基于单片机的汽车倒车防撞语音提示系统

基于单片机的汽车倒车防撞语音提示系统,研究背景及其意义：,对于公路交通事故的分析表明，80%以上的车祸事由于驾驶员反应不及所引起的，超过65%的车辆相撞属于追尾相撞，其余则属于侧面相撞。对各类交通事故的研究表明：若驾驶员能够提早1秒意识到有事故危险并采取相应的正确措施，则绝大多数的交通事故都可以避免。因此，大力研究开发如汽车防撞装置等主动式汽车辅助安全装置，减少驾驶员的负担和判断错误，对于提高交通安全将起到重要的作用。显然，此类产品的研究开发具有极大的实现意义和广阔的应用前景。,设计的基本内容及要求,基本内容：本次设计的主要内容是设计 一 种基于单片机的汽车倒车防撞报警系统，主要是利用单片机对超声波模块采集的模拟数据的处理，显示距离以及做出相应的语音提示。 基本要求: 1.实时检测功能； 2. 准确地向终端发出信号； 3. 快速自动语音提示功能。,本设计的总体框图：,本设计主要是在单片机的控制下，超声波发送模块发送超声波，超声波接收模块接收到反射回来的超声波信号反馈给单片机，在单片机的控制下将距离在数码管中显示，同时当测出的距离小于安全距离（1米）的时候控制语音模块发出语音提示，然后超声波模块不断的测出距离，单片机发生数码管显示出来。,设计的各个模块：,单片机模块,超声波模块,数码管模块,语音模块,单片机模块,单片机模块是系统的核心模块，控制着整个系统的运行，超声波模块把数据交到单片机模块处理，数码管模块和语音模块由单片机控制显示和发出语音提示。,超声波模块,超声波测距原理： 在超声波发射器两端输入40KHZ 脉冲串, 脉冲信号经过超声波内部振子, 振荡产生机械波, 并通过空气介质传播到被测面, 由被测面反射到超声波接收器接收, 超声波经气体介质的传播到接收器的时间, 即为往返时间。那么往返时间乘以超声波在空气中的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离，即 为 L=ct/2 L为超声传感器与被测障碍物之间的距离, c为超声波在介质(空气)中的传输速率, t为超声波从发射到接收的时间。在测量精度不是很高的情况下, 一般可以认为c为常数340m/s。,用一个超声波传感器来发射超声波，同时它又可以接收到回波。一般使用的超声波频率为40KHZ。根据以上原理，所算出的障碍物距离都是指障碍物到传感器的距离。,超声波模块,超声波的误差分析：1.温度误差 ：超声波也是一种声波，其声速C与温度有关。2.时间误差：当要求测距误差小于1mm时，假设已知超声波速度C=344m/s (20室温)，忽略声速的传播误差。测距误差st(0.001/344) 0.000002907s 即2.907s。 3.反射的角度，反射面，障碍物的材质，以及细小物体草地，或者是传感器附着异物都会造成无法侦测或侦测不良，从而产生误差。,超声波模块,本设计用到是超声波模块是HC-SR04测距模块。HC-SR04测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能,模块包括超声波发射器、接收器和控制电路。 以51单片机作为主控制器，在超声波模块HC-SR04的Trig端加一个大于10us的高电平,触发发射端产生超声波，同时在接收端(Echo端)等待高电平的输出，一旦检测到有高电平的输出就打开定时器0进行计时。根据所给超声波模块的技术资料可知：Echo端高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。当超声波遇到障碍物，回波被接收端接收到后，Echo端变为低电平。此时关闭定时器0(令TR=0)，读出定时器的值。这个值即为超声波的传播时间(单位为us)。根据声波在空气中的传播速度，方可算出距离。【测试距离(高电平时间*声速(340M/S)/2】,超声波模块,下图为超声波模块的实物图：,数码管模块,本模块采用共阳的四位数码管，由于超声波能测的最长距离只有400，所以只用了数码管的前三位作为位选，第四位不接电路。数码管的位选端由单片机的P1口控制，段选端由单片机的P23P24P25端口控制。,语音模块,本系统用的是ISD1820语音模块，如下图所示：,总体电路图：,实物图：,软件设计,主程序对系统环境初始化后，首先开启定时器和总中断，当产生脉冲的引脚RX（即单片机引脚P01）为 高电平时，计时器T0开始计时，然后调用计算距离的子程序，根据定时器T0的记录时间计算出待测距离。接着调用显示子程序，将测出距离送LED显示，同时调用声音处理程序，控制语音模块发声。最后，主程序通过中断程序，每800MS启动模块一次，即主程序返回到起始端重新置位回波接收标志和在P01口上发送高电平，如此往下运行，循环往复。幻灯片 4,软件设计框图,Y,N,：,软件设计,实验结果：,1） 实验结果1.硬件测试过程中经过多次测试其能测的最远且较稳定的距离为424cm，最大误差不超过1cm。由于场地有限，不可避免的受到干扰。各距离段测量的结果如下表1所示。2. 在测试中，当距离小于1M时，语音模块开始发出“距离小于1M，请注意！”当距离不断变化时，超声波模块不断测量到障碍物的距离，不断发到数码管显示出来。,总结与展望,本设计的最终结果是使超声波测距模块能够产生超声波，实现超声波的发送与接收，从而实现利用超声波方法测量物体间的距离，以数字的形式显示测量距离，当距离小于安全距离时启动语音提示系统。优点：功能齐全，且价格低廉；采用单片机控制，易于实现。缺点：影响测距的因素比较多，以及测试的时候比较敏感。,致谢,毕业设计是对我们知识的熟悉与运用能力的全面考核，培养我们综合运用所学知识的能力，这次的毕业设计使得我的综合能力有了一定的提高。 本设计是在周玲老师的指导下完成的，周老师多次询问研究