汽车防撞报警系统

本次设计主要从实验研究分析的角度，分析了汽车倒车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题。并详细的介绍一种超声波测距系统以及根据该系统设计、研制的汽车倒车防撞报警器。它能自动检测车尾障碍物的距离，当达到极限位置的时候，并能发出声光报警，提醒司机刹车。设计采用国内生产厂家的通用元件，成本低、性能可靠，有利于推广。超声波距离传感器采用压电元件锆钛化铅，一般称为RZT，这种传感器的特点在于具有方向性，汽车所用的倒车声纳系统利用超声波距离传感器的“回声”现象制成的，倒车时向车辆后方发射超声波，测定超声波遇到障碍物后返回的时间，就可以得到车到障碍物的距离。

本文设计的防撞装置在结构上采用微电脑技术和专用芯片设计，具有结构简单，小型化的特点，非常适合用于测控系统；在软件设计上，突出模块的灵活性，并且C51语言简洁，大大简化了编写程序的工作量。比较现在市场上已有的汽车防撞器，该系统结构紧凑，成本低，可靠性好，通信能力强，能有效地避免汽车相撞事故的发生，具有一定的市场价值。且适合广大电气系专业学生的参考与借鉴。同时，本设计也存在一定的不足，尽请老师给予指出并纠正错误。

关键字：超声波、汽车倒车、防撞、报警器、传感器

摘要 (1)

目录 (2)

绪论 (4)

第一章汽车防撞报警系统设计简介 (5)

1.1 设计概要 (5)

1.1.1设计任务与要求 (5)

1.1.2研究方法 (5)

1.1.3解决的关键问题 (6)

1.2 汽车防撞报警系统设计的意义 (7)

第二章设计思路分析 (8)

2.1 系统总体方案 (8)

2.2 工作原理 (9)

2.3 控制器AT89C2051的功能特点 (9)

第三章系统硬件电路设计 (10)

3.1 系统硬件方案设计 (10)

3.2 遥控器控制框图 (11)

3.3 工作原理剖析 (12)

3.3.1传感器的选择 (12)

3.3.2超声波的发射与接收电路 (12)

3.3.3测速原理 (13)

3.4 实物设计所能达到的功能及操作说明 (14)

第四章系统软件电路设计 (15)

4.1 主程序 (15)

4.2 串口通信模块——transplant．C (16)

4.3 程序编写 (17)

第五章调试与测试 (19)

总结 (20)

参考文献 (22)

附录1 (23)

附录2 (24)

致谢 (27)

绪论

随着时代的发展及社会的进步，越来越多的汽车进入了普通人的家庭。汽车逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。

尽管公路条件在不断地改进，但仍然避免不了公路上汽车拥挤的现状，再加上设计车速不断提高，恶性交通事故无时无刻不在发生，给人们和社会带来了巨大的生命与财产损失。汽车防撞报警系统也因此应用而生。

汽车防撞报警系统是一种当汽车离障碍物较近时向司机预先发出报警信号的装置，通常系统的各个探测器安装于汽车的几个关键的车身部位，能探测到接近车身的行人、车辆和周围的障碍物，能向司机或乘客提前发出即将发生撞车危险的信号，促使司机甚至撇开司机采取应急措施处理特殊险情，避免损失。同时当汽车发生故障时，可以通过按动警示信号键向过往的车辆发送无线警示信号，提醒过往车辆的司机注意，从而更有效地避免交通事故的发生。汽车的各种方便性正不断地被人们所接受，现如今如同是一般的家用电器一样地进入平常百姓的家中，开发本系统，可以广泛地安装于各种家用轿车、客车、货车等，如与车载微型电脑相配合，可以实现更多的人工智能化操作，是实现汽车无人驾驶必不可少的一个组成部分，也是未来汽车的发展方向，因此运用前景是相当可观。

本设计采用了以AT89C52为主控芯片，利用三极管的开关特性驱动T40—16（40kHz 超声波发射端子）发射40kHz方波，然后接收端子R40—16接收信号，经放大电路及后级处理后单片机接收到一个下降沿中断，对信号传输期间所计数据进行处理后实现LED显示障碍物与汽车发射端的距离。本文重点介绍了三极管的开关特性，发射端与接收端的压电效应，检波整流电路以及运放的简单应用。经过实际验证，在车体上合理布置该报警器，利用超声波测量汽车与障碍物距离，实现汽车前行和倒车时与障碍物之间距离的检测；通过LED点阵实时显示距离，使汽车避免和障碍物发生碰撞。实验表明该汽车防撞报警器具有测距速度快、准确度高、易于实现等优点，具有很好的应用前景。而且本设计的应用领域也将十分广泛，不仅可以在汽车工业中运用，当配上相应执行机构，还可以运用于工业机床的限位自动控制当中。

第一章汽车防撞报警系统设计简介本设计利用MCS-51系列单片机为核心器件并结合比较常规的超声波传感器以及价格低廉的电子元件，由超声波发生电路、超声波信号接收电路、微波信号发生电路、感应信号放大及处理电路、中央处理单元电路，报警电路以及无线报警信号发射电路组成一个低误差，高精度，多功能的汽车防撞系统。

1.1 设计概要

1.1.1设计任务与要求

1）设计一套汽车倒车防撞报警系统：

◆要求有一台主机；

◆汽车与物体距离小于设定值时，利用蜂鸣器进行报警；

◆通过按键选择报警的距离；

◆数码显示选择的档位。

2）已知条件：防撞报警仪的主要设计指标

◆报警距离：5～30m，根据用户的具体需要连续可调；

◆根据用户的需要选用分档：0.6m，1.0m，1.5m，1.8m，2.4m；

◆电源：车载电瓶12V；

◆环境温度：-20～+70℃；

◆报警器尺寸：155mm×155mm×63mm，重量：3.5kg。

3）主要技术指标：

◆输入电源：车用直流电源，DC12V；

◆发射频率：40kHz；

◆接收频率：40kHz（中心频率）；

◆报警音量：≥……分贝；

◆探测距离：三档可调。

1.1.2研究方法

通过超声波和微波双重探测器、通过采样放大输入单片机系统、通过单片机的处理、完成对车辆周围障碍物的探测与报警，通过无线电信号向周围事物传递信息。