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1、目录第一章 绪论11.1课题概述11.1.1超声波测距防撞仪的研究背景11.1.2超声波测距防撞仪的研究意义11.2汽车倒车测距防撞仪的研究现状11.2.1国内外测距技术的发展现状11.2.2国内外倒车测距仪的发展现状11.3论文内容及论文构成1第二章 超声波测距12.1超声波简介12.2超声波传感器12.3超声波发生器12.4超声波测距的基本原理12.4.1超声波测距概述12.4.2超声波测距原理12.5超声波测距的工作方式12.5.1相位检测法12.5.2声波幅值检测法12.5.3渡越时间检测法1第三章 方案设计与论证13.1系统的总体设计13.1.1系统的总体设计要求13.1.2系统的总
2、体原理框图13.2系统设计方案的论证1第四章 系统硬件电路设计14.1系统硬件电路的设计思想14.2单片机控制电路14.3超声波发射电路14.4超声波接收电路14.5鉴相电路14.6温度补偿电路14.7 LED显示电路14.8声光报警电路14.9电源电路设计1第五章 软件电路设计15.1系统软件设计概述15.2主程序15.3超声波发射子程序15.4超声波接收子程序15.5距离计算子程序15.6显示子程序1第六章 调试16.1硬件调试16.2软件调试1第七章 性能分析1第八章 总结1致谢1参考文献1附录一1附录二1附录三1烟台大学毕业论文（设计）第一章 绪论1.1课题概述 1.1.1超声波测距防
3、撞仪的研究背景 随着现代社会工业化进程的发展，汽车的生产技术在不断进步，价格持续下降，越来越多的家庭拥有自己的汽车，公路交通呈现行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势。同时，随着汽车工业的快速发展，汽车的产量和个人持有量持续增加，但由于公路发展缓慢及公路管理相对落后，导致交通事故与日俱增，城市夜晚尤其突出，已引起社会和交通部门的高度重视。 倒车事故的原因很多，最重要的原因是存在侧镜死角，汽车司机不能完全掌握的信息，由驾驶员视觉距离后有错误，如果天气不好，然后视力模糊，更容易碰撞尤其是非职业司机更容易碰到障碍物，路障，水龙头等，如果人经过，后果更是灾难性的。为了解决停车问题，政府不断改善道
4、路交通管理，公司还推出了自己的商务车高科技产品设计为停车场“汽车倒车测距防撞仪”应运而生。该产品的问世大大减少因意外造成的交通事故，解决了司机的后顾之忧。 1.1.2超声波测距防撞仪的研究意义 随着汽车的不断增加，交通事故的发生率也在不断增长，对于公路交通事故的研究分析表明，80%的交通事故是由于驾驶员的反应不及时造成的，65%的车辆相撞是由于追尾相撞，其余的属于侧面相撞。交通部门的研究表明，如果驾驶员能早1秒意识到事故危险并做出相应的紧急处理，那么大多交通事故就能避免发生。 传统上，在两个方向的汽车安全研究：第一个方向是主动安全技术，即，以防止交通意外，这是汽车安全研究的最终目标，而第二个方
5、向是一种被动安全技术，顾名思义是事故发生后的紧急处理，以保障安全的成员。目前主要的被动安全技术的研究，包括增加安全气囊，防抱死刹车系统，和悬臂保险杠，等等，这些从安全驾驶的成员在一定程度上保护措施，但在经济和安全方面，这些措施正在推动在交通意外发生的对工人的保护，有一定的局限性，而交通事故造成的生命和财产损失，所以主动安全技术仍然是非常必要的，防碰撞超声波测距装置的出现就是主动安全技术的研究成果。超声波测距装置，又称“泊车辅助装置”，俗称“电子眼”之称，是一个微控制器控制的停车辅助装置，微控制器，实时控制和数据处理功能快速，超声波测距技术，传感器技术通过LED显示，声音和更直观的图像显示告知驾
6、驶员周围障碍物，并通过不同的声音，告诉司机车辆和障碍物之间的距离，消除死角，司机对车辆的障碍，视力模糊，对停车车辆的司机造成困扰地方进行提醒，提高停车和启动的安全。1.2汽车倒车测距防撞仪的研究现状1.2.1国内外测距技术的发展现状距离的测量和传输是整个倒车测距防撞仪的核心，准确和高效的距离数据是倒车防撞系统的基础，这有助于提高行车的安全性和可靠性。不同的测量方法会造成测量精度的差异，这将导致测量出现偏差，截止到目前，运用在汽车上的测距方法有毫米波雷达长距离测距、超声波短距离测距、激光测距、摄像系统测距、伪码测距等，这几种测量方法的测量精度不同，有各自的特点，但都能实现距离的测量和传输。（1）
