汽車防撞預警系統(tǒng).pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展交通運輸業(yè)日益興旺，汽車的數(shù)量在大副攀升。交通擁擠狀況也日趨嚴重，撞車事件屢屢發(fā)生，造成了不可避免的人身傷亡和經(jīng)濟損失。針對這種情況，設計一種響應快，可靠性高且較為經(jīng)濟的汽車防撞預警系統(tǒng)勢在必行。
　　 本文研究設計了一種基于CAN總線和超聲波測距的汽車防撞預警系統(tǒng)。其核心在于快速、準確地測量出汽車與障礙物之間的距離，并及時發(fā)出報警信號，同時通知其它的汽車控制系統(tǒng)(如剎車系統(tǒng))以達到防止碰撞的目的?；谶@一思想

2、本系統(tǒng)主要由超聲波發(fā)射接收電路和數(shù)據(jù)傳輸電路兩部分組成。其中超聲波發(fā)射、接收部分以空氣中超聲波的傳播速度為確定條件，利用發(fā)射超聲波與反射回波時間差來測量汽車與障礙之間的距離。溫度對超聲波波速的影響以及測量盲區(qū)的存在是超聲波測距時誤差和誤測的主要根源.本設計采取了溫度補償和加入自動增益可調(diào)電路來減小了系統(tǒng)的測量誤差。數(shù)據(jù)傳輸部分采用CAN總線傳輸將整個防撞系統(tǒng)設計為汽車智能CAN總線網(wǎng)絡的一個節(jié)點，能夠?qū)y距部分的測量數(shù)據(jù)實時、準確地傳給

3、相應的控制系統(tǒng)。
　　 論文從原理分析、硬件實現(xiàn)、軟件實現(xiàn)、實驗分析四個方面進行討論。論文做了如下工作：
　　 原理分析：CAN總線傳輸?shù)捏w系結構、實現(xiàn)途徑，研究了CAN總線傳輸?shù)暮诵募夹g和實現(xiàn)原理等；超聲波測距部分分析了超聲波的特點和類型、超聲波傳感器的原理和主要參數(shù)、超聲波測距原理等，在此基礎上進一步討論了影響超聲波測距的因素及提高超聲波測距系統(tǒng)測距精度的措施。
　　 硬件實現(xiàn)：根據(jù)原理分析的結果進行方案論證

4、和器件選型，在此基礎上設計和實現(xiàn)了CAN總線通信模塊和超聲波測距模塊的硬件電路。
　　 軟件實現(xiàn)：設計中需要考慮軟件編程的器件較多，大致可分為如下三個部分，CAN總線數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字溫度傳感器DS18B20測溫控制、超聲波測距控制。
　　 實驗分析：針對超聲波測距的特點分別從超聲波對不同材質(zhì)障礙物的敏感度、溫度對超聲波測距的影響、超聲波測距的可重復性、檢測測距盲區(qū)等方面設計了若干實驗，并對實驗結果進行了分析，最后對系統(tǒng)的性

5、能給予了科學的評價并提出了改進方案。
　　 本設計具有性能穩(wěn)定可靠、測距精度高、成本低廉等諸多優(yōu)點，具體在以下幾個方面得以體現(xiàn)：
　　 1.系統(tǒng)CPU采用Atmel公司的AT89S51微處理器。它具有可靠性高、性能穩(wěn)定、功能強大、成本低等優(yōu)點，是目前使用最廣泛的嵌入式處理器之一，廣泛應用于汽車電子、家用電器、儀器儀表等眾多領域。其復位端采用施密特觸發(fā)輸入，可以使外部擴展的I/O電路和微處理器得到同步復位，實時性很好。

6、r>　　 2.本系統(tǒng)直接由AT89S51微處理器通過定時器產(chǎn)生40kHz方波信號去驅(qū)動超聲波發(fā)射器，在發(fā)射超聲波的同時微處理器同步啟動計數(shù)器，開始計時并檢測回波信號。而傳統(tǒng)的超聲波測距電路采用兩片NE555產(chǎn)生40kHz方波信號。本系統(tǒng)與之相比具有控制精準、實時性好、波形穩(wěn)定、線路簡單等優(yōu)點。
　　 3.超聲波在空氣中傳播，其速度主要受溫度影響，因此在超聲波測距電路中采取了溫度補償措施。其實現(xiàn)為通過采用具有較高測量精度的Dal

7、las半導體公司的數(shù)字溫度傳感器DS18B20測量環(huán)境溫度，據(jù)此根據(jù)超聲波速度與溫度之間的對應關系實現(xiàn)對測量距離的修正，從而實現(xiàn)了超聲波測距電路的溫度補償，進而具有較高的測距精度。
　　 4.為了減小測量盲區(qū)在信號調(diào)理電路中采用數(shù)字電位控制計x9313w實現(xiàn)增益的自動調(diào)節(jié)，它可以根據(jù)障礙物的遠近自動調(diào)節(jié)回波信號的幅值，減小信號失真，從而達到減小測量盲區(qū)的目的。
　　 5. CAN總線接口的實現(xiàn)采用了Philips公司生產(chǎn)