基于单片机的车辆倒车防撞系统的设计文献综述

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1、信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述超声波技术的应用摘要：近年来随着人们生活水平的提高，出门代步的工具越来越高级，小汽车可以说已经很普及了，但出行的安全特别重要，汽车在倒车时的安全问题尤为突出，所以本课题旨在研究汽车倒车防撞系统，主要利用的是超声波测距技术，这是目前在汽车领域倒车时普遍应用的技术。关键字：超声波测距；倒车防撞；倒车雷达1.前言近年来由于电子技术的飞跃发展,使得相关技术日新月异。尤其是信息产业的迅速发展,使得研制高度信息化的车辆有了基础,许多先进技术将被引入汽车的设计。汽车安全设计要从整体上考虑,不仅要在事故发生时尽量减少乘员受伤的几率,而且更重要的是要

2、在轻松和舒适的驾驶条件下帮助驾驶者避免事故的发生。然而,目前车辆上的一些安全装置,如安全带,安全气囊,保险杠等均为被动式系统,从本质上讲,其功能只能减轻事故的程度,并不能有效的防止事故的发生。近年来人们越来越认识到,如何利用先进技术,辅助汽车驾驶者对影响公路交通安全的人、车、路等环境进行实时监控和报警,在危急情况下由系统主动干预驾驶操纵、辅助驾驶者进行应急处理、防止汽车碰撞事故的发生,显得尤其重要。由此也可预见,车辆安全系统的研究将朝着智能化、主动型的安全系统及其技术方向的发展,因此本课题的研究具有重要的意义。[3]2.基本原理2.1超声波介绍人们能听到声音是由于物体振动产

3、生的,它的频率在20–20KHZ范围内称为可闻声波，低于20HZ的机械振动人耳不可闻称为次声波，高于2OKHZ的机械振动称为超声波。常用的超声波频率为几十KHZ至几十MHZ11信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述，超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种形式，横向振荡(横波)和纵向振荡(纵波)，工业中的应用常采用纵向振荡。超声波可以在气体、液体及固体中传播，但传播速度不同。另外它也有折射和反射现象，且在传播过程中有衰减。在空气中传播超声波频率较低，一般为几十KHZ，但衰减较快。在固液体中传播频率较高，但衰减较小、传播较远。[2]超声波的指向性好，不易发散，能量集中，

4、因此穿透本领大。在穿透几米厚的钢板后能量损失不大。超声波在遇到两种介质的分界面时能产生明显的反射和折射现象，这一现象类似于光波。超声波的频率越高，其声场指向性就越好，与光波的反射和折射特性就越接近。利用超声波的特性可做成各种超声波传感器，配上不同的电路制成各种超声波测量仪器及装置，并在通信、医疗、家电等各方面得到广泛应用。[2]2.1.1超声波测距基本原理简介人耳的听音范围在20~20KHZ，人耳听不到的声音频率高于20KHZ的声波称为超声波。现代汽车倒车防撞测距技术，利用超声波测距具有先进性和可靠性，系统通过探测倒车路径上或附近存在的任何障碍物，并在危险区域内及时发出警告

5、。[1]由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而利用超声波设计的倒车防撞测距系统，可以实现探测到在盲区内障碍物的距离和方向。超声波检测电路往往比较迅速、方便、易于做到声光并茂的听觉和视觉警告，通过实时控制，可以游刃有余地让驾驶员采取必要的动作措施，因此在汽车倒车预警装置的研制上，得到了实际的应用效果。[2]系统设计中采用的是超声波频率为40KHZ的超声波传感器，系统设计采用的是超声波测距基本原理，即当超声波发射探头源连续地发射为40KH的超声波，当超声波遇到障碍物时，能够反射回反射波，而当超声波接收探头部接收到反射波信号后，能够将其转化为电讯号。通过测

6、量计算发射波和接收波之间的时间差Δt，再求出发射点到障碍物之间的距离S，在速度C已知的状况下，容易求得S=CΔt/2，式中C为超声波的音速，因为超声波本质上也是声波，所以C11信息与控制工程学院毕业设计（论文）文献综述也为音速。系统在测距过程中，可以通过查表法，测量温度值进行声音速度的温度补偿误差。时间差的获取，可以通过计时器技术获得，当发射声速后，立即启动定时计数器，在得到第一回波信号即刻停止计数器。通过测量计算得到超声波发射波和接收波之间的时间差Δt和现场环境温度T，就可以精确计算出超声波发射点到障碍物之间的距离。[1]2.2传感器原理[5]传感器是一种检测装置，能感受

7、到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。本次课程设计主要涉及到温度传感器和超声波传感器。2.2.