一種基于實(shí)時(shí)嵌入式的超聲波車輛路徑監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于實(shí)時(shí)嵌入式的超聲波車輛路徑監(jiān)測(cè)裝置，屬于實(shí)時(shí)嵌入式監(jiān)測(cè)控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，交通安全問題頻發(fā)，因此車輛駕駛軌跡跟蹤及監(jiān)測(cè)技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。在實(shí)際車輛駕駛過程中，引起交通安全問題的因素很多，既有主觀方面的原因，也有客觀方面的原因。而往往引起交通安全事故的根源無(wú)非駕駛員本身或者車輛問題，例如在駕校進(jìn)行駕駛培訓(xùn)場(chǎng)所、車輛性能測(cè)試場(chǎng)所等地，通過安裝電子輔助裝置進(jìn)行模擬監(jiān)測(cè)，有效的監(jiān)測(cè)駕駛員在駕駛車輛的軌跡路線以及車輛行駛路徑，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，就會(huì)起到較好的作用和影響。常規(guī)的監(jiān)測(cè)技術(shù)有紅外監(jiān)測(cè)，但是設(shè)計(jì)系統(tǒng)較為復(fù)雜，準(zhǔn)確性不高，而GPS定位技術(shù)代價(jià)較大，因此本發(fā)明通過設(shè)計(jì)出一種基于實(shí)時(shí)嵌入式超聲波車輛路徑監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全隱患及時(shí)發(fā)現(xiàn)，盡早處理，有效的規(guī)避交通風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:本發(fā)明提供一種基于實(shí)時(shí)嵌入式的超聲波車輛路徑監(jiān)測(cè)裝置，以用于解決紅外技術(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不及時(shí)準(zhǔn)確，系統(tǒng)較為復(fù)雜，GPS定位技術(shù)應(yīng)用代價(jià)較大等問題。
[0004]本發(fā)明技術(shù)方案是:一種基于實(shí)時(shí)嵌入式的超聲波車輛路徑監(jiān)測(cè)裝置，包括單片機(jī)I1、電壓放大電路2、超聲波發(fā)射器3、超聲波接收器4、信號(hào)放大電路5、比較器6、觸發(fā)器
7、測(cè)溫電路8、單片機(jī)119、上位機(jī)10 ;所述單片機(jī)11與電壓放大電路2相連，電壓放大電路2與超聲波發(fā)射器3相連，超聲波發(fā)生器3與超聲波接收器4相連，超聲波接收器4與信號(hào)放大電路5相連，信號(hào)放大電路5與比較器6相連，比較器6與觸發(fā)器7相連，觸發(fā)器7與單片機(jī)119相連，測(cè)溫電路8與單片機(jī)119相連，單片機(jī)119與上位機(jī)10相連。
[0005]所述電壓放大電路2包括定值為100K的電阻R1、定值為20K的電阻R2、定值為25K的電阻R3、定值為50K的電阻R4、型號(hào)為2N2222的三極管Q1、定值為10 y F的電容C1、C2、C3、C4 ;所述電阻R1 —端與+5V電源相連，另一端與電阻R2、電容C1相連；所述電阻R2一端分別與電阻R1、電容C1、三極管Q1的基極相連，另一端與單片機(jī)II的P1.0 口相連；所述電阻R3 —端分別與+5V電源、電阻R1、電容C2相連，另一端分別與三極管Q1的集電極、電容C4相連；所述電阻R4 —端與三極管Q1的發(fā)射極相連，另一端接地；所述電容C3 —端與電容C2相連，另一端接地；所述電容C4 一端分別與電阻R3、三極管Q1的集電極相連，另一端與超聲波發(fā)射器3的A1端口相連。
