【双击鼠标左键自动滚屏】 【图片上滚动鼠标滚轮可变焦图片】 第三届发明杯参赛作品：基于超声波技术的汽车防撞系统模型 发表日期：2008年6月15日 【编辑录入：一帆】 参赛作品：基于超声波技术的汽车防撞系统模型 作者单位：交通职业技术学院 设 计 者：进标 温锐坚 章进顺 指导教师：王贵恩 摘 要 本防撞系统以自制小车为模型，通过对小车各超声波组的发射和接收，采用渡越时间法准确地测出两车或车与物体之间的相对距离和相对速度并通过综合多方面因素来判断小车是否安全。采用温度传感和语音芯片进行超声波温度补偿和实时报警，采用无线模块对小车进行控制如前进、转弯、加速等来模拟司机的驾驶，减少实际的误报、冗报等问题。 关键词： 超声波 渡越时间法 模型 防撞 引言 随着电子技术的发展，数字电路应用领域的扩展，软件技术的高度发展，电子智能化控制以渗透到各个领域之中。而汽车数量日益增多，车速愈来愈高，汽车交通事故也随之增多。汽车相撞、撞人、撞障碍物等时有发生。尤其高速公路上一旦出现撞车就会造成多车相撞。 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。
经过对比，考虑到车辆行驶过程中测距应当有较强的抗干扰和较长测距能力，我们选用了超声波传感器作为此方案的主要技术扩展。 1.2系统原理框图 系统原理框图如图1。 图1 系统原理框图 2 单元模块设计 2.1超声波收发电路 1）本系统采用收/发分立的超声波传感器（send:TCT40-10F1、Receive：TCT40-10S1），其谐振频率为 40KHz为宜。 度越时间法原理：周期性的发送间断的40KHz超声波信号，并计算出在一个周期接收到的超声波回波信号时间与发送时间的时间差值；利用这个差值结合超声波在空气中的传输速率就可得出距离值。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。
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