基于单片机的超声波倒车雷达文献综述

综合文献调研及综述 课题：基于单片机的超声波倒车雷达综述 学 院 专 业 年级班别 学 号 学生姓名 指导教师 2015 年 1 月13日一、文献调研部分1. 中文切题期刊论文8篇1刘海峰.汽车倒车雷达系统全接触J.汽车电器,2007,12:5-8.摘要：简要介绍倒车雷达的组成和工作原理,回顾倒车雷达的发展历程,就时下主流新车的倒车雷达安装状况以及非原车倒车雷达的性能检测结果进行报道,对倒车雷达的选购安装和使用过程中的注意事项进行总结,最后展望倒车雷达系统的未来发展。2陈烁华,冯桑.倒车辅助系统的技术发展J.城市车辆,2009,10:36-38.摘要：倒车辅助系统,又称泊车辅助系统或可视倒车雷达,能够给驾驶员倒车、泊车操作带来极大的方便,现已越来越多配置于汽车当中。本文详细地介绍倒车辅助系统的产生背景、发展历程以及现有主流产品的种种特点;并对其缺陷做出了初步探讨,提出了新的解决思路。3段现星.超声波传感器在倒车雷达上的发展J.家电检修技术,2009,12:1.摘要：倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置,能以声音或者更为直观的视频显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。4刘鑫,朱靖玉.基于单片机的倒车雷达的设计J.电子设计工程,2012,01:94-97.摘要：为降低汽车倒车时的碰撞事故,提出了一种基于单片机的超声波测距倒车雷达的设计方案。该设计根据超声波测距原理,采用AT89S52单片机为控制核心,设计了超声波测距倒车雷达,并对测量距离误差进行了分析。测量距离为0.15.0 m,其精度经过校正后可达1 cm。该设计结构简单、工作可靠,有良好的测量精度和灵敏度。5吴琼,封维忠,马文杰.汽车倒车雷达系统的设计与实现J.现代电子技术,2009,09:191-194.摘要：为避免汽车倒车过程中发生碰撞,设计一种基于单片机AT89C51的倒车雷达系统,介绍了超声波测距的基本原理,阐述了倒车雷达系统的结构组成、硬件电路设计以及软件设计,并在数据处理部分采用温度补偿消除温度对声速的影响,提高了测距精度。倒车距离采用LCD进行实时显示,并通过语音报警电路对不同距离段做出不同的语音提示。实验表明该倒车雷达系统在30500 cm范围内可实现准确测距,具有可靠性较高、外围电路简单、实用性强等优点。6高旭,朱军.基于AT89S52单片机的超声波倒车雷达系统的设计J.电子技术,2010,01:60-61+56.摘要：利用超声波测距原理,出于低成本、高精度的目的,提出了一种基于AT89S52的超声波倒车雷达系统的设计方案。硬件部分采用AT89S52单片机作为控制器,主要有超声波发射电路、超声波接收电路、温度检测电路、LCD显示电路和报警电路。本文在分析超声波测距原理的基础上,给出了实现超声波倒车雷达系统的软件设计流程图和硬件设计电路图。该系统测量精度为1cm,完全能够满足汽车倒车系统的设计要求。7林勇.汽车倒车防撞雷达系统原理及优化的探讨J.电脑知识与技术,2008,33:1498-1499.摘要：文章概述了利用单片机控制的超声波测距应用于汽车倒车防撞雷达系统的基本原理,例如当汽车倒车时,启动单片机及外部传感器实现距离测量,单片机对超声波的发射与接收通过计时进行控制,当所测得的距离小于预设的安全距离时,启动声光报警,有效避开可能对倒车造成危害的障碍物和行人。同时文章对该系统存在的弊端及其优化思路进行详细阐述。8龚玉玲,杨阳,赵蕊,刘光德.基于单片机系统的倒车雷达J.中国高新技术企业,2008,10:81.摘要：基于单片机系统的倒车雷达以ARM单片机为主控,由超声波检测模块、摄像头图象采集模块、通信模块、显示模块和LINUX人机交互界面组成。超声波检测模块具有温度补偿功能,大大提高了倒车雷达测距的精度。经过实际电路调试,倒车雷达的测距效果良好,显示界面优美。2. 与倒车雷达密切相关的博士学位论文9杨基慧. 倒车雷达系统的研究与设计D.吉林大学,2012.摘要：汽车倒车雷达是针对当前公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤，加上存在视觉盲区，无法看见车后的障碍物，司机在倒车时很容易刮伤汽车，甚至发生事故的情况而出现的一种旨在倒车防护的汽车防撞系统。