[0006]所述超聲波發(fā)射器3包括芯片六反相器U1-7404、定值為10 y F的電容C5、超聲波發(fā)射頭；所述六反相器U1-7404的A1、A2、A3端口與電壓放大電路2的Sout 口相連，Y1端口與A4、A5相連；所述電容C5 —端與六反相器U1-7404的Y4、Y5端口相連，另一端與超聲波發(fā)射頭相連；所述六反相器U1-7404的Y2、Y3端口與超聲波發(fā)射頭相連；所述六反相器U1-7404的VCC端口接+5.5V電源；所述六反相器U1-7404的GND端口接地。
[0007]所述超聲波接收器4包括定值為10K電阻R5、電阻R7、電阻R8、定值為20K電阻R6、定值為10 y F的電容C6、C7和C9、定值為100nF的電容C8、芯片U2-51、超聲波接收頭；所述電容C6 —端與芯片U2-51端口 1相連，另一端接地；所述電容C7 —端與電阻R5相連，另一端接地；所述電阻R5 —端與電容C7相連，另一端與芯片U2-51的端口 2相連；所述電容C8 —端接地，另一端與芯片U2-51的端口 3相連；所述電阻R6 —端與芯片U2-51的端口
5相連，另一端與電阻R7、芯片U2-51的端口 8相連；所述電容C9 一端與芯片U2-51的端口
6相連，另一端接地；所述電阻R7 —端與電阻R6相連，另一端與電阻R8、芯片U2-51的端口7相連；所述超聲波接收頭一端與芯片U2-51的端口 1相連，另一端接地。
[0008]所述信號(hào)放大電路5包括定值為10K的電阻R9、R10、Rll、R13和R15、定值為5K的電阻R12和R14、放大器Nl、N2 ;所述電阻R9 —端與電阻R10、放大器N1的輸出端相連，另一端與電阻R11、電壓輸入端Ui相連；所述電阻R10 —端與電阻R9、放大器N1的輸出端相連，另一端與電阻R13、放大器反相輸入端相連；所述電阻R11—端與電阻R9、電壓輸入端Ui相連，另一端與電阻R15、放大器N2的反相輸入端相連；所述電阻R12—端與放大器N2的同相輸入端相連，一端接地；所述電阻R13 —端與電阻R10、放大器N1的反相輸入端相連，另一端與電阻R15、電壓輸出端Uo相連；所述電阻R14 —端與放大器N1的同相輸入端相連，另一端接地；所述電阻R15—端與電阻R11、放大器N2的反相輸入端相連，另一端與電阻R13、電壓輸出端Uo相連。
[0009]所述測(cè)溫電路8包括單片機(jī)119、定值為10K的電阻R16、DS18B20溫度傳感器；所述單片機(jī)119采用51單片機(jī)，所述DS18B20溫度傳感器的GND和Vdd端口接地，DQ端口與電阻R16、51單片機(jī)的I/O端口相連；所述電阻R16 —端與51單片機(jī)的I/O端口、DS18B20溫度傳感器的DQ端口相連，另一端接+5.5V電源。
[0010]本發(fā)明的工作原理是:
首先是超聲波發(fā)射端通過單片機(jī)II進(jìn)行信號(hào)的調(diào)制，脈沖寬度為200微妙，而脈沖間隔根據(jù)汽車行駛速度定為0.1秒。根據(jù)常規(guī)調(diào)制理論可知，調(diào)制信號(hào)的峰值越高，超聲波的作用距離越遠(yuǎn)，因此通過電壓放大電路2對(duì)單片機(jī)II信號(hào)進(jìn)行放大，之后再加載到超聲波傳感器上，接著由超聲波發(fā)射器3進(jìn)行超聲波信號(hào)的發(fā)射。接著超聲波接收器4對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行接收，通過信號(hào)放大電路5放大約100dB后送入比較器6此處的比較器技術(shù)屬常規(guī)技術(shù)，將正弦波信號(hào)整形為方形波信號(hào)，而后通過觸發(fā)器7此處的觸發(fā)器技術(shù)屬常規(guī)技術(shù)觸發(fā)中斷(觸發(fā)器7通過單片機(jī)門接口 INTO與單片機(jī)118相連)，單片機(jī)119讀取信號(hào)數(shù)據(jù)，由于聲波速度和溫度有關(guān)，所以本設(shè)計(jì)加入測(cè)溫電路8，通過DS18B20進(jìn)行實(shí)地溫度的監(jiān)測(cè)，然后同樣傳輸給單片機(jī)119，經(jīng)過信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)化處理之后，單片機(jī)119通過整合獲取的信號(hào)數(shù)據(jù)，最后發(fā)送給計(jì)算機(jī)，利用上位機(jī)進(jìn)行車輛軌跡的繪制，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛路徑信息的實(shí)時(shí)顯不。