超声波避撞预警系统的研究

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1、超声波避撞预警系统的研究ResearchofUltrasonicDistanceMeasurementSystem（1.郑州轻工业学院.2.孟州市电力公司）曹玲芝1任亚萍2刘建1(1.ZhengzhouInstituteofLightIndustry.2.ElectricCompanyofMengzhouCity)CaoLingzhi1RenYaping2LiuJian1摘要：本文介绍一种用于汽车倒车避撞的超声波无线距离测量系统。系统由下位机与上位机两部分组成，下位机主要由超声波发射电路、超声波接收电路、无线收发模块及单片机组成，上位机由单片机、无线收发模块、显

2、示电路等组成，下位机与上位机之间通过无线收发模块传输信息。文中分析了超声波测距电路的设计方法，叙述了采用无线通信技术实现数据远程传输的设计思路。该系统测量距离方便、灵活、稳定。关键词：无线通信；单片机；超声波；距离测量；温度补偿中图分类号：TP212文献标识码：AAbstract:Akindofultrasonicdistancemeasurementsystemusedinthecarisdesignedinthispaper.Thesystemincludesthelowermicrocomputersystemandtheuppermicrocompute

3、rsystem.Thelowermicrocomputersystemismainlycomposedofultrasonictransmittingcircuit,receivingcircuit，wirelesscommunicatingmoduleandmicrocomputer.Thedatafromthelowermicrocomputersystemistransmittedtotheuppermicrocomputersystembythewirelessway.Thedesignprincipleofultrasonicdistancemeasu

4、rementcircuitisanalyzed.Thedesignmethodthatthedataistransmittedisalsointroduced.Thesystemisofthecharacteristicsofmeasurementconvenience,fastresponseandstability.Keywords:wirelesscommunicating；microcomputer；ultrasonic；distancemeasurement；temperaturecompensation51.引言随着经济的发展，人们的生活水平越来越高

5、。当今，对许多人来说，汽车进入家庭已不再是奢望，但随之而来的事情就是如何保证汽车使用过程中的安全问题，特别是如何防止汽车与其他物体碰撞的事情发生。据初步调查统计，l5%的汽车事故是由汽车倒车“后视”不良造成的。因此，增强汽车的后视能力，对于提高行车安全，减轻司机的劳动强度和心理压力，是十分重要的。如果车辆能适时检测与周围障碍物的距离并给出警告信息，使司机及早采取行动，可避免车辆相撞事故的发生。随着科学技术的发展，用超声波进行无接触测量得到了广泛的应用。超声波是由机械振动产生的,可在不同介质中以不同的速度传播，它具有定向性好、能量集中、在传输过程中衰减较小，反射能

6、力较强，在恶劣工作环境下具有一定的适应能力等优点。因此可用于液位测量、车辆自动导航[2]等领域。本文介绍一种基于无线数据传输方式的超声波车辆倒车避撞预警系统。2.超声波测距原理发射的超声波遇到障碍物时就会发生反射，反射波可由接收器接收，这样只要测出超声波从发送点到反射回来的时间间隔Δt，然后根据公式（1）即可求出超生波从发射处到障碍物之间的距离。S=CΔt/2（1）5式中：S—超生波发射处与障碍物间的距离C—超声波在介质中的传播速度由于超声波是一种声波，其声速C受环境温度的影响，关系如式（2），因此使用超生波测量距离时应该采用温度补偿的方法对式（1）中的声速值加

7、以校正。C=331.4+0.61×T（2）式中：T—环境温度3.硬件电路设计如图1，硬件电路主要由单片机、超声波传感器、温度测量电路、无线收发模块等组成。系统中单片机均采用ATMEL公司的AT89S51作为核心控制芯片，它与MCS-51的指令和引脚兼容[1]，并且具有ISP在线编程功能，便于系统的设计和调试。超声波传感器是超声波测距电路中的重要元件,其性能优劣直接影响到测距准确度和可靠性。通常超声波传感器有两类:一类是发射电路和接收电路互相独立的分体式超声波传感器,此类传感器测距有效范围比较大,但不具备防尘、防水性能。另一类是同时具有发射与接收功能的收发一体式超

8、声波传感器，此类超声波测