该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的过程中，识别出车后部的障碍物，并能够测量车与障碍物之间的距离，在车辆与障碍物发生碰撞前，发出声光报警，提醒司机刹车。本设计从实验研究分析的角度，分析了超声波测距原理以及国内外此类汽车倒车雷达存在的问题，提出了目前最简单、实用的一种倒车雷达实现方案，即基于成都国腾微电子公司GM3101倒车雷达芯片为核心的超声波测距倒车雷达,这种芯片在功能上有着较高的集成度，只需要接通外围功率器件和超声波传感器就能够实现系统的所有功能，而且不需要进行软件编程。与此同时，在设计的过程中围绕现阶段呼声很高的汽车电器网络化实现，提出倒车雷达数据基于新型总线XY-CN BUS的传递方案。系统设计中采用了模块设计思想，简化了调试工作量，最终很好完成了超声波测距倒车雷达系统的硬件设计、软件设计及系统调试。10吴妍. 汽车倒车雷达预警系统研究D.武汉理工大学,2007. 摘要：本文研究了一种汽车倒车雷达预警系统该系统在常见的汽车倒车预警装置的基础土采用计算机控制技术和超声波测距技术,通过显示障碍物与汽车的距离并根据其趾离远近实时发出报警,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,提高了驾驶安全性本文在研究汽车倒车雷达预警系统过程中,运用理论分析!电路设计和计算机仿真等研究手段,完成了倒车雷达预警系统硬件和软件的设计,采用了模糊控制算法,进行了系统的计算机仿真本文在查阅!分析国内外倒车雷达系统相关技术的基础上,结合最新研究成果,对基于超声波测距的倒车雷达预警系统的研制进行了深入探讨和研究该系统分为测距模块!系统控制模块和显示报警模块,并分别对其进行方案分析,构建了倒车雷达预警系统的系统构架和设计方案;在硬件电路中,详细阐述了运用单片机技术实现的可视倒车雷达预警系统的测距实现原理,分析了以AT89552单片机为主控单元的系统硬件和软件设计,并对该系统进行了试验和误差分析,给出了本系统的稳定性指标试验结果显示,该系统对室内有限距离的距离测量具有较高的精度,实现了倒车提示和距离报警功能,其主要技术指标达到了系统设计要求,并通过系统仿真研究,验证了系统的可靠性和可行性。11毕然. 基于嵌入式系统的倒车雷达设计与开发D.吉林大学,2009.摘要：本毕业论文设计了一种以AT89C51单片机为核心的低成本!高精度!微型化LED显示超声波测距倒车雷达课题的主要研究内容就是根据雷达测距的原理,利用嵌入式系统完成超声波脉冲测距倒车雷达的设计与开发使它能够在汽车以较低的速度进行倒车的过程中,识别出车后部的障碍物,由芯片AT89C51控制计算超声波从发射到接收的传送时间,得到待测距离,再将测量车与障碍物之间的距离通过LED数码管显示出来,在发生碰撞前,对驾驶员发出报警 本文将首先介绍此课题研究的现实背景和意义,分析课题的研发现状,然后将就嵌入式系统理论和嵌入式系统设计理论进行阐述,并以嵌入式系统为基础介绍汽车倒车雷达的设计,包括倒车雷达设计的方案选择!硬件电路设计及软件设计!软件和硬件协调的方法,并提供电路图及软件程序供参考 利用51系列单片机设计的测距仪便于操作!读数直观本设计能对中近距离障碍物进行实时测量的测距装置,能对障碍物进行适时!适量的测量,起到智能操作,实时监控的作用经实际测试证明,该类测距仪工作稳定,能满足一般近距离测距的要求,且成本较低!有良好的性价比12鞠永胜. 基于嵌入式系统汽车倒车雷达的设计与实现D.山东大学,2010.摘要：随着我国汽车产业的高速发展,尤其是近两三年我国开始进入私家车时代,汽车电子产业成了新的增长点,汽车电子产品的高利润和市场广阔性倍受商家关注,音响和防盗器就是明证,近两年来,倒车雷达成了商家的电子新爱,众多生产防盗器的厂家纷纷涉足倒车雷达倒车雷达全称叫/倒车防撞雷达0,也叫/泊车辅助装置0,是汽车泊车安全辅助装置,能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和启动车俩时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模糊的缺陷传统的汽车倒车雷达采用单片机控制,数码管显示和声光报警,它的测量精度低!人机界面较差,针对于此,本文提出了一种以ARMg处理器ARM920T和Linux操作系统为软硬件平台,USB视频数据采集!彩色液晶显示!超声波发射接收!语音报警等多模块设计,完成了对倒车系统复杂情况的判断!测距!视频采集!