1. 研究目的与意义
随着社会经济的发展,汽车的数量也在逐渐攀升。
人们在日常生活中的车位也越来越少,车辆在倒车过程中,因为后视镜的视野盲区比较大,驾驶员的视野受到了限制,难免有各种大小事故发生,本文就是在这样的背景下,首先介绍一些超声波的基本特性和测距方案,根据实际情况和需求设计超声波倒车报警系统。
该种系统不仅能探测汽车前后的障碍物,当障碍物和汽车小于安全距离时发出警报,解决各种倒车带来的烦恼。
2. 课题关键问题和重难点
超声波测距是利用超声波在空气中的传播速度为已知,测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间,根据发射和接受的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。
但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度,通过分析超声波测距误差产生的原因,可以将精度提高到毫米级。
其一是单片机的处理,实际上启动发射和计时是先后进行,存在时间误差;其二是检测电路的灵敏度和测量误差,电路收到信号存在滞后;其三就是单片机的中断机制;其次是计时器本身带来的误差;最后是环境的影响,温度不同,音速不同,计时的频率会发生变化,检测电路的灵敏度也会变化。
3. 国内外研究现状(文献综述)
基于超声波测距的倒车防撞报警系统研究【摘 要】利用超声波测距原理,采用单片机超声波测距仪,通过硬件软件相结合,设计一个实用、简易、稳定的系统。
将超声波测量距离与实际距离进行对比分析,当小于安全距离时发出警报,提高汽车驾驶的安全性、稳定性。
【关键词】超声波测距;倒车防撞;单片机0 引言随着经济的快速发展,我国的汽车行业规模正在迅速扩大。
4. 研究方案
实用的测距方法有两种,一种是在被测距离的两端,一端发射,另一端接收的直接波方式,适用于身高计;一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式适用于测距仪。
此次设计采用反射波方式。
测距仪的分辨率取决于超声波传感器的选择。
5. 工作计划
本文采用模块化设计,以单片机为主控制器,通过单片机编程产生40kHz的脉冲到超声波发射电路,当超声波发射时,计时器开始计时,超声波遇到障碍物反射,回波经过传感器变成点信号,经过过滤放大输入到单片器外部中断,计时器计时停止,测出两者之间的时间差,计算出发射点与障碍物的距离,通过LED显示管显示。
当数值小于预定的安全距离时,单片机接通报警模块,发出报警声。
由于超声波的传播速度随环境的变化而变化,因此超声波测距中一般采用温度补偿的方法,即在数据处理中对超声波进行实时温度补偿;发生超声波时,会由于惯性发生余振,此时无法区分回波信号和余振信号,这段时间无法测量传播距离而产生误差,采用减小电容上的电压值来衰减余振,在一定程度上缩小误差;回波信号随着传播距离的增大而衰减,从而导致测量精度降低,采用集成电路完成回波信号的放大、滤波等功能。
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