汽车智能防撞系统的研究
摘要:本文综述世界智能车辆技术在自动防撞方面的应用现状,结合我国高速公路、驾驶习惯及现有传感器的技术状况,分析探究适合中国高速公路及现实国情的汽车智能防撞装置。根据所要实现的基本功能,对比当前采用的四种常用测距方法,最终选用红外激光测距原理,建立了系统方案。汽车红外激光智能防撞装置是一种主动式防撞系统,它能使反应时间、距离、速度三个方面都能得到良好的优化控制,可以有效地避免汽车追尾碰撞事故的发生,该系统在汽车领域的应用与其所能带来的经济效益和社会效益将会是相当可观的。
关键词:智能防撞激光测距雷达测距单片机语音报警
1 前言
1.1课题研究的价值和意义
随着我国改革开放的不断深入和社会主义经济的不断发展,人们的物质生活日益提高,汽车己经进入千家万户,公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势;与此同时,也带来了一个不可避免的问题:交通事故逐年上升。
2004年,全国公安机关交通管理部门共受理道路交通事故51.8万起,造成107077人死亡,比2003年增加2705人,上升2.6%;直接财产损失23.9亿元。在各类事故形态中,机动车碰撞事故占绝大多数。2004年,全国共发生机动车碰撞事故400389起,造成77081人死亡、375620人受伤,分别占总数的77.3%、72%和78.1%。其中,正面相撞事故123577起,造成31715人死亡、128447人受伤,分别占总数的23.9%、29.6%和26.7%;侧面相撞事故196798起,造成29900人死亡、186683人受伤,分别占总数的38%、27.9%和38.8%;追尾相撞事故80014起,造成15466人死亡、60490人受伤,分别占总数的15.5%、14.4%和12.6%。从以上数据,足以说明公路交通安全已是我国面临的重大问题。
我国的高速公路起步随晚,但发展较快。据统计,高速公路每百公里事故率为普通公路的4倍多。高速公路的事故类型,大多数为车辆的追尾碰撞事故,这是由高速公路的特点所决定的。高速公路具有汽车专用、分割行驶、控制出入、全部立交、限制车速以及高标准、设施完备等特点。高速公路由于排除了行人、非机动车的干扰,从而保证车辆可以高速行驶,而具有路面宽阔、标示醒目、标线分明、全线封闭等特点。保证了高速公路具有行车速度快、交通流量大的优点。我国,一般公路平均时速为40~50Km/h,而高速公路平均时速可达80Km/h以上。高速公路车辆速度快、干扰小的特点也促使其发生的事故性质比较严重,一旦发生事故,多数是恶性的交通事故。分析高速公路交通事故的类型和原因,发现超速行驶、恶劣天气时很容易发生制动测滑、甩尾或行车视距不足而导致的追尾碰撞事故。死亡事故中65%以上是追尾相撞造成的。由此可见,如何提高汽车行驶安全性,减少交通事故及其损失,己经刻不容缓的摆在研究人员的面前。
据有关部门对交通事故的统计分析,发现在司机—汽车—环境三要素中,司机是可靠性最差的一个环节,80%以上的事故是由于司机反映不及时或判断失误引起。计算表明,司机反映迟缓1秒,速度为80Km/h的汽车要前进约22.2米,由此可能产生不堪设想的后果。若在夜间或雨、雪、雾等恶劣天气条件下,汽车在中、高速行驶时,很难及时发现前方障碍物并采取必要应急措施。统计表明,在发生撞车的事故中,45%是司机没有看清楚前面车辆所处的位置,30%是发现前方车辆但为时己晚,特别在汽车高速行驶的情况下,前方目标正确识别与否至关重要。根据汽车驾驶自动化和智能化的发展趋势,汽车防撞系统的研制有着重要的意义。
1.2研究的现状
目前,汽车防撞技术分为被动式防撞和主动式防撞两种。增强汽车的结构(如给汽车前部和尾部均加上保险架)、安装行驶安全带和安全气囊等,这些均属于被动方式的汽车防撞装置,它们只能在一定程度上减少碰撞事故发生时的损失,不能从根本上避免交通事故发生。因而人们在汽车主动式防撞技术方面的研究很活跃,从1971年开始,出现了主动式汽车防碰撞系统。
从技术角度分析,主动式汽车防撞系统的研究,关键在于相对距离和相对速度的测量。当本车以较高的速度接近前方车辆时,如果两车之间的距离太近,很容易造成追尾事故。因此,常用的汽车防撞系统都将车辆之间的相对距离作为是否发生碰撞危险的判断依据。车用防撞系统报警与否的判断依据在于相对距离和安全距离的大小关系,而相对距离的测量,其方法有好多种,主要有:超声波雷达测距方式;红外线测距方式;毫米波雷达测距方式;激光雷达测距方式。下面就分别对它们的防撞机理进行简述。
2 主题
2.1超声波雷达测距方式
超声波是指震动振动频率在20KHZ 以上的机械波,超声波不仅波长短、方向性好、能够呈射线定向传播,而且碰到界面就会有显著反射。这些特性有利于选用超声波做媒体,测定物体的位置、距离甚至形状等.。超声波测距仪一般整个系统的硬件由发送部分、接收处理部分、温度检测部分,语音部分和距离显示及声光报警部分组成[2]。如图所示
超声波测距的基本原理是超声波发射器不断地发射出.40kHz 超声波,遇到障碍物后反射回反射波,超声波接收器接收到反射波信号,并将其转变为电信号[5]。测出发射和接收回波的时间差T ,然后求出距离S 。在已知速度C 的情况下,不难得出:
1=2
S CT 式中C ——超声波音速。由于超声波也是声波,故C
也为音速。音速为c =
式中γ——气体的绝热体积系数(空气为1.4)
p ——气体的气压可(海平面为1.013x106Pa) 0ρ——气体密度(空气为1.29kg/m 3)
对于1mol 空气,质量为m ,体积为V ,则密度0ρ=m/V ,故
c==
对于理想气体,有pV=RT,
式中R——摩尔气体常热
T——绝对温度
因此:c
由于Y、R、m均为已知常数,故声速C仅与温度T有关,若温度不变,则声音在空气中速率与压强无关。在0℃的空气中,C0=331.5m/s。
通过对上式的实际分析可得,温度每升高1℃,声速增加为0.607m/s,故可以得出声速与现场环境温度θ的经验公式是:C=331.5+0.607θ。
这样,只要测得超声波发射和接收回波的时间差T以及现场环境温度θ,就可以精确计算出从发射点到障碍物之间的距离。
超声波传感器安装在汽车的尾部,其接收和发射传感器距离较近,之间容易有较强的干扰信号。为防止误测现象,在软件上采用延迟接收技术,一次提高系统的抗干扰能力。
系统初始化,首先完成对温度的采集,确定该温度下的超声波速度;若控制键被按下,发射出超声波,同时T0计数器进行计数,收到反射波后T0停止计数,以此计算出发射和接收超声波的时间间隔;最后通过数值处理程序计算出被测的距离,送显示器显示[11]。
超声波能量是距离的平方成正比而衰减的,则距离越远,反射回的超声波减少,灵敏度下降很快,从而使得超声波测距方式只适用于较短距离。目前国内外一般的超声波测距仪理想测量距离为4米~5米左右,因为一般只能用于汽车倒车防撞系统上。
2.2红外线测距方式
红外线测距和超声波测距在原理上基本相同,均是根据发射和反射的时间差来判断目标的距离。红外线测距在技术上难度不大,系统结构也较简单,如图所示。