语音报警等功能从测试的准确性,可观性!稳定性上对可视倒车雷达系统的组成取得了新的改进驾驶员只需坐在驾驶室就能观察到车前车后的详细情况,做到心里有数,极大的提高了泊车和倒车时的安全和效率技术实现之后,系统进行大量的实践应用和软硬件调试对技术的实现方式和关键技术进行了进一步的验证和改进大量实践表明,该设计性能可靠,测量准确,画面清晰,反映准时从技术上说是非常合理的,从市场前景上说是值得期待的3.与基于单品机的超声波倒车雷达概念密切相关的图书13J. David N. Cheeke. Fundamentals and Applications of Ultrasonic WavesM. CRC Press Inc.2002Press: CRC Press Inc (April 18, 2002)Series Name: Pure and Applied PhysicsHardcover: 480 pagesLanguage: EnglishISBN: Bar code: 08Product size: 15.6 x 2.7 x 23.4 cmCommercial weight: 780 GASIN: Ultrasonics - a subject with applications across all the basic sciences, engineering, medicine, and oceanography, yet even the broader topic of acoustics is now rarely offered at undergraduate levels. Ultrasonics is addressed primarily at the doctoral level, and texts appropriate for beginning graduate students or newcomers to the field are virtually nonexistent. Fundamentals and Applications of Ultrasonic Waves fills that void. Designed specifically for senior undergraduates, beginning graduate students, and those just entering the field, it begins with the fundamentals, but goes well beyond the simple, general concepts of waves to a detailed treatment of ultrasonic waves in isotropic media.Addressing a wide range of topics, the author focuses on the physics of acoustic waves, their propagation, and the different modes that can be excited in various geometries. Strong emphasis on applications in the later chapters provides a concrete setting for the more formal and theoretical earlier discussions. Your search for the right introduction to ultrasonics is over. The clear, engaging prose, careful balance of theory and applications, and rigorous but accessible mathematical treatments in this book combine to build a solid foundation either for practical work in the field or moving on to higher-level studies.超声-一门应用各基础科学，工程，医学，海洋声学，甚至更广泛的主题现在很少提供本科层次。超声处理主要是在博士学位的水平，和文本适合研究生或新领域实际上是不存在的。”