【基于超声波技术的汽车防撞报警系统方案设计6100字（论文）】

第1章汽车防撞报警系统方案的整体设计本论文主要研究探讨的是依据51单片机利用超声波测距原理的一种应用。现在的车辆基本上都配有倒车影像这一软件，它可以很好地辅助到车辆驾驶人员进行倒车行为，相当于人的第二双眼睛。但同时也有大部分车辆驾驶人是对于影像中的距离是没有一个具体概念的，这与我们每个人对于空间的认知能力是有一定联系的。日常生活中我们最长接触到的交通工具就是公交车了。公交车在道路行驶的过程中，就存在了许多的不可以感知到盲点。从公交车的车前方进行分析，一般车辆的公交车师傅车位的设计是较高的，车辆的前方与车辆内的尾部区域是有接近两米的一个长方区域的不可观测面积大小的。另一种是从公交车靠近公交站牌进行分析，驶入这个停车区域时，周围的妨碍物品和人员肯定是一个处于相对混乱的状态，且人员是具有有流动性的，地理位置不固定，那么不固定的危险因素随时会出现。公交车的驾驶人员的关注点会落在乘客人员的上车和下车的状况下，此时突然出现一群赶这辆公交车的乘客，但此时他们正位于这辆公交车的左侧而不是右侧有车门入口的这边，他们会突然的绕道车辆的前方去往右侧上车，这是司机师傅根本注意不到这种行为正好在进行车辆起步行为，但幸好司机师傅即使应急进行刹车才解除了安全警报。这也就说明车辆的右侧前方车轮是具有危险的，车辆距离正常的一个地面高度是有一定高度的，若一个一个路人蹲下或者是儿童的身高低于这个距离地面的高度，那么这个路人或者是儿童在驾驶车辆的人员眼里是不存在的，那么危险的到来可想而知，后果严重到超乎想象之外。这时候可以给我们给予帮助的就是雷达系统。而雷达系统就是根据超声波测距原理而来的。1.1汽车防撞报警系统方案的选型本论文选择的方案为日常生活中大家出行时的日常辅助安全工具，它的主要功能为当驾驶人员在驾车行驶过程中遇到障碍物时，可以及时获取提醒和采取相应措施。以下为它应具有的一些必要功能：(1)可以激励到超声波传感器传递发送超声波信号。(2)可以进行经过反射的回波信号的接收的相关处理。(3)可以实现对外部比较接近的一个地理环境的感知测量。(4)可以实现距离障碍物之间的一个较为精确的距离，当这个距离小于设块报警模块单片机：本论文选用的是AT89C51单片机。片内配置通用8位中央处理器超声波模块：超声波在本论文中选用的型号是HC-SR04。该模块测距精度较高。模块自动发送8个40kHz的方波，自动检测是否有信号返回。中文汉字、数字、字符。可以显示数字与字符的个数为64个，能显示的汉字的个数为32个。其内置了接近万个中文汉字、百余个字符。与外部单片机的通讯温度模块：温度模块选用DS18B20。主要是由64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器组成。本身的测量范围很广大约在-55摄氏度到125摄氏度之间，测温分辨率可以达到0.0625摄氏度。第2章倒车防撞报警系统的软硬件设计活动时，本文研究探讨的这种系统就会被触发自行启动，拥有的8个探头会有秩AT89C51单片机是最常用的51芯片。AT89C51是一种8位制的单片机。它(1)主要特性：可以与MCS-51进行兼容，具有4K字节可编程闪烁的存储器，128*8位内部RAM和32可编程I/O线以及两个16位定时器/计数器(2)管脚说明：在AT89C51单片机中，PO□的驱动能力来说是相对较小的，它的内部结构 8有四个引脚，其中VCC引脚要进行接地，VCC引脚要接一个5V的电源，其余下图所示触发信号模块内部发出信号输出回响信号基本工作原理：当持续时间至少为10微秒的一个脉冲信号施加到触发引脚的时候，那么这一切就都要开始了。相应于此，传感器会以40kHz的频率发射8个脉冲的声音脉冲。这种8脉冲的模式使设备的所谓的一个超声特征变得独一无二，从而使接收器能够将发射模式与环境超声噪声进行区分开。8个超声波脉冲通过TRIGTRIGp1.034p2.210p2.3118Y2.5V;LCD驱动电压为0-7V。工作温度(TOP):055℃(常温)/-2070℃(宽温)保存温度(TST):-10～65℃(常温)/-30～80℃(宽温)4串行的片选信号5串行的数据□6串行的同步时钟7DBOH/L数据09DB2H/L数据210DB3H/L数据311DB4H/L数据412DB5H/L数据513DB6H/L数据614DB7H/L数据717/RETH/L复位低电平有效19LED_A(LED+5V)背光源正极20LED_K(LED-OV)背光源和负极第一步：初始化，调用lcd_init(),lcd_clr();引脚连接低电平，V0引脚接一个10k的可变调节变阻器，此目的是为了调节显温度模块DS18B20不仅可以进行外部电源VDD的使用，而且同时也是可以对内部的寄生电源进行使用的。