红外发射电路发射出40kHz频率的红外线,当遇到障碍物红外线发生漫反射,红外线接收电路第一次接收到反射的红外线时,给单片机一个信号脉冲,启动单片机内的计数器,计数器置位进入计数状态;当接收电路第二次接收到反射器的红外线时,经单片机处理给出一个信号脉冲,使计数器停止计数,数据被锁存,然后经单片机处理,将测量的距离显示在显示器上,并发出报警信号[1]。
红外线测距系统在恶劣天气下测量受到干扰比较大,也不适合长距离探测,当前还不能满足高速公路防撞的要求[7]。
2.3毫米波雷达测距方式
雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的。雷达的工作频率从3MHZ 到300GHZ的范围内,其对应波长为100m到1mm,工作频率在30GHZ以下的雷达称为微波雷达,工作频率在30GHZ以上的雷达成为毫米波雷达。作为车载雷达,一般选用60GHZ、120HGZ、180GHZ波段,其对应波长为毫米级,故称毫米波雷达[12]。
与30GHZ以下的微波相比,毫米波频率高,波长短,一方面可缩小从天线辐射的电磁波射束角幅度,从而减小由于不需要的反射所引起的误动作和干扰,另一方面由于多普勒频移大,相对速度的测量精度高,因而在汽车领域一般不使用微波而使用毫米波。作为长距离传感器,与其它方式相比,毫米波测距具有以下特点:一是探测性能稳定。与光学相比,它不易受到对象表面形状和颜色的影响,与超声波相比,它不受大气紊流的影响。二是环境适应性能好。受雨、雪、雾、阳光、污染的干扰小,探测性能下降下[13]。
毫末波雷达测距,能探测多目标,多目标分辨力好,探测精度高,受天气影响较小,已经达到实用水平[8]。作为车载雷达,目前适用的形式主要有脉冲多普勒雷达,双频CW雷达和FM雷达三种。但存在电磁波干扰问题,必须防止因雷达装置相互间以及其它通信设施的电磁波干扰而发生误动作[9]。目前,毫米波雷达在汽车上应用最多是作为防撞雷达,防止在高速公路上发生追尾碰撞。不过,毫米波雷达测距系统造价比较昂贵,目前多在军用飞机上应用。
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2.4激光雷达测距方式
激光测距仪是一种光子雷达系统,它具有测量时间短、量程大、精度高等优点,在许多领域得到了广泛应用[3]。目前,在汽车上应用较广的激光测距系统可分为非成像激光雷达和成像式激光雷达。
非成像激光雷达根据光束传播时间确定距离。激光束在传播路上遇到前车发生反射。测量从发射时刻到反射光返回到发射点所经过的时间t,便可计算出车距。其计算机公式同超声波测距公式,不同的是速度c为光速,c=3x108m/s[10]。
从高功率的窄脉冲激光器发射出来的激光脉冲经发射物镜聚焦成一定形状的光束后,用扫描镜的左右扫描,向空间发射,照射在前方车辆或其它目标上,其反射光经扫描镜、接收物镜及回输光纤,被导入到信号处理装置内光电二极管,利用计数器计数激光二极管启动脉冲与光电二极管的接收脉冲间的时间差,即可求得目标距离[4]。利用扫描镜系统中的位置探测器测定反射镜的角度即可测出目标的方位。
成像式激光雷达又可以分为扫描成像激光雷达和非扫描成像激光雷达。扫描成像激光雷达把激光雷达与二维光学扫描镜的有效结合,利用扫描器控制出射激光的方向,通过对整个视场进行逐点扫描测量,即可获得视场内目标的三维信息[6]。但扫描成像激光雷达普遍存在速度过慢的问题,这有待于软、硬件的进一步改善。非扫描成像式激光雷达将光源发出的经过强度调制的激光经分束器系统分为多束光后沿不同方向射出,照射待测区域。被测物体表面散射的光经过微通道图像增强板(MCP)混频输出后,由面阵CDC等二维成像器接收,CCD 每个像元的输出信号提供了相应成像区域的距离信息。利用信息融合技术即可重建三维图像。由于非扫描成像激光雷达测点数目大大减少,从而提高了系统三维成像速度[14]。
在汽车测距系统中,非成像激光雷达更具有实用价值。同成像式激光雷达相比,具有造价低,速度快,稳定性高等待点。由于激光雷达测距仪工作环境处于高速运动的车体中,振动大,对其稳定性、可靠性提出了较高的要求,其体积也受到了一定的限制,同时还要考虑省电、低价、对人眼安全等因素。这些决定了其光源只能采用半导体激光器。已处于实用阶段的激光雷达所需要的光学元件在市场上有售,价格比较高。目前,在汽车上,上述各种激
光雷达测距仪均有应用,但成像式激光雷达还在进一步研究之中。
3 总结
以上分析了目前汽车智能防撞系统设计的四种方式,经过比较每种方法的优缺点后,我预选择红外激光的防撞装置的方式开展我的课题研究,下面阐述工作主要内容。
3.1课题研究的主要工作
汽车防撞技术的主要关键在于所采用的传感器方案,而测量信号的处理方法必须与传感器方案统一确定。这是这种行车防撞技术方案的特点。这种技术的研制困难之处在于,被测对象(前面的障碍物)的情况非常复杂,以致取得起码的表征被探测对象状态的有用信号,以供随后处理之用,也难以做到。因为本车的探测平台与探测对象总是处于相对动态变动之中;探测信号常会处于探空状态;由于对象的构成质料不同,其辐照度差别很大;对象表面的形态又各种各样,辐照情况复杂。更应注意的是车速高时,允许对能探测到的一些信号的处理时间也十分有限。此外,当用光作为探测载体时,光在大气中传播会受到吸收、散射、大气抖动等因素影响,使得光能衰减,导致光束偏折畸变。同时,环境噪声对微弱的接收信号也又严重影响。因此,近期的研究工作多限于解决矿山、铁道、冶金等企业中物料、成品的运输行车防撞问题。在这些工作环境中,被测对象的情况不很复杂,探测平台与被探测对象的相对变动较小,车速也较低。本课题研究的目标是以汽车在高速公路上行驶为背景进行的。
3.2本课题的研究内容
选择探测传感器。为了能研制出体积最小,放大率及集束性良好的发射接收天线,只有在光波范围内才能实现。这时这种天线叫做光学天线(实际是透镜反射镜)。激光当然是首选;
激光测距信号的发射,反射及接收装置;
警报装置;
信息处理软件,包括:
(1)车间距离计算;
(2)根据测算出的自车速度、对方车速、车间距等信息,计算机出此时的极限安全跟车距
离及碰撞时间;
(3)在实际距离小于此时极限安全跟车距离时发出誓报。
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3.3本课题预期的目标
该课题的目标是开发一套可以预防碰撞的设备,装在车辆前部,在出现跟车距离小于安全距离等紧急情况时,会发出警报,提醒驾驶员注意,及时采取减速或制动措施,从而达到有效预防追尾碰撞事故发生的目的。
该系统的技术指标如下:
(1)检测距离大于100米;
(2)警报发生及时。即在测算出实际跟车距离一旦小于极限安全距离时发出替报,而且声音清晰逼真;
(3)在本车速度<40km/h、起步、停车及探测到护栏时实现警报抑制。
参考文献
