【正文】 potential obstacles. detection module. Variable Distance_ From _ Obstacle.The first layer output is a collision possibility in each direction taking values from 0 to linguistic variables describing each direction output variable collision possibility (with empiricallyDerived for best performance) membership functions as shown In part of the rules base for left collision is presented in TableⅠ. An example of the rules used to extract front collision possibilities is: IF A1 is near AND A2 is near AND A3 is Near AND A4 is medium_distance AND A5is near THEN collision_possibility is high. Similar for the back collision left (equivalently for right collision)possibilities the rule is of the form: If A5 is near And A6 is nearAnd A7 is near THEN collision_possibility is high. Variable collision_possibilityTABLE ⅠPART OF THE RULES BASE FOR LEFT COLLISIONInput VariablesOutputVariablesA5A6A7NearNearNearHigh_PossibilityAwayAwayAwayNot_possibleNearAwayMedium_DistancePossibleNear
。致謝在這次畢業(yè)設(shè)計中，三個月來雖然較為辛苦，但是在努力下，不僅完成了軟件的仿真，也圓滿的完成了硬件的制作，為自己的畢業(yè)之旅畫上一個較為滿意的句號，也回報了這四年來認真學習的辛苦付出。經(jīng)過測量，此次設(shè)計結(jié)果精確度較高，在室溫與平坦地面的測量范圍距離在4米內(nèi)，誤差小與1cm。電路元件要選用低噪聲器件，采取合理的電路布局，良好的印刷板走線，并注意進行屏蔽。 提高超聲波發(fā)射探頭的固有頻率。全部完成系統(tǒng)可預(yù)設(shè)測距報警的下限值，當實際測距小于預(yù)設(shè)值時，系統(tǒng)應(yīng)報警提示，同時可實現(xiàn)對預(yù)設(shè)值的調(diào)整和修改。 電路調(diào)試與分析供電電路是否正常是系統(tǒng)能否正常工作的前提，因此首先對電源部分進行調(diào)試，接上電源，測得電源電壓輸出應(yīng)該是5V。 軟件整體仿真圖由上軟件調(diào)試結(jié)果可知，此系統(tǒng)的軟件結(jié)果已經(jīng)實現(xiàn)了各個功能要求，實時測量與障礙物的距離，可預(yù)設(shè)報警下限距離，并且能實現(xiàn)聲光報警。它可以實時采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件，能仿真51系列、ARM、AVR、PIC等通用主流單片機，還可以在基于原理圖的虛擬原型上直接編程，再配合顯示和輸出，就能看到運行后的輸入輸出結(jié)果。否則，繼續(xù)檢測，直到檢測到低點位脈沖為止。當程序啟動顯示模塊時，此模塊將實時顯示與障礙物間的距離。本課題采用模塊化的設(shè)計思路，先調(diào)試每個模塊，確認無誤后再將其添加到主程序，完成軟件整體設(shè)計的控制流程。根據(jù)上節(jié)所述系統(tǒng)硬件設(shè)計和所完成的功能，系統(tǒng)軟件需要實現(xiàn)以下功能：（1）信號控制在系統(tǒng)的硬件中，已完成的發(fā)射電路、接收電路、檢測電路、顯示電路等設(shè)計。 單片機控制之基本應(yīng)用電路圖控制原理說明：此控制方式是采用了模擬串行的控制方式。一旦檢測到右回波信號則輸出回響信號。： 按鍵電路圖 HCRS04超聲波測距模塊 （1）測距原理超聲波測距是借助于超聲脈沖回波渡越時間法來實現(xiàn)的，設(shè)超聲波脈沖由傳感器發(fā)出到接收所經(jīng)歷的時間為t，超聲波在空氣中的傳播速度為c，則從傳感器到目標物體的距離D可用下式求出：D=ct/2。按鍵釋放后，單片機內(nèi)部的上拉電阻使I/O口仍然保持高電平。而“虛短”是由于理想集成運放的輸入電阻Rid→∞，故可以認為輸入端不取電流，這樣輸入端相當于斷路，而不是斷開，成為“虛斷”。