ ｅ ｉ ａ ｃ ａ ｕ ｅ ｎ ． ｓｒ ｃ ： ｖ ｎ ｅ ｉ ｅ ｉ ｌ ｈ ｐ ｍｉ ｒ ｃ ｍｐ ｔ ｒ ｓ ｄ ｏ ｈ ｒｎ ｉ ｌ ｆｉ ｒ ｄ ｄ ｓ ｎ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｇ ｈ ｎ ｂ ｎ ｒ ｔ Ｔ ｅ ｍａ ｎ ｕ ｅ ｏ ｅ ｓ ｓ ｍ ｓａ ｔ ｍａ ｉａｌ ｅｅ ｔ ｇ ａ ｄ ｒ ａ ｍｅ ｄ ｓ ｌ ｙｎ ｅ ｄ ｓａ ｃ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｒａ ｄ ｔ ｅ ｈ ｉ ｓ ｆｔ ｙ ｔ ｉ ｕ ｏ ｔ ｌ ｄ ｔｃ ｉ ｎ ｅ ｌｔ ｉ ａ ｉ ｇ ｔ ｉｔｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈ ａ ｎ ｈ ｈ ｅ ｃ ｙ ｎ ｉ ｐ ｈ
污染等因素影响 ， 而使测距 的探测距离减少 １２～ ／ １３使用精度大为降低。微波雷达测距不仅成本较 ／。
高， 而且易 受电磁 波 的干 扰 ， 适合 应 用 于汽 车测 距 不
号与接收器接收反射信号之间的时间差 ｔ便可以根 ，
据 以下公 式计 算 出距 离 ｓ ：
Ｓ＝ｔ ２ Ｃ／
声波测距原理简单、 成本较低 ， 但是速度易受外界环 境影 响 ． 并且 测 量 的理 想距 离 也 只有 ４ ｍ 一 ５ ｍ。激
光测 距易受 汽车震 动 、 恶劣 天气 、 射镜 表 面磨 损 和 反
红 外 线 测距 器 由发 射 器 和接 收 器 两部 分 组成 。 发射器 不 断发射 出频率 为 ４ Ｈ 的红 外线 ， ０ｋ ｚ 当碰 到 其他 汽车或 是 障碍 物 时反 射 ， 收 器 接 收到 反 射 波 接 信号 后将其 转换 成 电信号 。如 果知道 发 射器发 射 信
系统。红外线传播时不易扩散 ， 穿越其他物质时折射
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ０ ２ １ — ３ １ 修 改 日期 ： １— ３ １ ２ ２ ０ —２ ０
第 ３期
唐理 洋 ， 亚君 ： 于红外 线测 距 的汽 车防撞 系统的研 究 张 基
３７ ６
上式 中 。 Ｃ为光 速 ， 一般 取 Ｃ＝ ｘ Ｏ ／ 。 ３ ｌ ｍ ｓ
ｏ ｓａ ｌ ｓａ ｏ ｎ Ｔ ｉ ｙ ｔ ｍ ｌｏ ｃ ｎ ｃ ｌ ｕ ａｅ ｔ ｅ ｈａ ａ ｄ ｕ ｉｔｎ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ａ ’ ｕ ｒ ｎ ｐ ｅ ｎ ｈ ｂ ｔ ｃｅ ｒ ｕ ｄ． ｈ ｓ ｓ ｓｅ ａ ｓ ａ ａｃ ｌｔ ｈ ｚ ｒ ｏ ｓ ｄ ｓａ ｃ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｒＳ ｃ ｒｅ ｔｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ
当今世 界 电子 技 术发 达 ， 距 的方 法 多种 多样 ， 测
主要有 超声波 测距 、 光测距 、 波 雷达 测距 和 红外 激 微
１ 红外 线 测 距 基本 原理 及 防撞 系统 的
建 立
１ １ 基 本原 理 ．
线测距 。这些测距 的原理不 同 ， 也各有 其优 缺点 。超
红 外线测 量 距离 的硬 件 电路 图如 图 ２所示 。
单 片机 间 断发 出编码 不 同的脉 冲 ， 过 ８５ 经 １５输
出。８５ １５的高 ４位 Ｐ 口作为数据 的发送端 ， Ａ 将信 号输 入 到 编 码 器 Ｙ Ｈ ６的 数 据 端 进 行 编 码。 Ｙ２ Ｃ４１ Ｄ ０ １是 频 率 为 ４ Ｈ ０ ｋ ｚ的 振 荡 器 。 于 调 制 用
Ｙ Ｈ ６产 生 的编码 信号 。 已调 制 的信 号 经 ８５ Ｙ ２ ５０放
大后 由红 外线 发光 二极 管 Ｐ 发送 出去 。 同时 为 了 Ｈ
保 证 红外 线在 远程 发 射 时 具 有 足 够 的 发射 功 率 ， 在
＋５ Ｖ
图 ２ 红 外 线 测 距硬 件 电路 图
装具 有 自动测距 、 警 、 报 刹车 的防撞 系统势在必行 。
率很小 ， 加上能 适应 夜 晚或 能见 度 差 的环境 、 用 再 应 于测距 时成本低廉 ， 因此便 于 民间的推 广 。
本 文所研 究 系统 的便 是 根据红 外线往 返 目标所
需 的时 间来判 断 目标 的距 离 ， 并结合 单 片机技 术 ， 把 这 种测距 方法 应用 于 汽 车 防撞 系统 ， 能够 有 效 的减 少 追尾 等事故 ， 保证 交通 安全 。