汽车倒车防撞报警器设计-实习报告

毕业实习报告

一、选题目的

1、汽车倒车防撞装置采用单片机作为控制电路，结合超声波测距原理，实现倒车防撞功能。本设计需充分运用电路、数电、模电、单片机、传感器等专业知识，是对之前所学的一次综合检验。

2、本设计具有一定的实际运用价值。试想若能在未来的座驾上安装一个DIY 的倒车雷达，这又何尝不是一件值得骄傲的事情呢。

二、选题意义

由于社会的进步，经济的发展和生活水平的不断提高，汽车数量逐年增长，随之而来的却是交通事故的频繁发生，给人们的生命和财产安全带来了巨大的损失，安全驾驶成为大家关注的焦点。

在启动、掉头或倒车等情况下，由于低速行驶的车辆与其它车辆或障碍物非常接近，驾驶员的视野颇受限制，碰撞和拖挂的事故时有发生, 在夜间时则更显突出。而汽车倒车防撞装置可以解除驾驶员泊车、倒车和起动车辆时视野死角所引起的困扰，提高驾驶的安全性，特别对于新手驾驶员来说，是相当必要的辅助工具。

汽车倒车防撞装置即是平常所说的倒车雷达，是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置。在汽车倒车时，汽车倒车防撞装置采用超声波测距原理探测汽车尾部离障碍物的距离，并通过数码管实时动态显示距离。当汽车尾部离障碍物的距离达到设定的安全警告值时，防撞装置通过蜂鸣器发出“嘀嘀”声；随着汽车尾部越来越靠近障碍物，“嘀嘀”声的频率增加，当汽车与障碍物间距小于危险值时，“嘀嘀”声将转变成连续音，以此警示驾驶员，从而使驾驶员倒车时做到心中有数，实现辅助驾驶员安全倒车的目的。

三、前期收获

此前的一段时间内，通过查阅资料，我对汽车倒车防撞装置及相关知识有了一定的了解，并确定了初步的设计方案。现在正在进行硬件的调整及软件设计。

3.1 设计方案讨论

通过查阅资料，我了解到汽车倒车防撞可以通过不同的方案来实现。以下是各个方案的比较。

3.1.1 测距传感器的选择

激光测距传感器：激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。激光传感器必须极其精确地测定传输时间，因为光速太快。激光测距传感器的优点是精确，缺点是需要注意人体安全，且制做的难度较大，成本较高，而且光学系统需要保持干净，否则将影响测量。

红外线测距传感器：利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测。红外测距的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差。

超声波传感器：利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波测距的优点是比较耐脏污，即使传感器上有尘土，只要没有堵死就可以测量。

从安全性、成本、方向性、耐污性等各方面综合考虑，超声波传感器更符合汽车倒车防撞装置的要求。

3.1.2 控制方案的选择

数字电路与模拟电路的综合控制：结合数字电路与模拟电路，将传感器的信号放大后进行电压比较，通过比较得出的结果控制数字显示电路和报警电路。该方案过于复杂而难于实施。

采用单片机作为控制电路：采用单片机作为系统的主控电路，可以轻松实现信号的处理以及对传感器电路、显示电路、报警电路等的控制，且电路简洁，调试方便。因此本设计中采用单片机作为控制电路。

3.2 系统构成

汽车倒车防撞装置由超声波传感器及其超声波发射与超声波接收电路、单片机控制电

路、LED 数码管显示电路和蜂鸣器声音报警电路等组成。系统框图如图3.2所示。

3.3 软件设计

系统软件部分包括主程序、中断子程序和其他子程序。主程序流程图如图4所示。

主程序首先对系统环境初始化。然后调用超声波发生子程序送出一个超声波脉冲，为避免超声波从发射器直接传送到接收器引起的直接波触发，需延迟 1ms 后，才打开外中断0接收返回的超声波信号。当主程序检测到接收成功的标志位后，将计数器 T0 中的数，通过计算即可测得被测物体与测距仪之间的距离。

四、后期规划

本设计现处于软件设计阶段，之后的任务规划如下：

1、完成程序的编写，并初步确定元器件；

2、购买元器件，进行实际电路的焊接；

3、调试，使装置能够实现测距及报警功能；

4、测试并记录实验数据，进行误差分析；

5、检查不足之处并改进。在此列出几点可预见的不足，以作备忘：

1）抗干扰问题

由于汽车在工作时的高压点火，对外有很强的电磁辐射，电磁环境恶劣，故需在硬件及软件方面就抗干扰问题进行改进。

2）温度对声速及测量精度的影响

在空气中，气体的温度会对声速有较大的影响。因此获得准确的气温并对声速进行校正，可以有效的提高超声波测距时的测量精度。工程上常用的由气温估算声速的公式如下：

v 实际=v 0+

T s ，其中v 0=331. 45s ，T 为当前摄氏温度。273. 15