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明解決了紅外技術(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不及時(shí)準(zhǔn)確，系統(tǒng)較為復(fù)雜，GPS定位技術(shù)應(yīng)用代價(jià)較大等問題。并且該裝置不需要人為干預(yù)，數(shù)據(jù)直接由單片機(jī)獲取并傳輸至計(jì)算機(jī)，保證了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的不失真。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、安全可靠、成本低廉、節(jié)約環(huán)保；而且該發(fā)明具有很好的經(jīng)濟(jì)普適性。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的功能模塊連接框圖；
圖2為本發(fā)明的實(shí)體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明中電壓放大電路圖；
圖4為本發(fā)明中超聲波發(fā)射器電路圖；
圖5為本發(fā)明中超聲波接收器電路圖；
圖6為本發(fā)明中信號(hào)放大電路圖；
圖7為本發(fā)明中測(cè)溫電路圖。
[0013]圖1-7中各標(biāo)號(hào):1-單片機(jī)1，2_電壓放大電路，3-超聲波發(fā)射器，4-超聲波接收器，5-信號(hào)放大電路，6-比較器，7-觸發(fā)器，8-測(cè)溫電路，9-單片機(jī)II，10-上位機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]實(shí)施例1:如圖1-7所示，一種基于實(shí)時(shí)嵌入式的超聲波車輛路徑監(jiān)測(cè)裝置，包括單片機(jī)I1、電壓放大電路2、超聲波發(fā)射器3、超聲波接收器4、信號(hào)放大電路5、比較器6、觸發(fā)器7、測(cè)溫電路8、單片機(jī)119、上位機(jī)10 ;所述單片機(jī)II與電壓放大電路2相連，電壓放大電路2與超聲波發(fā)射器3相連，超聲波發(fā)生器3與超聲波接收器4相連，超聲波接收器4與信號(hào)放大電路5相連，信號(hào)放大電路5與比較器6相連，比較器6與觸發(fā)器7相連，觸發(fā)器7與單片機(jī)119相連，測(cè)溫電路8與單片機(jī)119相連，單片機(jī)119與上位機(jī)10相連。
[0016]實(shí)施例2:如圖1-7所示，一種基于實(shí)時(shí)嵌入式的超聲波車輛路徑監(jiān)測(cè)裝置，包括單片機(jī)I1、電壓放大電路2、超聲波發(fā)射器3、超聲波接收器4、信號(hào)放大電路5、比較器6、觸發(fā)器7、測(cè)溫電路8、單片機(jī)119、上位機(jī)10 ;所述單片機(jī)II與電壓放大電路2相連，電壓放大電路2與超聲波發(fā)射器3相連，超聲波發(fā)生器3與超聲波接收器4相連，超聲波接收器4與信號(hào)放大電路5相連，信號(hào)放大電路5與比較器6相連，比較器6與觸發(fā)器7相連，觸發(fā)器7與單片機(jī)119相連，測(cè)溫電路8與單片機(jī)119相連，單片機(jī)119與上位機(jī)10相連。
[0017]所述電壓放大電路2包括定值為100K的電阻R1、定值為20K的電阻R2、定值為25K的電阻R3、定值為50K的電阻R4、型號(hào)為2N2222的三極管Q1、定值為10 y F的電容C1、C2、C3、C4 ;所述電阻R1 —端與+5V電源相連，另一端與電阻R2、電容C1相連；所述電阻R2一端分別與電阻R1、電容C1、三極管Q1的基極相連，另一端與單片機(jī)II的P1.0 口相連；所述電阻R3 —端分別與+5V電源、電阻R1、電容C2相連，另一端分別與三極管Q1的集電極、電容C4相連；所述電阻R4 —端與三極管Q1的發(fā)射極相連，另一端接地；所述電容C3 —端與電容C2相連，另一端接地；所述電容