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摘要 随着中国经济的持续发展和汽车价格的持续下降,越来越多的家庭拥有自己的汽车,汽车的安全也成为亟待解决的问题。对汽车倒车预警技术的研究,具有重要的现实意义。基于51单片机的超声波测距仪之倒车雷达装置,安装在汽车上,可以及时了解前方与后方的障碍物情况,随时做出正确的判断,保障人类的生命安全。在此基础上,本文研究了基于51单片机倒车防撞报警系统,首先简要阐述了本文的研究背景、意义、超声波测距的基本理论,并介绍了超声波测距报警系统。根据型电气设备的设计要求,在传统非超声波测距系统的基础上,设计并实现了超声波测距报警系统。整个测距系统的实现包括数字电路设计、模拟电路设计和软件的编辑。 关键词:51单片机;倒车防撞报警系统;超声波测距
ABSTRACT As China's economy continues to develop and car prices continued to decline, more and more families have their own cars, car safety has become a problem to be solved. It is of great practical significance to study the warning technology of car astern. Ultrasonic range finder based on 51 single chip microcomputer of reversing radar system, installed on the car, can timely understand the front and rear obstacles, at any time to make the right judgment, to ensure the safety of human life. On this basis, this paper studies the reverse collision warning system based on 51 single-chip processor, this paper expounds the research background, significance of this article, the basic theory of ultrasonic ranging, and introduces the ultrasonic ranging alarm system. According to the design requirement of the electric equipment, the ultrasonic range alarm system is designed and implemented on the basis of the traditional non-ultrasonic range system. The implementation of the whole range system includes digital circuit design, analog circuit design and software editing. Keywords: 51 microcontroller; Reversing alarm system Ultrasonic ranging
关于“智能台灯的设计与开发”的文献综述 一、前言部分 毕业设计是大学四年最后一个阶段特别重要的一个作业,它能让我们将大学四年学习的课本知识联系到具体的应用当中去。它是对我们大学阶段所学知识的一次综合运用,不但能使我们各方面的知识系统化,而且使所学知识实践化。要求我们了解并掌握硬件知识,软件知识,培养我们独立分析解决实际问题的能力及创新能力,并锻炼我们调查研究,搜集资料、查阅资料及阅读中、外文文献的能力等,为以后独立工作贡献社会做大学期间最后的准备。 我选择的设计题目是智能台灯的设计与开发。随着智能化时代的到来,智能产品层出不穷,已逐步渗入到人们工作和生活的方方面面。当前,患有近视眼的人数越来越多,我国近视眼发病率尤其突出。由于没有正确使用台灯,当光线变得昏暗时忘记及时打开台灯,或者长时间在高亮度的台灯下工作,久而久之,都会对视力产生一定的影响。虽然市场上已出现了具有调亮功能概念的台灯,但其仍不具备成熟的自动调亮功能。本设计所制作的智能台灯具备手动和自动调节两种模式,同时还加入了人体检测功能,可实现人走灯灭。在保护视力的同时,也为节能环保做出了一份贡献。 二、主题部分 2.1传统台灯与智能台灯的区别 传统的台灯的功能比较单一,主要就是为了实现照明,既不节约也不环保。而智能灯的主要含义是除了智能灯体,还有一个手持智能控制设备,智能灯控制设备具备计算能力和网络联接能力,通过应用程序,功能可以不断扩展。智能灯的核心功能是控制、灯光效果、创作、分享、光与音乐互动、光提升健康和幸福。 2.2智能台灯的发展方向 2.2.1、走向以人为本的科学化照明 智能化灯将从纯粹的智能功能的发展转向更注重人的行为的智能灯控。以人的行为、视觉功效、视觉生理心理研究为基础,开发更具有科学含量的,以人为本的高效、舒适、健康的智能化照明。 2.2.2、满足个性化、层次化的照明 智能技术与灯光控制的结合使照明更进一步地满足不同个体、不同层次群体的照明需求,是使照明从满足一般人的需求到满足个体、个性需求的必不可少的技术手段。这也应该是智能灯的发展方向。 2.2.3、智能技术与新光源及新照明技术的结合,创造崭新的照明文化 智能技术和电子开关等新照明光源和照明技术的结合,将构筑崭新的照明技术平台,其应用领域从智能家居照明到智能化的城市照明,有无限广阔的前景,并且正在创造一种崭新的高技术和高科学思想含量的照明文化。智能化照明的出现是灯具市场的发展趋势。 2.3此款台灯的有关技术知识 本人设计的智能台灯涉及的主要内容有热释电红外传感器技术,PWM脉冲宽度调制技术,模—数转换技术,电子电路技术以及有关的编程知识。 2.3.1热释电红外传感器 它主要是由一种高热电系数的材料,如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探
