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原文传递汽车防撞预警系统

论文题名：	汽车防撞预警系统
关键词：	汽车防撞;预警系统系统;CAN总线;超声波测距;汽车控制系统
摘要：	随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失。针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行。　　本文研究设计了一种基于CAN总线和超声波测距的汽车防撞预警系统。其核心在于快速、准确地测量出汽车与障碍物之间的距离，并及时发出报警信号，同时通知其它的汽车控制系统(如刹车系统)以达到防止碰撞的目的。基于这一思想本系统主要由超声波发射接收电路和数据传输电路两部分组成。其中超声波发射、接收部分以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用发射超声波与反射回波时间差来测量汽车与障碍之间的距离。温度对超声波波速的影响以及测量盲区的存在是超声波测距时误差和误测的主要根源.本设计采取了温度补偿和加入自动增益可调电路来减小了系统的测量误差。数据传输部分采用CAN总线传输将整个防撞系统设计为汽车智能CAN总线网络的一个节点，能够将测距部分的测量数据实时、准确地传给相应的控制系统。　　论文从原理分析、硬件实现、软件实现、实验分析四个方面进行讨论。论文做了如下工作：　　原理分析：CAN总线传输的体系结构、实现途径，研究了CAN总线传输的核心技术和实现原理等；超声波测距部分分析了超声波的特点和类型、超声波传感器的原理和主要参数、超声波测距原理等，在此基础上进一步讨论了影响超声波测距的因素及提高超声波测距系统测距精度的措施。　　硬件实现：根据原理分析的结果进行方案论证和器件选型，在此基础上设计和实现了CAN总线通信模块和超声波测距模块的硬件电路。　　软件实现：设计中需要考虑软件编程的器件较多，大致可分为如下三个部分，CAN总线数据传输、数字温度传感器DS18B20测温控制、超声波测距控制。　　实验分析：针对超声波测距的特点分别从超声波对不同材质障碍物的敏感度、温度对超声波测距的影响、超声波测距的可重复性、检测测距盲区等方面设计了若干实验，并对实验结果进行了分析，最后对系统的性能给予了科学的评价并提出了改进方案。　　本设计具有性能稳定可靠、测距精度高、成本低廉等诸多优点，具体在以下几个方面得以体现：　　 1.系统CPU采用Atmel公司的AT89S51微处理器。它具有可靠性高、性能稳定、功能强大、成本低等优点，是目前使用最广泛的嵌入式处理器之一，广泛应用于汽车电子、家用电器、仪器仪表等众多领域。其复位端采用施密特触发输入，可以使外部扩展的I/O电路和微处理器得到同步复位，实时性很好。　　 2.本系统直接由AT89S51微处理器通过定时器产生40kHz方波信号去驱动超声波发射器，在发射超声波的同时微处理器同步启动计数器，开始计时并检测回波信号。而传统的超声波测距电路采用两片NE555产生40kHz方波信号。本系统与之相比具有控制精准、实时性好、波形稳定、线路简单等优点。　　 3.超声波在空气中传播，其速度主要受温度影响，因此在超声波测距电路中采取了温度补偿措施。其实现为通过采用具有较高测量精度的Dallas半导体公司的数字温度传感器DS18B20测量环境温度，据此根据超声波速度与温度之间的对应关系实现对测量距离的修正，从而实现了超声波测距电路的温度补偿，进而具有较高的测距精度。　　 4.为了减小测量盲区在信号调理电路中采用数字电位控制计x9313w实现增益的自动调节，它可以根据障碍物的远近自动调节回波信号的幅值，减小信号失真，从而达到减小测量盲区的目的。　　 5. CAN总线接口的实现采用了Philips公司生产的CAN总线控制器SJA1000和CAN总线驱动器PCA82C250，这与通常的采用集成 CAN总线接口单片机的方法相比不需要专门的开发工具，使设计更加灵活。
作者：	贾楠
导师：	王才
授予学位：	硕士
授予学位单位：	太原理工大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文