7、毫米波雷达远距离测距 是1毫米至10毫米波，分辨率高，抗干扰能力强，多普勒频移大，测测高速，高灵敏度的波长。 CCD检测的毫米波雷达应用的流量，根据风险直观地改变信号音，颜色和位置度，并在显示屏上，高度智能化，交通管理指挥控制室里观察车辆，大大提高了驾驶安全性。到目前为止，对于脉冲多普勒雷达，双频雷达和调频连续波雷达的主要工具。毫米波雷达的应用范围，注意电磁干扰，相邻的雷达或电子设备会产生电磁干扰会减少距离的精度，因此毫米波雷达主要是用于避免碰撞。（2）超声波短距离测距 超声波的波长比一般的声波短，具有较好的方向性，且反射特性好， 超声波测距就是利用反射的原理，在汽车倒车时配合单片机进行测距，
8、驾驶员不用回头就能从显示屏上知道车辆距离障碍物的距离。超声波测距一般用在短距离的测量上，最佳距离为4-5米，不仅能够定点和连续测距，而且能够方便的提供遥测和遥控需要的信号。（3）激光测距 激光测距是以激光器作为光源进行测距，由于激光的单色性好、方向性强，测距具有测量时间短、量程大、精度高等优点，在许多领域都有应用。激光测距仪一般采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法 。根据激光器的工作方式分为连续激光器和脉冲激光器，也可分为一维、二维、三维激光器。到目前为止，在汽车上应用较广的是非成像式激光雷达和成像式激光雷达，成像式激光雷达分为扫描成像激光雷达和非扫描成像激光雷达两种，非成像式雷达根据激光传
9、播的时间确定距离。扫描成像激光雷达将二维光学扫描镜和激光测距结合起来，激光的射出方向由扫描器进行控制，通过对整个视场进行逐点扫描，即可获得视场内整个目标的三维测量值。在非扫描成像激光雷达中，分束器系统将光源发出的经过强度调制的激光分为多束光后，沿不同的方向射出，照射待测区域，因为测点数目的减少，所以系统的三维成像速度得到大大的提高。 （4）摄像系统测距 光电探测器CCD摄像机主要用来模拟人眼，具有重量轻、尺寸小、噪声小、耗电低、光计量准确、动态范围大等优点，其线扫描输出的光电信号有利于后续信号的处理，在汽车等行业领域有广泛的应用。 （5）伪码测距 伪随机码具有“随机性”、“预先确定性”、“自相
10、关性”的特点，测距伪码是有几个较短的伪码子序列组成的复合码，通过测定电波在空中的传播时间，从而得到距离测量值，在测距、通信、导航和雷达等领域应用广泛。 1.2.2国内外倒车测距仪的发展现状 在美国和其他发达国家，在更先进的实验测试的微处理器，先进的雷达，具有先进的算法和汽车制造工业的转型高速信号处理IC芯片应用程序，提高运算速度的超级计算机，工程师可以设计，可以吸收更多的冲击能量体和框架，一个室内空间布局更加合理，同时更合理的武力安全气囊和安全带。这些被动安全技术可以大大降低后的生命和财产损失的交通事故，减少车辆每百万人死亡，但进一步减少交通意外，我们必须加强积极的技术，如汽车倒车测距仪的研究
11、。 通常汽车倒车测距仪主要包括测距感应器、主处理器、显示设备等组成。感应器首先发射超声波，在接到反射回的超声波后，由主处理器根据时间差计算距离，然后把距离传送给显示设备进行显示。 最早出现的是倒车喇叭提醒，“倒车请注意”相信很多人都记得，这就是倒车测距仪的第一代产品，只要驾驶员一挂上倒档就会想起，从某种意义上来说它对驾驶员没有帮助，不是真正意义上的倒车测距仪，属于淘汰类产品。轰鸣器的出现时倒车测距仪的真正开始，当车距离障碍物有1.51.8米时轰鸣器开始工作，发出警告声音，轰鸣声越急，表示距离障碍物越近，没有语音提示，也没有距离显示，驾驶员无法知道距离障碍物具体有多远，所以对驾驶员的帮助不大。随
12、后出现了能显示距离的倒车测距仪，此类产品有两种显示方式：数码显示和波段显示。数码显示，顾名思义就是能显示准确的数字。波段显示有三种颜色来区别:绿色表示安全距离，距障碍物的距离在0.8,米以上；黄色表示警告距离，距障碍物的距离在0.60.8米；红色表示危险距离，距障碍物的距离在0.6米以内，此时要停车。此类产品对于人和物有不同的距离要求，如果是物，在1.8米处开始显示，如果是人，在0.9米处显示，比较实用，但安装在车内不太美观。 液晶荧屏的出现彻底改变了汽车倒车测距仪的现状，是一个质的飞跃，此时开始出现动态显示系统，只要一发动汽车，荧屏上就会出现车辆自身图案以及车辆距离周围障碍物的距离。动态显示，外观小巧，色彩清晰漂亮，能直接黏贴在仪表盘上，安装很方便，但它的灵敏度较高，抗干扰能力较差，所以误报较多。 现在市面上卖的最多的是魔幻镜倒车测距仪，它结合了前几种产品的优点，把后视镜、倒车测距、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，并设计了语音提示功能，同时采用最新的仿生超生雷达技术，配以高速电脑的控制，可全天候准确的测知2米以内的障碍物，并以不同的声音提示和直观的数字图像显示提醒驾驶员。因其外形就是一块倒车镜，所以不占用车内空间，直接安装在车内倒视镜的位置，而且颜色款式多样