汽车智能防撞系统的研究 摘要:本文综述世界智能车辆技术在自动防撞方面的应用现状,结合我国高速公路、驾驶习惯及现有传感器的技术状况,分析探究适合中国高速公路及现实国情的汽车智能防撞装置。根据所要实现的基本功能,对比当前采用的四种常用测距方法,最终选用红外激光测距原理,建立了系统方案。汽车红外激光智能防撞装置是一种主动式防撞系统,它能使反应时间、距离、速度三个方面都能得到良好的优化控制,可以有效地避免汽车追尾碰撞事故的发生,该系统在汽车领域的应用与其所能带来的经济效益和社会效益将会是相当可观的。 关键词:智能防撞激光测距雷达测距单片机语音报警 1 前言 1.1课题研究的价值和意义 随着我国改革开放的不断深入和社会主义经济的不断发展,人们的物质生活日益提高,汽车己经进入千家万户,公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势;与此同时,也带来了一个不可避免的问题:交通事故逐年上升。 2004年,全国公安机关交通管理部门共受理道路交通事故51.8万起,造成107077人死亡,比2003年增加2705人,上升2.6%;直接财产损失23.9亿元。在各类事故形态中,机动车碰撞事故占绝大多数。2004年,全国共发生机动车碰撞事故400389起,造成77081人死亡、375620人受伤,分别占总数的77.3%、72%和78.1%。其中,正面相撞事故123577起,造成31715人死亡、128447人受伤,分别占总数的23.9%、29.6%和26.7%;侧面相撞事故196798起,造成29900人死亡、186683人受伤,分别占总数的38%、27.9%和38.8%;追尾相撞事故80014起,造成15466人死亡、60490人受伤,分别占总数的15.5%、14.4%和12.6%。从以上数据,足以说明公路交通安全已是我国面临的重大问题。 我国的高速公路起步随晚,但发展较快。据统计,高速公路每百公里事故率为普通公路的4倍多。高速公路的事故类型,大多数为车辆的追尾碰撞事故,这是由高速公路的特点所决定的。高速公路具有汽车专用、分割行驶、控制出入、全部立交、限制车速以及高标准、设施完备等特点。高速公路由于排除了行人、非机动车的干扰,从而保证车辆可以高速行驶,而具有路面宽阔、标示醒目、标线分明、全线封闭等特点。保证了高速公路具有行车速度快、交通流量大的优点。我国,一般公路平均时速为40~50Km/h,而高速公路平均时速可达80Km/h以上。高速公路车辆速度快、干扰小的特点也促使其发生的事故性质比较严重,一旦发生事故,多数是恶性的交通事故。分析高速公路交通事故的类型和原因,发现超速行驶、恶劣天气时很容易发生制动测滑、甩尾或行车视距不足而导致的追尾碰撞事故。死亡事故中65%以上是追尾相撞造成的。由此可见,如何提高汽车行驶安全性,减少交通事故及其损失,己经刻不容缓的摆在研究人员的面前。 据有关部门对交通事故的统计分析,发现在司机—汽车—环境三要素中,司机是可靠性最差的一个环节,80%以上的事故是由于司机反映不及时或判断失误引起。计算表明,司机反映迟缓1秒,速度为80Km/h的汽车要前进约22.2米,由此可能产生不堪设想的后果。若在夜间或雨、雪、雾等恶劣天气条件下,汽车在中、高速行驶时,很难及时发现前方障碍物并采取必要应急措施。统计表明,在发生撞车的事故中,45%是司机没有看清楚前面车辆所处的位置,30%是发现前方车辆但为时己晚,特别在汽车高速行驶的情况下,前方目标正确识别与否至关重要。根据汽车驾驶自动化和智能化的发展趋势,汽车防撞系统的研制有着重要的意义。 1.2研究的现状
随着汽车数量日益增多, 车速愈来愈高,汽车交通事故 也随之增多。汽车相撞、撞人、 撞障碍物、翻车、冲出公路等 事故时有发生。尤其高速公路 上一旦出现撞车,就会造成多 车相撞。分析撞车原因,大致有:驾驶不慎,能见度不高,车速过快,车距过小或汽车本身故障等。 从1997年开始,很多奔驰车型上安装了一种新的安全驾驶系统,即车距监控防撞系统(图1),该系统减小了驾驶员长时间驾车的劳动强度,同时提高了驾驶的安全性能。 车距监控防撞系统是一个智能型升级版的自动定速巡航系统,当驾驶者驾驶车辆处在定速巡航状态下时,该系统起作用,与前面的车子保持一定的距离,让驾驶更安全,应注意该系统与驻车防撞系统有相似,但又不同,驻车防撞系统可以在车辆停车和倒车时检测车辆前、后、侧面的障碍物距离,在靠近障碍物时 会发出声音警报。本节主要介绍车距监控 防撞系统。 1. 系统作用 车头有测距雷达,我们可以俗称其为 “电眼”,不断监测与前车的距离,根据 自身的车速、两车的距离、角度,及小(窄)路等情况,决定车辆速度,保持车头部距离。当前面的车子急刹,你就算反应不过来,“车距监控防撞系统”会立即通过电脑计算出合适的刹车力度和刹车距离,在与前车相撞之前自动刹停。
2. 系统组成 雷达传感器、DTR监控电脑、指示灯等组成。 3. 元件位置 系统工作指示灯安装在仪表内, 见图1。 雷达传感器一般安装在散热器 上,具体位置如图2。 DTR电脑一般安装在防火墙正 前或靠左侧,如图3。 4. 系统工作原理 主要通过雷达传感器侦测前方障碍物距离车头的远近,当发现障碍物已达到可测范围(距离),则危险距离警告灯会依障碍物的实际距离亮起,当距离过近时,有些车型警告喇叭会“嘀嘀”响起,以警告驾驶者注意前方障碍物已经接近车体,同时DTR电脑会通过车身电脑网络CAN-BAS与发动机电脑、变速器电脑及ESP 、ABS刹车系统电脑通讯,通过限制发动机输出转速,调节刹车作用力及变速箱挡位,控制定速巡航的车速。若前方无障碍物(100米为限)则警告灯会熄灭,车子便会加速至预设的巡航速度。 5. DTR系统的维修: 该系统元件较少,目前故障率较低。如果系统故障,要通过仪器调取其故障码,故障一般出现在传感器或电脑,当出现传感器故障码时,可测量传感器的电源搭铁是否正常,DTR 电脑提供给传感器的电源为20~24V,如果电源搭铁正常则传感器损坏。
此外,汽车倒车时司机不能观察车后情况,也往往造成撞人或撞上障碍物。分析撞车原因,大致有:驾驶不慎,能见度不高,车速过快,车距过小或汽车本身故障等。 针对上述问题, 我们设计一个基于超声波技术的汽车防撞系统能以声音和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、起动车辆、行使等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(能见度低)的缺陷,提高了安全性。 本制作是基于AT89S52单片机控制的超声波技术的汽车防撞系统小车模型,通过单片机控制超声波换能器的发射与接收,利用计算收发时间差算出四周各障碍物具体距离加以显示及自动控制小车减速或停车功能,快速准确地实现自动测量显示与智能控制。超声波对外界光线和电磁场不敏感,可以用于黑暗、有灰尘、烟雾、强电磁干扰等参杂环境中,使得系统抗干扰能力、测量精度能力增强。我国是交通大国,交通驾驶安全事故频频发生,此防撞控制系统的研究将有利于交通驾驶智能控制的发展,可以使得交通事故大幅度下降。 该系统由单片机控制,体积小巧,安装灵活方便,具有一定的应用前景。 1 总体方案设计 1.1传感器的选择 智能测距主要有红外收发测距、超声波测距。 红外收发测距是利用红外线的发射与接收进行测量。其特点是外围电路简便。但是存在受外界干扰大,测量距离范围小等不足。 超声波测距是利用超声波传感器进行发射接收。超声波传感器的外围电路设计较复杂,但其干扰能力强,不受空间电磁波干扰,也不受一般机械振动的干扰,穿透性好,可在浓雾、风沙、阴雨、污染环境中工作,适合大型车辆的行驶测距。
