【正文】 助駕駛員減少損失，因此需要 主 動(dòng)采取相應(yīng)措施對(duì)汽車進(jìn)行控制 ,使得汽車能夠主動(dòng)避險(xiǎn) ,保證車輛行駛的安全 ,從而盡量減少或者減輕交通事故 ,在汽車安全領(lǐng)域，我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)主動(dòng)安全技術(shù) 的重視。 隨著中國(guó)汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，人們對(duì)汽車的認(rèn)識(shí)已經(jīng)不僅僅停留在單純交通工具那么簡(jiǎn)單。 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成熟，倒車影像系統(tǒng)也日臻完善，但是它們只是對(duì)倒車過(guò)程中發(fā)生碰 撞起預(yù)防作用，并不能做到主動(dòng)防止撞車和減少撞車后造成的損失 ， 倒車 雷達(dá)測(cè)距防撞控制系統(tǒng) 屬于汽車主動(dòng)安全裝置，是當(dāng)前國(guó)際汽車安全領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一，在 國(guó)際上如德國(guó)、日本、美國(guó)等先進(jìn)的汽車生產(chǎn)國(guó)，在 2020 年已經(jīng)開(kāi)始了主動(dòng)防撞安全裝置的研究與開(kāi)發(fā)。因此汽 車的主動(dòng)安全具有研究?jī)r(jià)值，同時(shí)汽車的安全性更是汽車最基本也是最重要的性能，對(duì)汽車的安全保護(hù)也是汽車發(fā)展所追求的永恒主題。它將與被動(dòng)安全技術(shù)一起德州學(xué)院 汽車工程系 2020 屆 交通運(yùn)輸專業(yè) 畢業(yè)論文 3 發(fā)揮作用，保證駕駛員和行人的安全。汽車的主動(dòng)安全性因其定位于防患于未然，所以有著廣闊的發(fā)展前景，越來(lái)越受到汽車生產(chǎn)企業(yè)、政府管理部門(mén)和消費(fèi)者的重視。 2 測(cè)距的原理和方法的選擇 超聲波測(cè)距 我們知道聲波是一種傳遞信息的媒體，可以由物體的撞擊、運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)以波的形式向外傳播。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為 1～ 5 兆赫。在傳播中，超聲波的速度與聲 波相同， 雷達(dá)利用的就是超聲波 ， 倒車?yán)走_(dá)的原理與普通雷達(dá)一樣，它是根據(jù)蝙蝠在黑夜里高速飛行而不會(huì)與任何障礙物相撞的原理設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，是一種仿生產(chǎn)品。 超聲波測(cè) 距： 超聲波是一種具有一定頻率范圍的聲波，它具有在同種媒質(zhì)中以恒定速率傳播的特性，而在不同的媒質(zhì)界面處，會(huì)產(chǎn)生反射現(xiàn)象。 與光波不同，超聲波是一種彈性機(jī)械波，它可以在氣體、液體和固體中傳播。 。這個(gè)閥值決定于對(duì)信噪比的要求。但是無(wú)論要求怎樣低，最小的接收信號(hào)幅值總得比噪聲幅值大，否則就很難從噪聲中分辨出所需的信號(hào)來(lái)。超聲波測(cè)距主要有三種方法：相位檢測(cè)法、聲波幅值檢測(cè)法、渡越時(shí)間檢測(cè)法。確定了聲速，只要測(cè)得超聲波信號(hào)往返的時(shí)間，即可求得距離。不但可以探測(cè)目標(biāo)的距離，還可測(cè)出相對(duì)速度和方位，但是價(jià)格昂貴，并且需要防止 電磁波干擾由于存在其它通訊設(shè)施電磁波干擾以及雷達(dá)裝間的相互影響 ,容易發(fā)生誤動(dòng)作 . 毫米波雷達(dá)向空間發(fā)射一定重復(fù)周期高脈沖 ,當(dāng)遇到目標(biāo) ,目標(biāo)反射回來(lái)的反射波將滯后與發(fā)射高頻脈沖一個(gè)時(shí)間差和一個(gè)頻移 (多譜勒頻移 )， 根據(jù)雷達(dá)可以測(cè)出這個(gè)數(shù)據(jù) ,就可以依據(jù) 公式 計(jì)算出 目標(biāo)位置 。主要優(yōu)點(diǎn)是測(cè)距準(zhǔn)，探測(cè)距離遠(yuǎn)，并且抗干擾能力強(qiáng)，特別是沒(méi)有盲區(qū)，測(cè) 距精度可達(dá)厘米甚至毫米級(jí)，比微波雷達(dá)高近 100 倍，測(cè)角精度理論上比微波雷達(dá)高一義倍以上。 攝像機(jī)測(cè)距 通過(guò)高精度的攝像系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確的測(cè)距 ， 它的尺寸比較小、質(zhì)量也很輕、并且噪音很低、功耗小、動(dòng) 態(tài)測(cè)距 范圍比較大，由于這種測(cè)距方法 具有很多的優(yōu)點(diǎn)，因此在汽車上得到了廣泛的運(yùn)用，具有良好的發(fā)展前景和市場(chǎng)。紅外線測(cè)距儀能夠發(fā)射紅外線，紅外線遇到物體后發(fā)生反射，測(cè)距儀能夠接收相關(guān)物體反射的紅外線 , 并且能根據(jù)接收的時(shí)間差、波長(zhǎng)的不同信號(hào)的強(qiáng)弱 ,分析出物體之間的距離以及性質(zhì)。 超聲 波 測(cè)距 技術(shù) 由于具有制作成本低，并且安裝簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性好，因此 主要用于短距離探測(cè) 。 3 雷達(dá)傳感器 倒車?yán)走_(dá)裝置有倒車?yán)走_(dá)偵測(cè)器（也稱超聲波轉(zhuǎn)換器、聲吶傳感器，俗稱電眼）、控制器、蜂鳴器組成。