原理和超声波的应用填补了这一空白”。专为高年级本科生，研究生，和那些刚刚进入该领域，它开始与基本面，但远远超越了简单的概念，一般的波在各向同性介质中超声波的详细处理。处理范围广泛的主题，重点对声波传播的物理，并且可以在不同的几何形状的不同模式的激发。在后面的章节中应用的重点提供了更为正式的和理论的早期讨论的具体设置。你寻找正确的介绍了超声波。清澈的，动人的文笔，理论和应用的平衡点，但访问和严格的数学处理在本书中，结合在现场建造的实际工作奠定坚实的基础或移动到更高层次的研究。14 魏学业. 21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材:传感器与检测技术. 人民邮电出版社.2012出版社: 人民邮电出版社; 第1版 (2012年9月1日)外文书名: Sensors and Detection Technology丛书名: 21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材平装: 267页语种： 简体中文开本: 16ISBN: 04条形码: 04商品尺寸: 25.6 x 18.4 x 1.4 cm商品重量: 458 g品牌: 人民邮电出版社本书在内容组织上，更加注重简洁的基础知识和实际应用，对传感器和检测技术的内容进行了有机整合。本书不仅介绍了传统传感器和检测技术，同时也对新型传感器和现代检测技术进行了介绍，在表达方式上力求做到语言通俗、简洁易懂，提高学生的学习兴趣。本书共分14章，第1至第9章是对传感器进行介绍，内容包括传感器的基础知识，以及电阻式、电感式、电容式、热电偶、压电式、霍尔式、流量式、超声波、红外式、光电式、化学和集成温度传感器。围绕着基本原理、测量电路和应用实例3个方面进行介绍，使学生在掌握基本原理的基础上，将传感器得到的微弱信号通过测量电路转换成可测量的信号，通过实例介绍了实际应用。第10至第14章是对检测技术进行介绍，包括检测技术的基础知识，以及温度、振动、物位、运动量和力学量参数的检测技术。围绕着参数检测的基础知识和检测方法进行介绍，使学生不仅了解测量某一参数的基本知识，同时学习采用哪种测量方法更适合。本书可作为高等院校自动化、电气工程及自动化、电子信息工程等专业的教材，也可供从事相关领域的工程技术人员参考。15张毅刚,彭喜元,彭宇. 单片机原理及应用. 高等教育出版社.2010出版社: 高等教育出版社; 第2版 (2010年5月1日)丛书名: 普通高等教育“十一五”国家级规划教材平装: 354页语种： 简体中文开本: 16ISBN: 05条形码: 05商品尺寸: 25.6 x 18.4 x 2 cm商品重量: 621 g品牌: 高等教育出版社单片机原理及应用(第2版)为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，主要详细介绍了美国ATMEL公司的AT89$51单片机的硬件结构及各功能部件的工作原理、指令系统及常用程序设计，并从应用设计的角度介绍AT89S51单片机的各种硬件接VI设计、接口驱动程序设计以及AT89S51单片机应用系统设计。此外单片机原理及应用(第2版)(附光盘1张)还简要介绍了Keil C51程序的设计，同时对AT89S51单片机应用系统设计中用到的各种新器件也进行了简单介绍。单片机原理及应用(第2版)可作为各类工科院校、职业技术学院电子技术、计算机、工业自动化、自动控制、智能仪器仪表、电气工程、机电一体化等专业单片机课程教材，也可供从事单片机应用设计的工程技术人员参考。4与“基于单片机的超声波倒车雷达”相关的法律法规16 家用汽车产品修理、更换、退货责任规定 -国家质量监督检验检疫总局-政策法规-2012家用汽车产品修理、更换、退货责任规定发文文号：国家质量监督检验检疫总局令2012第150号颁布部门：国家质量监督检验检疫总局效力级别：部门规章时效性：现行有效颁布日期：2012年12月29日实施日期：2013年10月1日内容分类：质量监督：产品监督库别名称：部门规章摘要：人民共和国国家质量监督检验检疫总局令 第150号 家用汽车产品修理、更换、退货责任规定已经2012年6月27日国家质量监督检验检疫总局局务会议审议通过。现予公布，自2013年10月1日起施行。 