图13 测距子程序 此测距模块能实时采集前、后、左、右四个方向的距离数值,但必须解决一个难点是如何解决发送和接收之间的串扰和外界的杂波干扰问题。本系统采用两种方法解决这一难点。 一个是从硬件入手,采用滤波器和电压比较器在数据采集放大器与单片机接收I\\O口之间。由于外界干扰信号比较微弱且频率较高,通过滤波器和电压比较器就能很好地解决好这个问题。
另一个方法是从软件入手。软件部分主要采用先发射后接收和接收数字滤波来解决此问题的。由于超声波发射器和接收器离得比较近,在反射的同时可能就会串扰到接收放大部分上,因此采用先发射后接收的方式能很好地解决串扰问题,但也会导致盲区的产生。在接收回来的信号中,在单片机部还采用的数字滤波,即是对连续5测到的距离最值剔除,剩下的3次进行平均运算,这样就可以防止突发性干扰。
此模块还有一个问题值得考虑的就是如何让系统测得更远而又具有抗干扰性能。因为距离越远,回波的幅值会减少,除了进行放大外,必须对电压比较器的参考电压进行调整。在此系统中采用的方法是让DA的输出值随发射时间的加长而减低其输出值。 3) 集合控制子程序设计流程图
集合控制子程序是将原先采集的前、后、左、右四个方向的数据汇总将储存的四个方向数据提取出来结合实时温度和无线模拟控制进行综合分析和控制。
从程序流程图14中可以看出。当系统计算出每一个方向的距离之后,会先与设定的值进行判断,判断出是否超出了设定的安全围,是则会再判断无线模块(司机)是否已经作出了动作,若是则再判断再判断是否小于最小安全距离,进行强制停车;若在与设定距离值比较时测得距离大于设定距离,则转入下一个方向,并清除无线模块(司机)的动作。
图14 集合控制子程序流程图 系统功能 本设计以自制小车为模型,通过安装在小车的超声波系统来提高小车行使的安全性。该系统通过对前后两组超声波的发射和接收,采用渡越时间法则准确地测出两车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需要进行报警以提醒司机注意。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,防撞系统通过对小车外部变化的检测来减少误报、冗报等。由于超声波对温度比较敏感,在电路中还进行了温度补偿,提高了系统的测量及控制精度。其主要功能说明如下: 1)手持无线电路能对小车进行控制,使小车做相应的动作,以模拟驾驶员的驾驶效果。 2)当两车(或车和物)之间的距离小于设定安全距离时,而司机没有作相应的操作(如刹车等)时小车将发出警报。但当两车(或车和物)之间的距离小 于最小安全距离时,系统则自动将小车停车。
3)两车(或车和物)之间的距离小于设定安全距离,但司机已经做出了相应的操作时,则系统会将安全距离减少,防撞系统关闭报警。但当两车(或车和物)之 间的距离小于最小安全距离时,系统则自动将小车停车
4)当小车速度很慢或小车转弯、制动时会将前进或转弯方向的安全距离减小,以减少冗报。 5)是液晶屏上显示安全距离、现在两车相对距离。系统能播报报警语音。 设计总结
本设计采用的超声波传感技术是无线测距中灵敏度较高的一种测距方式,但制作起来也是相当吃力。在设计制作过程中必然难关重重。
整机的设计焊接是最快的一个阶段,差不多用了一周的时间完成。但是要经过后期的调试检测硬件以及软件设计整合是最难攻克的阶段。由于得一边上课一边抽空制作,所以这个整合调试阶段用了将近两个月的时间。在这段时间,我们努力奋斗,团结一心将一个个难关攻下。这个时期,我们的知识、耐心、责任心等都得到了很大程度上的提高。
设计制作这个作品用到了模拟电子技术、数字电子技术、单片微型计算机技术以及电子测量技术等多项电子专业知识。这是对于我们这两年大学学习知识的一项考验,也是我们去真正认识电子技术魅力的机会。通过这次的设计制作,我们更加了解了理论知识与实践运用的总要性。 在以后的学习工作中,我们会把握更多机会,设计制作出更多的优秀作品。 参考文献:
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