一種采用脈沖計(jì)數(shù)的超聲波汽車防撞系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車防撞系統(tǒng)，尤其涉及一種采用脈沖計(jì)數(shù)的超聲波汽車防撞系統(tǒng)，屬于汽車防撞控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械震蕩，它是由與介質(zhì)相接觸的震蕩源所引起的，其頻率在20kHz以上。由于超聲波的速度相對(duì)于光速要小得多，其傳播時(shí)間就比較容易檢測(cè)，并且易于定向發(fā)射，方向性好，強(qiáng)度好控制，因而利用超聲波測(cè)距在很多距離探測(cè)應(yīng)用中有很重要的用途，包括無損檢測(cè)、過程測(cè)量、機(jī)器人測(cè)量和定位，以及流體液面高度測(cè)且雄里寺。
[0003]在空氣中，常溫下超聲波的傳播速度是334m/s，但其傳播速度受空氣中溫度、濕度等因素的影響，其中受溫度影響較大，如溫度每升高l°c，聲速就會(huì)增加約0.6m/s。因此在相同的間隔測(cè)量距離，由于波的傳播時(shí)間是相同的，不同溫度下的聲速不同，所以最終造成測(cè)量出來的距離不相等，在距離測(cè)量精度要求很高的情況下，必須要對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量和補(bǔ)償，以避免溫度對(duì)測(cè)量精度的影響。制超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于實(shí)現(xiàn)，并且測(cè)量精度高。
[0004]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)日益繁榮，但由于道路狀態(tài)、交通管理等硬件難以跟上，加上駕駛超車、出車開小差、錯(cuò)誤估計(jì)車距等主觀的原理，使相互碰撞的交通事故頻頻發(fā)生。解決這個(gè)問題的根本措施在于給行進(jìn)中的汽車安裝能自動(dòng)跟蹤測(cè)距，在危險(xiǎn)距離內(nèi)自動(dòng)剎車的裝置。
[0005]例如申請(qǐng)?zhí)枮椤?01210126584.8”的一種超聲波測(cè)距方法，屬于電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，超聲波發(fā)射器與脈沖激光器處于發(fā)射端，發(fā)射端接收到測(cè)量命令后，脈沖激光器觸發(fā)一束脈沖激光，同時(shí)超聲波發(fā)射器觸發(fā)超聲波，將觸發(fā)的超聲波與外部時(shí)鐘源進(jìn)行鎖相；超聲波接收器與光電二極管處于接收端，光電二極管接收到脈沖激光后，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，超聲波接收器獲取接收的超聲波后，計(jì)時(shí)器停止，獲取渡越時(shí)間；渡越時(shí)間乘以修正后的聲速獲取被測(cè)距離粗測(cè)值；獲取相位差，則精測(cè)部分為獲取實(shí)測(cè)距離本發(fā)明使得接收器不易受發(fā)射器干擾，測(cè)量盲區(qū)大大減小，提高了超聲測(cè)距的指向性，將測(cè)距精度提高到一個(gè)超聲波長以內(nèi)，該發(fā)明雖然能夠通過超聲波進(jìn)行測(cè)距，但是尚未考慮溫度的影響且測(cè)量精度有待進(jìn)一步提聞。
[0006]又如申請(qǐng)?zhí)枮椤?01210169354.X”的一種壓電式超聲波測(cè)距系統(tǒng)，采用單片機(jī)STC12C5202AD產(chǎn)生超聲波方波信號(hào)；采用六反相器⑶4069作為發(fā)射系統(tǒng)的前置驅(qū)動(dòng)和整理電路；采用集成電路CX20106A作為接收系統(tǒng)的信號(hào)的放大、限幅、帶通濾波、峰值檢波和波形整形電路；采用軟件分別控制超聲波發(fā)射器的開啟時(shí)間和超聲波接收器的開啟時(shí)間；超聲波頻率為40kHz，波長為34000/40000=0.85cm ;超聲波發(fā)生器和接收器的間隔距離在5cm以上，且平行于電路板放置。該發(fā)明測(cè)距系統(tǒng)雖然提高了壓電式超聲波測(cè)距系統(tǒng)的靈敏度和抗干擾能力，并且，體積小，易于集成化。但是尚未考慮溫度的影響且測(cè)量精度有待進(jìn)一步提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)【背景技術(shù)】的不足提供了一種具有溫度補(bǔ)償?shù)牟捎妹}沖計(jì)數(shù)的超聲波汽車防撞系統(tǒng)，其具有低成本，高精度，且能夠有效避免降低了溫度變化對(duì)測(cè)距精度的影響，有力提高了紅外線測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)量精度，進(jìn)而能夠通過精確計(jì)算車距有效地避免了車禍的發(fā)生。
[0008]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
一種采用脈沖計(jì)數(shù)的超聲波汽車防撞系統(tǒng)，包含微控制器模塊以及與其連接的超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、剎車減速單元和電源模塊，所述微控制器模塊包含計(jì)數(shù)單元、數(shù)據(jù)處理單元、參數(shù)對(duì)比單元和控制單元，所述超聲波發(fā)射模塊包含依次連接的振蕩器、恒流發(fā)射發(fā)路、第一指令發(fā)射電路和超聲波發(fā)射探頭，所述超聲波接收模塊包含依次連接的超聲波接收頭、放大電路、整形電路、第二指令發(fā)射電路；