局长 二一二年十二月二十九日 家用汽车产品修理、更换、退货责任规定17 国务院关于加强道路交通安全工作的意见-国务院-政策法规-2012国务院关于加强道路交通安全工作的意见发文文号：国发2012第30号颁布部门：国务院效力级别：规范性文件时效性：现行有效颁布日期：2012年7月22日实施日期：2012年7月22日内容分类：公安：交通管理库别名称：行政法规摘要：院关于加强道路交通安全工作的意见 国发2012第30号 各省、自治区、直辖市人民政府，国务院各部委、各直属机构： 为适应我国道路通车里程、机动车和驾驶人数量、道路交通运量持续大幅度增长的形势，进一步加强道路交通安全工作，保障人民群众生命财产安全，提出以下意见： 一、总体要求 （一）指导思想。以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，深入贯彻落实科学发展观，牢固树立以人为本、安全发展的理念，始终把维护人民群众生命财产安全放在首位，以防事故、保安全、保畅通为核心，以落实企业主体责任为重点，全面加强人、车、路、环境的安全管理和监督执.5. 与“基于单片机的超声波倒车雷达”相关的专利、标准文献18杨亮. 一种倒车防撞雷达P. 黑龙江：CNA,2014-06-11.摘要:一种倒车防撞雷达,其组成包括：控制系统模块(1),超声波测距模块(2)以及报警模块(3)组成。通过接收安装在车身的不同位置的雷达返回的信号,应用单片机控制系统对其信号进行解算,得出当前车身的位置以为周围环境的大体概况,从来便于驾驶员可以更好地完成停车或者倒车操作。相对于一些高级的泊车系统来说,成本低廉、使用简单、安装方便,有效地解决了目前存在的技术难题。19周明光,康一彬,刘敏,徐琳.汽车倒车防撞雷达:四川,CNP.1995-09-20摘要:本实用新型提供了一种汽车倒车防撞雷达,有电源电路,分别与电源电路连接的超声发射电路,超声接收电路,与超声发射电路和超声接收电路连接的距离判断电路,与距离判断电路连接的报警电路。能作远、近距离的判断,灵敏度高,报警准确。20JJG 928-1998, 超声波测距仪检定规程S.超声波测距仪检定规程 【英文标准名称】 Verification Regulation of Utrasonic Ranger 【原文标准名称】 超声波测距仪检定规程 【标准号】 JJG 928-1998 【标准状态】 现行 【国别】 中国 【发布日期】 1998 【实施或试行日期】 1998-10-01 【发布单位】 国家计量检定规程(CN-JJG) 【起草单位】 中国测试技术研究院;陕西测绘仪器计量中心 【中文主题词】 超声波;测距仪;检定规程 【英文主题词】 【摘要】 【中国标准分类号】 A59 【国际标准分类号】 【页数】 9P.;A46. 英文数据库21Al Shomrani, Mohammed Mosa,Al- Rababah, Mohammad,Al-Shreef, Fisal.Studying Ultrasonic Radar Speed Meter Environment for PIC MicrocontrollerJ.EN,2012,414:.（研究超声波雷达测速仪的环境，PIC单片机）22Francesco Alonge,Marco Branciforte,Francesco Motta.A Novel Method of Distance Measurement Based on Pulse Position Modulation and Synchronization of Chaotic Signals Using Ultrasonic Radar Systems.J.IEEE T. Instrumentation and Measurement,2009,5858:.（一种新的基于脉冲位置调制的超声波雷达系统的混沌信号的同步测量距离的方法。）二、综述部分基于单片机的超声波倒车雷达综述摘要：简述倒车雷达的发展情况，介绍基于单片机的超声波倒车雷达的原理及组成，总结概述目前的超声波倒车雷达技术的应用情况，最后结合实际对未来的倒车雷达技术作简要描述。关键词：单片机；超声波；倒车雷达；1. 引言 随着我国经济水平的不断提升，人民的生活水平不断提高以及汽车价格的持续下降，越来越多的家庭拥有了汽车。汽车成为人们生活中的必需品，在给人们带来便利的同时也带来了更多的麻烦。汽车保有量的不断增加，汽车可利用空间不断减少，这就导致了事故发生率的增加，这其中就包括因倒车引起的事故。据初步调查统计，15%的事故是由汽车倒车后视不良导致的1。倒车问题成为汽车安全的一个大问题。