而所謂動態(tài)顯示驅(qū)動就是給欲點亮的LED通以脈沖電流，即采用分時的方法，輪流控制各個顯示器的COM端，使各個顯示器輪流點亮，這是LED的亮度就是通斷的平均亮度。其中，最簡單的顯示器能夠使LED發(fā)光二極管，并給出一個簡單開關(guān)的信息，但復(fù)雜且較完整的顯示器應(yīng)是CRT監(jiān)視器或屏幕里較大的LCD液晶屏。 時鐘周期（Clock Cycle）：又稱節(jié)拍周期，是處理操作的最基本單位。 晶振電路它是單片機系統(tǒng)正常工作的保證，如果振蕩器不起振，系統(tǒng)將會不能工作。單片機復(fù)位全靠外部電路實現(xiàn)，每當在時鐘電路工作后時，一旦在單片夾中的RST引腳上表現(xiàn)出24個時鐘振蕩脈沖以上高電平，單片機就會實現(xiàn)初始化狀態(tài)的復(fù)位。在單片機的內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這一個放大器構(gòu)成出片內(nèi)振蕩器。：產(chǎn)生中斷請求，接后方測距電路。I/O的端口編程實際為根據(jù)應(yīng)用電路的功能與對I/O的寄存器進行編程，具體的步驟如下。軟件部分對不同功能模塊的程序進行分別編程，便于調(diào)試和移植。但是，它小巧玲瓏的同時注定存在一定的局限性，單片機目前還沒有通用的系統(tǒng)管理軟件或監(jiān)控程序，而且還必須十分了解所用單片機的硬件結(jié)構(gòu)，程序編寫困難，代碼難以理解，不易于識讀，難于移植，排錯困難，編寫程序花的時間相當多，調(diào)試不便等等。具有很高的性價比，成本低，其價格僅微DSP的五分之一，而且它經(jīng)過多年的發(fā)展，技術(shù)也相當?shù)某墒臁? 上、下位機（）。隨后需要從軟件和硬件這兩部分來實現(xiàn)，軟件主要用來控制硬件的運行，最后需要對系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，保證它穩(wěn)定可靠地工作，讓系統(tǒng)總體上完成一個整合，實現(xiàn)方案構(gòu)思中的所有功能需求。集眾品牌之長于統(tǒng)一的控制平臺，則能很好地兼顧各方利益，同時客戶在預(yù)算上也會有很大的主動性。產(chǎn)品要求體積小，損耗小。據(jù)海外媒體報道，戴姆勒一克萊斯勒公司日前成功開 發(fā)出供商用車（尤指卡車）使用的電子剎車系統(tǒng)，它與其他剎車系統(tǒng)的區(qū)別在于，其在卡車車頭設(shè)有雷達感應(yīng)器，感應(yīng)器在車前觀察四周環(huán)境，并將所有收 集的信息交由一控制器加上處理，形成一虛擬景象，再借助演算法的輔助來判 斷所發(fā)生狀況是否需要利用剎車。但更糟糕的是，無論是紅外線發(fā)射器或接收器，只要任何一方讓一層薄薄的冰雪 或泥塵覆蓋，系統(tǒng)就會失效。面對以上種種情況與問題，倒車防撞報警器的重要性越來越強， 依據(jù)聲源或以直觀的顯示提醒駕駛員周圍障礙物的分布情況，解決了駕駛員倒車和啟動轎車時前后左右探視所引起的問題，并幫助駕駛員掃除了視覺死角和視野模糊的不足，提高了倒車安全性。安裝防撞保險杠固然能在某種程度上減輕碰撞給本車造成損壞，卻無法消除對被撞物體的傷害；此外，車上安裝的安全氣囊系統(tǒng)，在發(fā)生車禍時不一定能有效地保護車內(nèi)乘務(wù)員的安全。本課題設(shè)計了一個汽車倒車雷達預(yù)警系統(tǒng)，倒車時，駕駛者啟動倒車雷達，在控制器的控制下，由裝置于車尾保險杠上的探頭發(fā)送超聲波，遇障礙物產(chǎn)生回波信號，傳感器接收到回波信號后經(jīng)控制器進行數(shù)據(jù)處理，判斷出障礙物的位置，由顯示器顯示距離并發(fā)出語音警示信號，以提示駕駛員車輛周邊的情況，從而提高汽車倒車的安全性。 指 導(dǎo) 教 師 系(教 研 室) 系(教研室)主任簽名 批準日期 接受論文 (設(shè)計)任務(wù)開始執(zhí)行日期 學生簽名 I汽車倒車雷達預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)王陽（陜西理工學院物理與電信工程學院通信工程專業(yè)1204班，陜西 漢中 723001）指導(dǎo)教師：張文麗[摘 要] 汽車倒車雷達預(yù)警系統(tǒng)能在汽車倒車時為駕駛員提供周圍障礙物信息，可降低倒車難度，避免駕駛員因方向感不強、判斷和操作失誤而引起的事故。在過去20~30年中，人們主要把精力集中于汽車的被動安全性方面，例如，在汽車的前部或后部安裝保險杠、在汽車外殼四周安裝某種彈性材料、在車內(nèi)相關(guān)部位安裝各種形式的安全帶及安全氣囊等等，以減輕汽車碰撞帶來的危害。其中安全倒車是駕車技術(shù)水平不高或沒有安全意識的開車人士最為擔心的交通問題之一，如果稍不留神不僅會給自己或別人帶來財產(chǎn)損失，還會造成激烈的爭吵與糾紛，甚至也威脅到了駕駛員的生命安全。 