得出距离值。那么测量最大值就是以一个周期为时间差的距离值。一般公式为: d=v×t/2最大值为: dmax=v×T/2(T为周期) 假设室温下声波在空气中的传播速度是 335.5m/s,测量得到的声波从声源到达目标然后返回声源的时间是 t 秒,则距离 D可以由下列公式计算: D=33550(cm/s)×t(s) 因为声波经过的距离是声源与目标之间距离的两倍,声源与目标之间的距离d应该是 D/2。 如图2所示为超声波收发电路示意图。 图2 超声波收发原理框图 40KHz的方波信号由单片机的T1周期性产生,经过驱动电路推挽超声波发射头向外发出。由于在外界中存在很多的干扰,接收回来的微弱信号的波形将类似正弦波,但含有很多的杂波。我们必须报这个接收回来点波送进带通滤波器,还原出较好的波形,然后进行放大,再送进电压比较器得到较好的方波,进入单片机进行中断。单片机中断后,计算出发射到接收的时间。软件设计
题目: 基于单片机的汽车倒车防撞系统的 设计与制作 毕业设计说明书(论文)中文摘要
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。超声波测距法是一种最常见的距离测量方法。本文介绍的就是利用超声波测距法设计一种倒车防撞报警系统。 本文的内容是基于超声波测距的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51单片机结合于一体,设计出一种基于51单片机的倒车防撞系统。本系统采用软硬结合的方法,具有模块化和多用化的特点。 关键词防撞超声波测距单片机
毕业设计说明书(论文)外文摘要 Title Automobile back-draft collision avoidance system based on single chip design and production Abstract With the social and economic development and transportation continues to boom, the automobile quantity climbs in the first mate. Traffic congestion condition also day by day serous, the collision event occurred repeatedly, has caused the inevitable person casualties and the economic loss, in view of this kind of situation, designed one kind to respond quickly, the reliability was high also a more economical automobile guards against hits the early warning system imperative, the ultrasonic wave range finding was the most common one distance range finder method, this article introduces is guards against using the ultrasonic wave range finding design one kind of reversing collision avoidance system. The paper is based on the ultrasonic distance reversing collision avoidance system design, mainly using ultrasound features and advantages, ultrasound ranging system and the integration with the integration AT89S51 monolithic integrated circuit, AT89S51 monolithic integrated circuit based on the design of a reverse collision avoidance warning systems. The system used software and hardware integrated approach of modular and multi-use characteristics. Keywords Impact-proof Ultrasonic ranging Microcontroller
智能家居的安防控制系统设计文献综述 摘要:随着我国经济的快速发展,生活水平的不断提高,人们对居家的概念已从最初满足简单的居住功能发展到注重对住宅的人性化需求。安全、舒适、快捷、方便的智能小区,已成为住宅发展的主流趋势,其中,安全性是首要目标。智能小区安全性的实现,除了人为的因素外,主要依靠小区的智能化安全防范系统。 关键词:智能小区/住宅/安防系统 为了完成本次毕业设计,我通过学校图书馆和网络资源查阅了大量的有关智能家居的安防控制系统设计方面的中外文献,这些文献为我本次毕业设计提供了很多帮助,以下这些文献就是我在本次毕业论文书写过程中所用到的参考文献,现将其列举如下: 文献[1]以保障安全为目的而建立起来的技术防范系统,称为安全防范系统。它包括以现代物理和电子技术及时发现侵入破坏行为、产生声光报警阻吓罪犯、实录事发现场图像和声音提供破案凭证,以及提醒值班人员采取适当的物理防范措施的各种设备。智能小区安全防范系统的设置应遵循以下原则: 应根据智能小区内保护对象的风险等级,确定相应的防护级别,满足小区全面防护和局部纵深防护的设计要求,以达到所要求的安全防范水平。 应根据智能小区的建设标准、使用功能及安全防范管理的需要,综合运用电子信息技术、计算机网络技术、传感检测技术、安全防范技术等,形成先进、可靠、经济、适用的安全防范技术体系。 文献[2]智能小区安全防范系统的系统设计及其各子系统的配置,须遵照国家相关安全防范技术规程及智能化居住小区的规范、标准,并坚持以人为本的原则。系统的集成应以结构化、模块化、规范化的方式来实现,应能适应工程建设发展和技术发展的需要。 文献[3]智能小区一般通过在小区周界、重点部位与住户室内安装安全防范装置,并由小区物业管理中心统一管理,来提高小区的安全防范水平。小区的智能化安全防范系统,主要由下列子系统构成。 住户室内安装家庭防盗或紧急求助报警装置,与小区物业管理中心计算机系统联