虽然有后视镜，但因后视镜存在因车内物品和车体的遮挡产生的盲区的问题，并且后视镜会出现模糊和畸形现象，因此倒车雷达应用能够在很大程度上帮助驾驶员安全准确地倒车。对目前的超声波倒车雷达技术进行总结概述，并作出对未来倒车雷达技术的展望，具有重要意义。 2.正文2.1超声波倒车雷达概念倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器（或蜂鸣器）等部分组成。能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性2。2.2倒车辅助系统发展史（1）红外式红外式是较早出现的倒车辅助系统，由于人体或动物等存在红外辐射，红外式最大的缺点就是易受到干扰，另外对深黑色粗糙表面物体的反应也差。（2）电磁感应式电磁感应原理制成的倒车辅助系统，虽检测的稳定性和灵敏度比红外线提高许多，但也有着致命性缺点，是只能动态检测障碍物。也即是说，车辆停止时，它不能检测到任何东西。 因此实用性也不如意3。（3）超声波式利用超声波特性，有超声波发生器发出超声波，经物体表面反射后超声波回到接收器，利用发出与接收的时间间隔再根据公式计算出被测物距离，然后通过声音或显示方式告知驾驶员的一种倒车辅助系统。（4）超声波与机器视觉配合式用超声波进行距离的测量结合摄像头对车尾图像的获取处理，根据距离与图像作出判断，帮助驾驶员倒车的一种倒车辅助系统。因为红外线和电磁感应技术的倒车辅助系统的不完善、全智能泊车系统价格昂贵，所以市面上的倒车辅助系统基本采纳单一的超声波作为检测手段。超声波倒车辅助系统主要由显示提示装置、微处理器、超声波发射接收装置所组成。 这一类系统， 已经历了五代的发展历程：第 1 代倒车雷达“ 倒车请注意” ! 想必不少人还记得这种声音,它只能算作最早的有关于倒车的一个产品, 不能称为雷达, 现在只有小部分商用车还在使用。只要驾驶员挂上倒档, 它就会响起, 提醒周围的人注意。从某种意义上说, 它对驾驶员并没有直接的帮助,基本属于淘汰产品。第 2 代产品采用数码波段显示, 可以显示车后障碍物离车体的距离。如果车后是物, 在 1.8 m 开始显示; 如果是人, 在 0.9 m 左右的距离开始显示。这一代产品有 2 种显示方式, 数码显示产品直接显示距离数字, 而波段显示产品由 3 种颜色来区别: 绿色代表安全距离, 表示障碍物离车体距离有 0.8 m 以上; 黄色代表警告距离, 表示离障碍物的距离只有0.6 0.8 m ; 红色代表危险距离, 表示离障碍物只有不到 0.6 m 的距离, 必须停止倒车。第 2 代产品把数码和波段组合在一起, 比较实用, 但安装在车内不太美观。第 3 代产品是液晶荧屏显示, 这一代产品较以前有一个质的飞跃, 特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒档, 只要发动汽车, 显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离。其外表美观, 可以直接粘贴在仪表盘上, 安装很方便, 给人以舒适的感觉, 显示的距离也更准确些。不过液晶显示器外观虽精巧, 但灵敏度较高, 抗干扰能力不强, 所以误报也较多。第 4 代产品是魔幻镜倒车雷达, 它结合了前几代产品的优点, 采用了最新仿生超声雷达技术, 配以高速微机控制, 可全天候准确地测知 2 m 以内的障碍物, 并以不同等级的声音和直观的显示提醒驾驶员, 魔幻镜倒车雷达把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起, 并设计了语音功能, 其外形就是一块倒车镜, 所以可以不占用车内空间, 直接安装在车内后视镜的位置。而且颜色款式多样,可以按照个人需求和车内装饰选配, 不过价格稍高。第 5 代产品是整合影音系统, 它是专为高档轿车生产的, 在上一代产品的基础上新增了很多功能, 它整合了高档轿车的影音系统,可以在显示器上观看 DVD 影像。当然其价格也相当的不菲4。2.3超声波基础知识超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名5。超声波的两个主要参数：频率：F20KHz（在实际应用中因为效果相似，通常把F15KHz的声波也称为超声波）；功率密度：p=发射功率(W)/发射面积(cm2)，通常p0.3w/cm2。