当VDD端口接3.0V—2.5V的源进行使用行为的；对于VDD端口接地的这样的情况时，这时是对内部的寄生的使用行为，所谓的I/O□线都是要和5KΩ左右的一个上拉电阻进行连接的。配置寄存器是通过进行对不同的位数配置来最终得出温度及数字的一个转化的行为。进行了解可以得到R1,RO是温度的决定位，R同结合是可以进行多种的配置为9位，10位，11位，12位的温度来进行显示种配置的分辨率各个对应的为0.5℃,0.25℃,0.125℃和0.0625℃,出厂时以配置为12位。使用的DS18B20模块在出厂时的配置是12位，在读取温度的时侯共读取16位，前5个位为符号位，当前5位为1的时侯，所读取的温度数值为负数；反之为0时，所读取的温度数值为正数。温度为正时读取方法为：把16进制数直接的转换成为10进制。温度为负时读取方法为：首先会把16进制进行取反行为操作，再进行加1操作，下一步再进制转换成为10进制。例：0550H=的测量精度可以精确到-0.5到0.5之间。即使面对突发状况失去电源支持的DS18B20完成温度测量的实现：先进行复位操作，发出温度转换信号，将温度转换信号转入的RAM当中，最后在对RAM中的数据进行读取就可以。温度模块的一个引脚与AT89C51单片机的P3.0引脚，从而值需要对单片机的P3.0出叫声。另外，有源蜂鸣器有正负极之分的。图中是常用的一种工作电压为5V有源蜂鸣器无源蜂鸣器那么有源蜂鸣器和无源蜂鸣器又是可以分为以下几个小类的：防水蜂鸣器、电磁式蜂鸣器、压电陶瓷蜂鸣器、贴片蜂鸣器防水蜂鸣器如下图：电磁式蜂鸣器如下图：压电陶瓷蜂鸣器如下图：贴片蜂鸣器如下图：蜂鸣器声音是由振动装置物体产生的一种有一定频率的声波，频率是指每秒钟包含的连续周期数目，频率的测量单位是「赫兹」Hertz(Hz),人耳听觉的频率范围约为20-20KHZ,低于20Hz为次声波，高于20kHz为超声波。蜂鸣器常用的产品谐振频率是2-4KHZ,蜂鸣器的谐振频率指建议使用的最大，且音压一致性较好的频率点，蜂鸣器声音的频率越高，则对应产品的声音音调也越高，声音的频率越低，则音调就越低。蜂鸣器的声压大小是在蜂鸣器两端加以额定的工作信号信号，以声压级在距离10cm测得dBA数值。分贝(dB)是音压的单位，分贝数越大代表的所发出的声音越大。从驱动电路来进行分析了解有源和无源这里的“源”不是指电源，而是指震荡源。也就是说，有源蜂鸣器内部带震荡源，所以只要一通电就会叫。而无源内部不带震荡源，所以如果用直流信号无法令其鸣叫。必须用2K~5K的方波去驱动它。有源蜂鸣器往往比无源的贵，就是因为里面多个震荡电路。有源蜂鸣器a,高度为9mm,而无源蜂鸣器b的高度为8mm。如将两种蜂鸣器的引脚郡朝上放置时，可以看出有绿色电路板的一种是无源蜂鸣器，没有电路板而用黑胶封闭的一种是有源蜂鸣器。万用表测电阻区别，用万用表电阻档Rx1档测试：用黑表笔接蜂鸣器"+"引脚，红表笔在另一引脚上来回碰触，如果触发出咔、咔声的且电阻只有8Ω(或16Ω)的是无源蜂鸣器；如果能发出持续声音的，且电阻在几百欧以上的，是有源蜂鸣器。同时有源蜂鸣器直接接上额定电源(新的蜂鸣器在标签上都有注明)就可连续发声；而无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样，需要接在音频输出电路中才能发声。在本论文中采用的是无源蜂鸣器，本身使用操作简单。无源蜂鸣器与AT89C51单片机的一个引脚进行连接，AT89C51单片机会发送一个PWM信号来控制，以下为电路模型。主程序温度检测子序否八个探头测试完?是回波信号，此时不会继续等待下一个探头的的发射，直至全部的8个探头结束工作。它会将所得到的车辆与障碍物之间的距离进行分析处理，把8个探头与障碍定时中断子程序有外部中断?否超过设定值?是外部中断入外部中断入口关外部中断读取时间计算距离开外部中断超声波传感器的一个最大测量车辆和挡在周围的不可避免物品之间的长度大约是在4.5米，可以根据超声波的常规传输速度来设定超声波传输速是340m/s,经过推理计算可以得出超声波传感器发射出的超声波信号到达一个距离最大值所消耗的时间为26.5ms.我们可以设定选取8个探头的一个最大等待时间是50ms,一旦超过这个设定的时间数值时，没有接收到回波信号就停止等待。这时触发定时器就会溢出中断，那么下一个探头就会进行检测。直至INTO的引脚由高电平变成为低电平，触发外部则会中断，将中断标志位首先清零，终止计数器的计时功能，把测量的时间记录下来，然后通过计算得到距离数据。测量温度的子程序对DS18B20进行初始化，大概640us的延时，进行复位操作，当复位操作成功后，会跳过ROM进行操作，写入一个字节，搭建起温度传感器和控制模块之间的联系，最终得到温度。蜂鸣器报警子程序值是否是是是否否对于本文的蜂鸣器报警系统，只有当后方的探头距离小于2.5米时候的才会进行报警提示。以下从四个角度进行分析。当探头距