其中，超聲波發(fā)射模塊，用于發(fā)射超聲波同時(shí)通過第一指令發(fā)射電路發(fā)送一個(gè)計(jì)數(shù)啟動(dòng)信號(hào)至計(jì)數(shù)單元；
超聲波接收模塊，用于當(dāng)?shù)谝淮谓邮盏秸系K物反射回的超聲波時(shí)通過第二指令發(fā)射電路發(fā)送一個(gè)計(jì)數(shù)停止信號(hào)至計(jì)數(shù)單元；
計(jì)數(shù)單元，用于計(jì)算在收到超聲波發(fā)射模塊發(fā)送的計(jì)數(shù)啟動(dòng)信號(hào)和超聲波接收模塊發(fā)送的計(jì)數(shù)停止信號(hào)之間的脈沖個(gè)數(shù)，進(jìn)而將脈沖個(gè)數(shù)上傳至數(shù)據(jù)處理單元；
數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)t=nm，s=vt/2計(jì)算出距離障礙物的距離，同時(shí)通過顯示單元實(shí)時(shí)顯示；其中，V為當(dāng)前環(huán)境下聲速，t為發(fā)射超聲波與接收到反射波的時(shí)間差，η為脈沖數(shù)，m為脈沖的周期；
參數(shù)對(duì)比單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算出的距離障礙物的距離與設(shè)定值進(jìn)行分析對(duì)比，若距離障礙物的距離小于安全距離時(shí)，則發(fā)送信號(hào)至控制單元；
控制單元，用于根據(jù)參數(shù)對(duì)比單元發(fā)送的信號(hào)控制報(bào)警單元發(fā)出警報(bào)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)剎車減速單元。
[0009]作為本發(fā)明一種采用脈沖計(jì)數(shù)的超聲波汽車防撞系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述微控制器t旲塊為AVR系列單片機(jī)。
[0010]作為本發(fā)明一種采用脈沖計(jì)數(shù)的超聲波汽車防撞系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述顯示模塊為IXD顯示屏。
[0011]作為本發(fā)明一種采用脈沖計(jì)數(shù)的超聲波汽車防撞系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述電源模塊為可充電蓄電池。
[0012]作為本發(fā)明一種采用脈沖計(jì)數(shù)的超聲波汽車防撞系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述報(bào)警單元為聲光報(bào)警單元。
[0013]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、具有低成本，測(cè)量精度高；
2、本發(fā)明采用“計(jì)數(shù)”方式，通過計(jì)算在收到超聲波發(fā)送模塊和超聲波接收模塊發(fā)送的計(jì)數(shù)啟動(dòng)信號(hào)和計(jì)數(shù)停止信號(hào)之間的脈沖個(gè)數(shù)，使測(cè)量準(zhǔn)確度有了很大提高；
3、本發(fā)明能夠通過精確計(jì)算車距及時(shí)提醒駕車者，有效地避免了車禍的發(fā)生。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
如圖1所示，一種采用脈沖計(jì)數(shù)的超聲波汽車防撞系統(tǒng)，包含微控制器模塊以及與其連接的超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、剎車減速單元和電源模塊，所述微控制器模塊包含計(jì)數(shù)單元、數(shù)據(jù)處理單元、參數(shù)對(duì)比單元和控制單元，所述超聲波發(fā)射模塊包含依次連接的振蕩器、恒流發(fā)射發(fā)路、第一指令發(fā)射電路和超聲波發(fā)射探頭，所述超聲波接收模塊包含依次連接的超聲波接收頭、放大電路、整形電路、第二指令發(fā)射電路；
其中，超聲波發(fā)射模塊，用于發(fā)射超聲波同時(shí)通過第一指令發(fā)射電路發(fā)送一個(gè)計(jì)數(shù)啟動(dòng)信號(hào)至計(jì)數(shù)單元；
超聲波接收模塊，用于當(dāng)?shù)谝淮谓邮盏秸系K物反射回的超聲波時(shí)通過第二指令發(fā)射電路發(fā)送一個(gè)計(jì)數(shù)停止信號(hào)至計(jì)數(shù)單元；
計(jì)數(shù)單元，用于計(jì)算在收到超聲波發(fā)射模塊發(fā)送的計(jì)數(shù)啟動(dòng)信號(hào)和超聲波接收模塊發(fā)送的計(jì)數(shù)停止信號(hào)之間的脈沖個(gè)數(shù)，進(jìn)而將脈沖個(gè)數(shù)上傳至數(shù)據(jù)處理單元；
數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)t=nm，s=vt/2計(jì)算出距離障礙物的距離，同時(shí)通過顯