倒车雷达电路种类较多,本文介绍基于单片机控制的倒车雷达系统,该系统采用通用型单片机作为控制电路,方便系统功能扩展。系统电路主要采用集成器件构成,外围元件少,电路简洁、调试方便、成本低,利于商品化生产。 0 引言 汽车倒车防撞预警系统即是俗称的倒车雷达,是汽车泊车辅助装置。在汽车倒车时,倒车雷达采用超声波测距原理探测汽车尾部离障碍物的距离,当汽车尾部离障碍物的距离达到探测范围时,倒车雷达通过数码管实时动态显示距离。当汽车尾部离障碍物的距离达到设定的安全警告值时,倒车雷达发出报警声,以警示驾驶员,辅助驾驶员安全倒车。现在生产的中高档小轿车大多数都配置有倒车雷达,而出于节省成本等方面的考虑,经济型小轿车、大客车等其他车辆都没有配置倒车雷达。有市场需求的产品,必然会带动产品的开发设计。 1 系统组成及工作原理 倒车防撞预警系统由四路收发一体封闭(防水)型超声波及其超声波发射与回波接收电路、超声波电信号放大电路、控制电路、LED数码管显示电路和蜂鸣器声音报警电路组成。系统组成框图如图1所示。
当汽车倒车时由倒车换挡装置自动接通系统,系统上电复位,进入工作状态。单片机产生一串40 kHz的矩形脉冲电压,经四选一模拟开关加到超声波发射与回波接收电路,经放大驱动超声波传感器发射出超声波,同时单片机开始计时。发射出的超声波碰到障碍物后形成反射波,部分反射波返回作用于超声波传感器,经超声波传感器的声/电转换,变成微弱的电信号,该微弱的电信号经放大、整形产生负跳变电压,向单片机发出中断申请。单片机收到中断申请的信号后,立即响应中断,执行外部中断服务程序,停止计时,得到超声波发送和返回的时间T,计算出发射点离障碍物的距离S,即:S=(C·T)/2。C是超声波在空气中的传播速度,在常温25℃时,C约为346 m/s。若发射出的超声波在测距范围内未遇到障碍物,直到单片机定时中断产生,执行定时中断服务程序,选择下一路,依次按后左路、后左中路、后右中路、后右路的顺序继续发射和接收超声波,并经过计算处理。四路探测处理完毕,选择四路中测出的最小距离值通过LED数码管显示出来。当最小距离值小于预先设定的报警距离时,单片机接通蜂鸣器的电源,蜂鸣器发出报警声。若四路探测无回波中断申请,则显示“-.--”,表明在安全距离内没有障碍物,再继续下一轮的循环探测处理。 2 系统硬件电路的设计 2.1 超声波发射与回波接收电路 超声波发射与回波接收电路的主要作用是提高驱动超声波传感器的脉冲电压幅值,有效地进行电/声转换,增大超声波的发射距离,并通过收发一体的超声波传感器将返回的超声波转变成微弱的电信号。超声波发射与回波接收电路如图2所示(画出一路,其他三路与该路一样)。
文献综述 题目基于蓝牙技术的家庭智能控制系统设计学生姓名郝天飞 专业班级电子科学与技术11-01 学号541111010112 院(系)物理与电子工程学院 指导教师(职称) 翟凤潇(副教授) 完成时间2015 年03月20日
基于蓝牙技术的家庭智能控制系统设计 摘要:随着现代生活水平的日益提高,我们对生活质量的要求亦在不断提高,同时 电子产品更是飞速的发展着,人们对生活的智能化的要求也在不断的提高。到现今为止,以物联网为代表的新一代信息技术的应用,为我们的生活带来了技术的变革和创新,现如今智能家居已经逐步地融入到了我们的生活中。本文的设计是基于蓝牙的自动窗帘控制系统,以蓝牙作为媒介来传输数据,通过手机软件和手机内置蓝牙设备来对家用电器进行无线控制,这更体现了智能家居的舒适、便利、高效、节能、环保。 关键词:智能家居/蓝牙技术
1 引言 随着现代科技的进步及互联网络的普及, 智能化产品已经开始进入社会和家庭, 在家电行业中,智能化也是其发展的必然趋势, 而且这种趋势如今已经初见端倪。消费者对智能家电的兴趣与日俱增, 同时, 也给家电企业提出了更高的要求, 市场需要更加稳定的性能和更低的价格。总之, 家电智能化将成为家电市场发展的方向。家用电器的进步,关键在于采用了先进控制技术,从而使家用电器从一种机械式的用具变成一种具有智能的设备,智能家用电器体现了家用电器最新技术面貌。 如今技术工程、计算机科学、机电一体化和工业一体化等许多领域都在讨论智能系统,人们要求系统变得越来越智能化。显然传统的控制观念是无法满足人们的需求,而智能控制与这些传统的控制有机的结合起来取长补短,提高整体的优势更好的满足人们的需求。随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,智能控制必将迎来它的发展新时代[1]。计算机控制与电子技术融合为电子设备智能化开辟了广阔前景。因此,智能控制的技术研究、应用都是非常有意义而且有很高市场价值的。 2 研究背景 传统家用电器有空调、电冰箱、吸尘器、电饭煲、洗衣机等,新型家用电器有电磁炉、消毒碗柜、蒸炖煲等。无论新型家用电器还是传统家用电器,其整体技术都在不断提高。家用电器的进步,关键在于采用了先进控制技术,从而使家用电器从一种机械式的用具变成一种具有智能的设备,智能家用电器体现了家用电器的最新技术面貌[2]。智能家电产品分为两类:一是采用电子、机械等方面的先进技术和设备;二是模拟家庭中熟练操作者的经验进行模糊推理和模糊控制。随着智能控制技术的发展,各种智能家电产品不断出现,例如,把电脑和数控技术相结合,开发出的数控冰箱、具有模糊逻辑思维功能的电饭煲、变频式空调、全自动洗衣机等。 智能家用电器的智能程度不同,同一类产品的智能程度也有很大差别,一般可分成单项智能和多项智能。单项智能家电只有一种模拟人类智能的功能[3]。例如模糊电饭煲中,检测饭量并进行对应控制是一种模拟人的智能的过程。在电饭煲中,检测饭量不可能用重量传感器,这是环境过热所不允许的。采用饭量多则吸热时间长这种人的思维过程就可以实现饭量的检测,并且根据饭量的不同采取不同的控制过程。这种电饭煲是一种具有单项智能的电饭煲,它采用模糊推理进行饭量的检测,同时用模
维基百科,自由的百科全书【摘】 汽车防撞系统(英语:collision avoidance system)是一种利用通讯、控制与资讯科技侦测车辆周遭的动态状况,以辅助汽车驾驶人的安全科技。依各家车厂不同的命名,另有预防碰撞系统(pre-crash system)、前方碰撞预警系统(forward collision warning system)、减少碰撞系统(collision mitigating system)等异称。 ?车道变换辅助系统(Audi Side Assist):车尾的雷达感测器可侦测是否有车辆位于盲点区域,若系统侦测有车辆,能在驾驶人打方向灯并变换车道时,快速闪烁车侧后视镜的LED灯号,以警告侧边有来车接近。 ?车道偏离警示系统(Audi Lane Assist):运用摄影机侦侧车道标线,若系统发现车辆开始偏移,便以震动方向盘的方式警告驾驶人;万一仍不修正偏移,则会介入并让车辆维持在车道之中。 ?预防追撞前车系统(Audi Pre Sense Front):以雷达侦测与前车的距离,若系统判断车距过近,先是透过警示信号提醒驾驶人减速;若驾驶人并未减速,刹车辅助系统便会介入刹车,甚至加强刹车力道。假设碰撞无可避免,此系统能够在碰撞发生前0.5秒完成所有的减速,大约可降低车速达40km/hr,同时启动警示灯后告知后方来车,且维持紧闭车窗与天窗、紧缩安全带,以减少追撞意外对乘员的伤害。