壓電效應(yīng)有逆效應(yīng)和順效應(yīng)，超聲波發(fā)送器就是利用壓電逆效應(yīng)的原理。壓電式傳感器意圖如圖 31 所示： 圖 31 壓電晶片示意圖 圖 32 壓電晶片示意圖 雷達(dá)探頭傳感器由壓電陶瓷晶片、錐形諧振板、底座、端子、金屬殼及金屬網(wǎng)構(gòu)成 如上圖 32所示 。金屬殼可防止外界力量對(duì)壓電陶瓷晶片及錐形諧振板的損害，金屬網(wǎng)也是起保護(hù)作用的，但不影響發(fā)射和接收超聲波。其中，小量程探測(cè)距離小于 2m，工作頻率在60300kHz 之間；中量程探測(cè)距離約為 210m，工作頻率在 4060kHz 之間；大量程探測(cè)距離約為 2050m，工作頻率處在 1630kHz 之間。硬件系統(tǒng)包括單片機(jī)控制模塊設(shè)計(jì)、熄火裝置的設(shè)計(jì)。熄火裝置是對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)由微處理器控制，根據(jù)回波測(cè)距的原理設(shè)計(jì)。一旦檢測(cè)到距離很近時(shí)，則輸出相應(yīng)信號(hào)，然后進(jìn)行放大，并經(jīng)比較器輸出中斷信號(hào)，由單片機(jī)控制 切斷供油電路。實(shí)現(xiàn) T0計(jì)時(shí)，完成測(cè)距數(shù)據(jù)的計(jì)算和結(jié)果顯示， 如果距離達(dá)到一定的值時(shí)駕駛員沒(méi)有做出動(dòng)作，那么雷達(dá)的控制部分會(huì)通過(guò)雷達(dá)測(cè)距后與障礙物之間距離分析比較，如果等于最小距離時(shí)或小于最小距離時(shí)，會(huì)控制繼電器通電，從而使油泵觸點(diǎn)斷開(kāi)，使車輛熄火達(dá)到保護(hù)車輛降低損失的目的。 (2) 超聲波發(fā)射電路作用是將振蕩電路振蕩出 40KHz的脈沖信號(hào)，信號(hào)幅值是 12V，驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)射傳感器，發(fā)射超聲波。它是用來(lái)對(duì)接收到的回波進(jìn)行放大和整形，即將回波信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)的中斷信號(hào)。 (6) 電源電路。 555 定時(shí)器功能強(qiáng)，使用靈活，應(yīng)用范圍廣，被廣泛地應(yīng)用于信號(hào)的產(chǎn)生，變換，控制和檢測(cè)中。如圖 42 所示。它集 flash 程序存儲(chǔ)器既可在線編程 (ISP)也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用 8 位微處理器于芯片中， ATMEL 公司功能強(qiáng)大，低價(jià)位AT89S51 單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 (3) 兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)； (4) 一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路； (5) 支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式； (6) 空閑方式停止 CPU的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作； (7) 掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所以部件工作直到下一 個(gè)硬件復(fù)位。它在本文中的作用有控制 40KHz 超聲波的發(fā)射、對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、控制數(shù)碼管字符的顯示、以及接收?qǐng)?bào)警中斷，控制防盜電路的工作。 AT89S51 單片機(jī)各個(gè)引腳分布如圖 44 所示， 與 對(duì)應(yīng) 3 位共陰數(shù)碼管的的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 h、 Gnd Gnd2 和 Gnd3， 控制超聲波的發(fā)射， 輸出報(bào)警信號(hào)， 、 分別控制紅色和藍(lán)色 LED， 熄火電路的切斷， 及RST 引腳為程序?qū)懭攵耍? 為 INT0 中斷口接收超聲波接收電路的中斷信號(hào)， 為INT1 中斷口接收熄火電路的報(bào)警中斷， 為計(jì)數(shù)器 T0。當(dāng)測(cè)距裝置測(cè)得值小于等于最小值時(shí)，其輸出端會(huì)輸出低電平，使常閉繼電器工作，吸引觸點(diǎn)斷開(kāi)，從而使汽油泵電路斷路，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，車輛在倒檔作用下停住，從而保證車輛的平穩(wěn)停駛，保證了車輛和人員的安全，若測(cè)得距離大于最小值時(shí)，其輸出端會(huì)輸出高電平，則常閉繼電器不會(huì)工作，出點(diǎn)仍然會(huì)閉合，汽車不會(huì)熄火，熄火的主要部分是一個(gè)受控制器控制旳常閉繼電器，控制器是一個(gè)簡(jiǎn)單的單片機(jī)。如圖 45 所示，其中三極管 Q1， Q2 組成復(fù)合管，進(jìn)行電流放大。當(dāng)距離很近時(shí) AT89S51 的 端輸出為低電平 ,經(jīng)反相器 7404N后為高電平 ,光耦導(dǎo)通 ,繼電器接通 ,它的常閉觸頭斷開(kāi) ,則油泵不能正常接通 ,從而 防止汽車碰撞。由此本文選用 置高電平來(lái)控制 555 多諧振蕩器的工作。 外部中斷服務(wù)程序流程圖 51 模塊程序如下 : void alarm() /////熄火電路模塊 { if ( S=10amp。S35) {P1_4=0。amp。