一种智能汽车防撞报警器的设计开发

　　摘 要：设计并开发了应用于汽车的防撞系统。基于超声波原理，防撞系统通过发射和接收超声波信号，测算出时间差，再利用控制系统换算成距离，判断处理。该系统采用发生器电路、换能器、线性功率放大器。另外，系统采取了三个防干扰措施。由于防干扰措施的实施，使系统能在工业现场中有较小的稳态误差，有效防止了碰撞事故的发生。

0 引 言

　　汽车防撞报警器的核心部件是汽车防撞雷达。汽车防撞雷达(俗称电子眼)之所以能实现防撞报警功能，主要有超声波这把无形尺子，它测量最近障碍物的距离，并告知车主。超声测距原理简单：它发射超声波并接收反射回波，通过单片机计数器获得两者时间差t，利用公式S=Ct／2计算距离(S为汽车与障碍物之间的距离；C为声波在介质中的传播速度，C=331．4(1+θ／273)；θ为摄氏温度。本文介绍的超声测距系统共有4只超声波换能器(俗称探头)，分别布置在汽车的前左、前右、后左、后右4个位置上。能检测前进和倒车方向障碍物的距离，通过后视镜内置的显示单元显示距离和方位，发出一定的声响，起报警防撞作用。

1 天车防撞报警仪的总体方案设计

1．1 防撞报警仪的主要设计指标

　　(1)报警距离：5～30 m，根据用户的具体需要连续可调；

　　(2)根据用户的需要选用分档：0．6 m，1．0 m，1．5 m，1.8m，2．4 m；

　　(3)电源：车载电瓶12 V；

　　(4)环境温度：-20～+70℃；

　　(5)报警器尺寸：155 mm×155 mm×63 mm，重量：3．5 kg。

1．2 系统总体方案

　　汽车防撞报警仪采用由AT89C52单片机为核心组成的微机系统，对仪器进行控制，其硬件系统如图1所示。

1．3 工作原理

　　本防撞装置利用声波作为检测波，利用超声波作为机械波，其频率为20 kHz～20 MHz。随着频率的增加，检测距离减小，使用频率在15～40 kHz之间，检测距离为0．5～3．0 m，由发射器、接收器、控制器和反射板组成。发射器、接收器和控制器安装在防撞主体(指由产品控制能实现防撞功能的汽车面板)上。发射器发出检测波，经反射面反射给接收器，通过判断处理后，发送控制器执行规定的功能。基于单片机的天车防撞系统采用AT89C52单片机和专用芯片测量超声波发射到反射回所需的时间t，由S=vt(v=314 m／s，计算时加入温度补偿)得到从声波发射到反射面的距离。此距离随时显示在汽车驾驶室内，软件可以设置几级提示和报警，当车障之间距离小于安全距离时，设置在驾驶室的声光报警仪即发出声光信号，通知驾驶员谨慎操作，从而有效地防止碰撞事故发生，保证人身及设备的安全。