BMW 德国BMW在2013年中期发表互联驾驶系统(BMW ConnectedDrive),整合了资讯、娱乐、行车辅助等多项功能,其中跟汽车防撞相关的功能包含下列: ?主动式定速控制系统(Active Cruise Control):此系统可与碰撞警示暨刹车启动系统、车道变换警示系统、怠速熄火功能等一同连动。在巡航定速的状态下,当前方车辆进入感测器的监控范围时,系统会自动降速以保持安全间距; 等到前方车道净空时又恢复原先设定的时速。此系统除了兼具怠速熄火功能外,和其他车厂的定速装置最大的差异是在定速状态下,可踩油门以高于定速的速度超车,放掉油门后又恢复成原先订定的时速。当前车突然刹车时,碰撞警示暨刹车启动系统会先在抬头显示器显示视觉警告,若驾驶人没有反应,系统会介入并闪烁警示灯、发出声响,驾驶人再未反应,系统直接启动刹车。 ?夜视系统:红外线感应器可在夜间侦测到行人,万一系统侦测到车辆可能撞击到行人,智能预先警示系统会将两个光点打向行人以警告之,但不会造成任何目眩影响。 ?车道偏离与车道变换警示系统:雷达与摄影镜头可监控路况,并在变换车道及与他车距离过近时发出警示。邻车处于驾驶人的视线死角或从后方快速接近时,系统会在后视镜上亮灯警告;当驾驶人浑然未觉仍要变换车道时,系统会以震动方向盘的方式发出警告,且后视镜也会出现闪烁的警告符号。当车速超过时速70公里时,系统便会监控路标、与他车的相对位置、路面或线道边缘与车辆的距离等。只要车辆不慎偏离目前的车道,系统便会震动方向盘以警告驾驶人。
第三章汽车主动防撞系统的总体工程 3.1 各种汽车防撞系统的比较 对于车辆安全来说,最主要的判断依据是两车之间的相对距离和相对速度信息,当本车以较高的速度接近前方车辆时,如果两车之间的距离太近,很容易造成追尾事故。因此,常用的防装系统都将车辆之间的相对距离最为最主要检测任务。 汽车雷达按照其探测方向的不同,主要分为倒车雷达和前视雷达两种,汽车倒车雷达由于探测距离较短,一般运用超声波或红外探测两种方式构成,该项技术已经比较成熟,国内外已经有相应的产品。而相比较来说,在高速公路中由于车速快,要求防撞雷达探测距离要长,故高速公路的防撞系统要求较高。而且在恶劣天气情况下,如雨,雪,雾等天气,以及前方车辆尾部卷起的气沫灰尘所造成视野不良等情况时,防撞预警系统应向驾驶人员提供前方车辆和障碍物的距离,相对速度等信息;在危险临近的情况下,通过警报系统发出声光警报,在极度危险的情况下可以采取转向和制动措施,从而避免碰撞,追尾等事故的发生。 目前的高速公路防撞系统按工作方式分主要有激光,超声波,红外等一些测量方法,不同的方式工作过程和工作原理上有不同之处,但它们主要作用都是通过不同的测量方法判断前方车辆与本车辆的相对距离,并根据两车之间的危险性程度做出相应的预防措施。为了更好的了解各种系统的工作原理,下面对不同的探测方式进行详细的介绍。 2.4激光测距 激光测距仪是一种光子雷达系统,它具有测量时间短,量程大,精度高等优点,在许多领域得到了广泛应用。目前在汽车上应用较广的激光测距系统可以分为非成像式激光雷达和成像式雷达。 非成像式激光雷达根据激光束传播时间确定距离。激光束在传播路上遇到前车发生反射。测量从发射时刻到反射回到发射点经过的时间t,便可以计算出车距。其计算公式同超声波测距共识,不同的是速度v为光速,v=3×108m/s。 从高功率窄脉冲激光器发射出来的激光脉冲经发射物镜聚焦成一定形状的光束后,用扫描镜左右扫描,向空间发射,照射在前方车辆或者其他目标上,其反射光经扫描镜,接受物镜及回输光纤,被导入到信号处理装置内光电二极管,利用计算器计数激光二极管启动脉冲与光电二极管的接受脉冲间的时间差,即可求得目标距离。利用扫描镜系统中的位置探测器测定反射镜的角度即可测出目标的方位。 成像式激光雷达又可分为扫描成像激光雷达和非扫描成像激光雷达。扫描激光成像雷达把激光雷达同二维光学扫描镜结合起来,利用扫描器控制出射激光的方向,通过对整个现场进行逐点扫描测量,即可获得视场内目标目标的三维信息。但扫描成像激光雷达普遍纯在成像速度过慢的问题。这有待于软件,硬件的进一步改善。非扫描成像式激光雷达将光源发出的经过强度调制的激光经分束器系统分为多束光后沿不同方向射出。照射待测区域。被测物体表面散射的光经微通道图像增强板(MCP)混频输出后,由面阵CCD等二维成像器接收,CCD每个像元的输出信号提供了相应成像区的距离信息。利用信息融合技术即可重建三维图像。由于非扫描成像激光雷达测点数目大大减少,从而提高了三维成像速度。 在汽车测距系统中,非成像激光雷达更具有使用价值。同成像式激光雷达相比,具有造价低,速度快,稳定性高等特点。 由于激光雷达测距仪工作环境处于高速运动的车体重,震动大,对其稳定性,可靠性提出了较高的要求,其体积也受到了一定的限制,同时还要考虑省电,低价,对人眼安全等因素。这些决定了其光源只能采用半导体激光器。已处于使用阶段的激光雷达所需要的光学元件在市场上有售,价格比较高。目前,在汽车
单位代码:005 分类号:IN 大学创新学院 本科毕业论文(设计) 题目:汽车倒车防撞系统设计专业:电子信息工程 姓名:楠楠
学号:0903024119 指导教师:延宁 职称:教授 毕业时间:二零一三年六月
汽车倒车防撞系统设计 摘要:本次设计主要是以AT89S52单片机作为主体设计的汽车倒车防撞系统,这种智能的系统给汽车在倒车时提供较高的安全性。该系统利用了超声波不用接触就能进行测量距离的特点,系统主要包括超声波发射电路模块,超声波接受电路模块,液晶显示模块以及声光报警电路模块。超声波探头主要是进行超声波的发射和接受部分,液晶显示主要是显示障碍物与车之间的距离,在超出所设定的距离时,蜂鸣器报警,同时发光二极管亮,提醒驾驶员采相应的措施。提高汽车在倒车过程中的安全性,能很有效的减少交通事故。 关键词:AT89S52;超声波;测量距离;防撞
The Design about Collision Avoidance System of Revering Abstract:This design is mainly based on AT89S52 single chip microcomputer as the main design of the automobile back-draft anti-collision system, this system of intelligent car provides high security in reverse. The system uses ultrasonic without contact can characteristics of distance measurement, system mainly consists of ultrasonic transmitting circuit module, ultrasonic receiving circuit module, liquid crystal display module and an acousto-optic alarm circuit module. The