研究現(xiàn)狀 國外汽車倒車雷達預(yù)警系統(tǒng)早期大多采用紅外線的發(fā)射與接收原理，不屬于雷達（無線電波）的產(chǎn)品，最大的缺點是紅外線波易受干擾，整個系統(tǒng)的警示音常呈現(xiàn)不穩(wěn)定的亂鳴狀態(tài)，另外對深黑色粗糙表面物體的反應(yīng)也較差。 日本、美國和歐洲等國的大汽車公司都投入了相當?shù)娜肆?、物力，采用先進的毫米波雷達、CCD攝像機、GPS和高檔微機等制成安全預(yù)警系統(tǒng)，使用在其所開發(fā)的高級汽車上。 （1）小型化。（6）品牌化。 本文研究內(nèi)容 本次倒車雷達預(yù)警系統(tǒng)的研究工作中，核心部分是中心控制單元、超聲波測距系統(tǒng)、語音播報系統(tǒng)，主要是考慮到駕駛員能更準確的接收信息，所以在聲光報警的基礎(chǔ)上增加了語音報警系統(tǒng)， 系統(tǒng)整體設(shè)計思路系統(tǒng)整體設(shè)計首先是從方案著手處理的，分析其具有何種功能，需要哪些模塊，然后根據(jù)功能模塊再決定選擇什么樣的元器件可達到系統(tǒng)的設(shè)計目標。 方案設(shè)計 方案一：采用上位、下位機（）的控制系統(tǒng)。具有內(nèi)存較大，功能強，抗干擾能力強、軟硬件資源都比較豐富等特點，其外圍接口電路 簡單。譬如導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程中的實時控制和數(shù)據(jù)處理，各種智能IC卡的廣泛使用，全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機，因而銷量極大，各大公司的商業(yè)競爭更使其價格十分低廉，其性能價格比極高。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)分為三個主要模塊：測距系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和顯示報警系統(tǒng)。它通用的微處理器與Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是反復(fù)式擦寫的Flash存儲器可有效節(jié)省開發(fā)的成本[3]。（用于左側(cè)的測距電路）：產(chǎn)生中斷請求，接后方測距電路。 XTAL1：接入外部晶振的引腳。所以，系統(tǒng)復(fù)位電路顯得尤為重要?？紤]本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，干擾小，故采用上電自動復(fù)位。總線周期（BUS Cycle）：也就是一個訪存儲器或I/O端口操作所用的時間。 LCD顯示電路顯示器是一個典型的輸出設(shè)備且實際應(yīng)用廣泛，幾乎所有電子產(chǎn)品都會使用顯示器，各自的差別僅僅在于是顯示器結(jié)構(gòu)類型相異而已。當需要顯示的位數(shù)增加時，所需要的期間和連線也應(yīng)該增加，成本也增加。由于兩個輸入端間的電壓為零，而又不是短路，故稱為“虛短”。當有鍵按下時，此I/O口與地短路迫使I/O口為低電平。當讀出的值是0時則表示有按鍵按下，調(diào)用相應(yīng)的處理程序。 （3）超聲波時序圖 此時序圖表明只需提供一個10us一上脈沖觸發(fā)信號，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8個40kHz周期電平并檢測回波。整個方案的費用為您節(jié)省 30%50%左右。4. 軟件設(shè)計 系統(tǒng)對軟件的要求在系統(tǒng)硬件表現(xiàn)出的超聲波測距基本功能的同時，系統(tǒng)軟件所實現(xiàn)功能主要是系統(tǒng)功能的實現(xiàn)和數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用。 主程序軟件設(shè)計是完成整個系統(tǒng)的關(guān)鍵，相當于一個部門的主心骨，沒有軟件的硬件等于沒有了靈魂，因此，軟件設(shè)計必須建立在了解整個系統(tǒng)運作的基礎(chǔ)之上。 顯示數(shù)據(jù)子程序的主要功能就是把超聲波模塊測量后的結(jié)果經(jīng)單片機處理完畢的距離顯示在數(shù)碼管上。程序檢測鍵位脈沖，如果檢測到低電平，則為按鍵按下，則啟動設(shè)置下線閾值功能子程序，對系統(tǒng)閾值進行調(diào)節(jié)，當再次檢測到低電平脈沖時，則調(diào)節(jié)閾值。在編譯方面，它也支持Keil、IAR和MATLAB等多種編譯器。通過從各個方面優(yōu)化、調(diào)試，使電路設(shè)計達到目標任務(wù)要求。 （3）光潔整齊的外觀，良好焊點就會要求焊料的用量恰到好處，外表會有金屬的光澤，沒有粒尖，橋接等現(xiàn)象，同時不傷到導(dǎo)線的絕緣層和相鄰元器件。當檢測到前方有障礙物時會實時顯示與障礙物的距離?？梢匝芯扛鼮楹侠淼牟▽?dǎo)管和輔助測量手段。注意接收電路中的諧振回路帶寬不能太窄，以免降低了電路的穩(wěn)定性。并且測距周期短，語音播報設(shè)計合理。這樣才能做出更優(yōu)質(zhì)的設(shè)計