在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗，其原理可用“空化”现象来解释：超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时，其功率密度为0.35w/cm2，这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压，但实际上无负压存在，因此在液体中产生一个很大的压力，将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超声波压强反向达到最大时破裂，由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。太小的声强无法产生空化效应。超声波具有机械效应、温热效应、理化效应。2.4超声波倒车雷达系统组成超声波倒车雷达系统主要包括单片机控制电路、超声波发射电路、超声波接收电路、报警电路以及显示电路组成。有的设计还包含温度测量电路，进行温度补偿。2.4.1硬件组成（1）单片机单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。在超声波倒车雷达系统的应用中可以使用多种单片机，如AT89C51、89C2051、AT89S52等。在一些更高级的设计中，比如利用超声波与图像相结合的设计方法，基于单片机系统的倒车雷达以 ARM 单片机为主控, 由超声波检测模块、 摄像头图象采集模块、 通信模块、 显示模块和 LINUX 人机交互界面组成。系统是以 ARM9 芯片 S3C2410 作为核心处理器6。还有用到雷达专用芯片，如GM3101倒车雷达装有专业的控制芯片，借助纯硬件ASIC方式达到了倒车雷达主机的作用，其把倒车雷达所需的控制器、运放电路以及滤波电路等元件装置在GM3101芯片之内，使用者要想操作这个系统，只要连接超声波传感器与功率器件即可，可以说，其大大提升了系统的集成度，改变采用软件编程的传统方式，可以运用最简易的方式实现有效安全倒车的倒车雷达系统9。（2）超声波发射电路单片机 AT89S52 编程产生 40 kHz 的方波， 由 P1.1 口输出，由于信号较弱，无法直接驱动超声波发射探头，所以要再经过放大电路，才能驱动超声波发射探头发射超声波。发射驱动电路其实就是一个信号放大电路，可选用美国国家半导体公司生产的音频功率放大器 LM3867。如图1图1另一种方法是超声波探头选用CSB40T。采用软件发生法和硬件方法产生超声波。系统利用软件产生40kHz的超声波信号，经过74HC04两次和一次反向放大驱动后输出到CSB40T8。如图2图2（3）超声波接收电路方法一，超声波接收器包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路 3 部分 ，超声波接收电路的设计如图 3 所示。 超声波探头必须采用与发射探头对应的型号，关键是频率要一致，否则将因无法产生共振而影响接收效果，甚至无法接收。由于经探头变换后的正弦波电信号非常弱，因此必须经放大电路放大。 正弦波信号不能直接被单片机接收，必须进行波形变换。 按照上面所讨论的原理，单片机需要的只是第一个回波的时刻。为减少负电源的使用，放大电路采用单电源供电，信号放大和变换采用了一片 LM324 通用运算放大器，前三级为放大器设计，后一级为比较器设计。 合理调节电位器 R 12 ，选择比较基准电压，可使测量更加准确和稳定7。图3方法二，由于超声波在空气中传播，其能量会随传输距离的增大而减小，从远距离障碍物反射的回波信号一般比较弱，所以在设计超声波接收电路时，要有较大的放大倍数；为减小环境噪声对回波信号的影响，也要考虑选用滤波特性较好的电路，使回波易于检测。超声波接收电路使用集成电路CX20106A，可用来完成信号的放大、限幅、带通滤波、峰值检波和波形整形等功能8。如图4图4（4）显示与报警电路显示可以用数码显示方法显示，也可以采用LCD液晶显示方法。报警方式可以为蜂鸣器按不同频率报警，也可采用更高级的方式，采用语音播报的方式。（5）温度补偿为了使测量的精度更高，需要采用温度补偿电路进行温度补偿。由于超声波的传播速度v会受温度、湿度、压强等的影响，其中温度的影响尤为严重。因此在测量精度要求高的场合，应通过温度补偿对超声波的传播速度进行校正，以减小误差。电路如图5图5系统采用DALLAS公司的DS18B20数字式温度传感器进行温度测量，它所测量的温度值用9位二进制数