ultrasonic probe is mainly the ultrasonic transmitting and receiving part, LCD display between the obstacle and the vehicle distance, beyond the set distance, the buzzer alarm, at the same time the bright light emitting diodes, to remind the driver to adopt the corresponding measures. Improve the safety car in reversing the process, can be very effective to reduce traffic accidents. KEY WORDS: AT89S52, ultrasonic, measuring the distance,collision avoidance
文献综述 通信工程 关于智能家居的研究综述 摘要:本文主要对智能家居的相关技术及发展进行了综述。首先介绍了智能家居的概念,然后对其市场环境及应用功能进行了阐述,再比较了分别基于PC机、单片机、嵌入式架构系统的智能家居网络控制器,并对远程控制技术中的有线技术与无线技术进行了对比,论述了其中GSM技术和Zigbee技术。文中最后也对未来智能家居发展进行了预测。 关键词:智能家居;架构系统;网络控制器;Zigbee技术 一、智能家居概述 20世纪80年代末,智能家居原型在美国产生,被称为Smart Home。因其布线简单、功能灵活、扩展容易而被人们广泛接受和应用。经过这几十年的发展,智能家居已经形成一套成熟的理论体系,基于各种技术的智能家居系统更是层出不穷,使人们享受到了舒适、便利和安全的家居生活。 那么什么是智能家居呢?智能家居是以家为平台,兼备自动化、智能化于一体的高效、舒适、安全、便利的住宅环境。智能家居网络控制系统是一个完整的集家庭通信、家庭设备互联和控制、家庭安全防范等功能于一体的网络系统[1]。当然其功能也随着科技的进步正变得越来越新颖与强大。 二、智能家居的现状及应用 随着人们对高质量生活水平的要求和消费电子技术的发展,传统的家居控制方式已经成为家庭信息智能化进程的绊脚石。所以,开发更加先进、智能的家居控制系统在满足家居生活更加舒适、安全、有效的同时也迎合了人们追求个性化、自动化、智能化、高档化的心理需求。据有关机构统计表明,在2006 年,国际智能家居产品销售额达到184 亿美元,2008 年高达648 亿美元。目前,全球家庭智能化市场正在以8% 的速度增长[2]。中国人首次接触“智能家居”一词是在20 世纪90 年代中期,经过几年的发展,我国在智能家居技术领域与欧美国家的差距逐渐减小, 目前, 仅滞后2 - 3 年的时间, 已有包括海尔、TCL、清华同方等大型企业在内的数千家中国企业正日益成为此行业中的生力军[3]。
汽车智能防盗防撞报警系统的设计 作者: 来源: 发表时间:2006-03-17 浏览次数: 字号:大 中 小 汽车智能防盗防撞报警系统的设计 张青春 (淮阴工学院电信系,江苏 淮安 223001) 摘 要:介绍一种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、红外线传感器控测技术相结合,实现的汽车防撞、防盗报 警系统。 关键词:单片机;防盗防撞;报警器 Intelligent Car Warning System Design of Guarding against Theft and Bump ZHANG Qingchun (Electrical Engineering Department of Huaiyin Institute of Technology , Huaian 223001, China) Abstract: Combining microcontroller data handles function in tim e, with ultrasonic distance measuring technique, infra red senser probing techn ique together, system of guarding against theft and bump was introduced. Key words: microcontroller; guarding against theft and bump; ala rm 1系统方案设计
1.1系统原理框图 1.2遥控器控制框图 1.3系统功能 (1)测量障碍物距离:0~5米; (2)显示方式:静态连续显示; (3)检测人体:采用红外线传感器,如有盗窃,能及时将信号传到单 片机; (4)报警处理:对所测的参数进行超限判断,如超限,给出声光报警; (5)发射和接收功能:通过防盗发射器和接收器实现,由单片机控制; 另有遥控器对防盗信号进行遥控。 1.4工作原理 (1)传感器的选择 汽车防撞系统涉及到距离的检测,根据测量的环境和要求,利用超声波测距具有测量灵敏度高,穿透力强,测量速度快,测量角度大的特点,可对较大范围内的物体进行检测。本系统选用MA40EIS型超声波发 射传感器和MA40EIR接收传感器。 防盗系统采用红外传感器TX05D,它是一种“一体化”红外发射、接收器件,其内部包含红外线发射、接收、信号放大与处理电路,能以非接触方式检测出前方一定范围内的人体或物体,并转换成高电平输出。TX05D内部采用了低功耗器件和抗干扰电路,工作稳定可靠、性能优良。 (2)防撞检测 本系统选用单片机AT89C51为信号控制器。具体工作过程如下:防撞开关与AT89C51的P2.1引脚相连,开关合上时,AT89C51的P1.5端
毕业设计任务书专业电子工艺与管理
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(0.35m~1.5m)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 3.1SPCE061 A ……………………………………………………………………………3 3. 1.1SPCE061A简介 (4) 3.1.2 芯片特性……………………………………………………………………4 3.2 SPCE061A精简开发板 (4) 3.3 超声波测距模组 (5) 3.4 转接板 (9) 第4章系统总体方案 (11) 第5章系统硬件设计 (12) 5.1 SPCE061A精简开发板电路原理 (12) 5. 1.1SPCE061最小系统 (12) 5.1.2 电源模板 (12) 5.1.3放音模板……………………………………………………………13 5.2 超声波测距模组电路原理……………………………………………………13 5.2. 1 超声波谐振频率发生电路、调理电