《超声波技术在汽车防撞系统设计的应用》.pdfVIP

TechnologyNo．6，2010 EquipmentManufactring 超声波技术在汽车防撞系统设计的应用 麦锦文 (广州市交通运输职业学校，广东广州510440) 摘要：从超声波传感嚣的特点和频率特性开始，介绍了超声波测距技术在汽车倒车防撞系统的应用原理和起声波的实验电路。并根据 单片机设计超声波电路具有极高的稳定性、便于编程和经济实用等优点，运用理论分析、电路设计等手段。构建了单片机汽车倒车防撞 系统测距的设计方案。详细阐述了运用单片机技术为主控单元系统硬件和软件的设计，并通过实验应用研究，验证了系统的可行性。 关键词：超声波；传卷器；汽车；测皿系统；单片机 中图分类号：0463．6 文献标识码：A 文章编号：1 现代汽车倒车防撞测距技术，利用超声波测距具有先进 遇到障碍物以后，立即被反射回来。接收机接收后，通过内部 性和可靠性。系统通过探测倒车路径上或附近存在的任何障 转换，将超声波信号变成电振荡信号，并将信号放大。汽车倒 碍物，并在危险区域内及时发出警告。由于超声波指向性强。 车防撞测距系统。就是通过超声波传感器获得所需要的控制 能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而利用超声波设 信号，利用该信号控制测距和报警电路的。 计的倒车防撞测距系统。可以实现探测到在盲区内障碍物的 距离和方向。超声波检测电路往往比较迅速、方便、易于做到 声光并茂的听觉和视觉警告，通过实时控制，可以游刃有余地 让驾驶员采取必要的动作措施，因此在汽车倒车预警装置的 研制上，得到了实际的应用效果。 柏“h 37 ．U缸 1 超声波测距原理分析 图2 WIM0型超声波传感器频率特性曲线 1．1超声波传感器 1．3汽车倒车防撞系统超声波测距原理 超声波传感器规格品种较多。在汽车倒车防撞测距报警 汽车倒车系统超声波测距原理是：超声波发射器向某一方 系统中，目前较为常用的是压电式超声波发生器。这种传感器 向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传 实际上是利用压电晶体的谐振来工作的，是一种可逆的换能 播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波， 器件，既可以把电振荡的能量转换为机械振荡形成超声波，又 就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m]s，根据 可以把接收到的超声波能量转换为电振荡，图l所示是分离 计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离S， 式反射型超声波传感器的基本工作方式。 即S=340t，2。在接收和发射的超声波系统中，发射传感器的 共振频率与接收传感器的反共振频率是互相匹配的。 o＼ 2超声波探测实验电路 口：： 接收 o／ 原理如图3所示，该电路是利用超声波反射原理。检测前 方障碍物位置，电路由超声波发射电路、接收放大电路及检测 图1 传藤器的基本工作方式 电路组成。 1．2超声波传感器工作原理 从图2中T／R40型超声波传感器频率特性曲线可看出， kHz 其声压能级、灵敏度在40kHz时最大，在电路设计时40 为最佳工作状态。当有4JDkHz的脉冲电信号从传感器的两引 脚输入时，传感器内部通过激励换能器处理以后，将其转换成 机械振动能，由此而形成了超声波。并通过传感器的辐射口将 超声波信号向外部空间发射。同时发射出去的超声波信号在