汽车倒车碰撞自动熄火保护装置所有专业(编辑修改稿)

汽车倒车碰撞自动熄火保护装置所有专业(编辑修改稿)内容摘要：

量降低噪声，另一方面就是尽可能增大发射信号的幅值。 超声波测距主要有三种方法：相位检测法、声波幅值检测法、渡越时间检测法。 因为超声波是一种声波，其声速与温度有关， C=+， t为摄氏温度，所以在不同的温度 下，超声波速度是不一样的，从而会影响测距结果，但由于在某一地区使用，因温度变化不大，可以认为声速是基本恒定不变的。 确定了声速，只要测得超声波信号往返的时间，即可求得距离。 毫米波雷达测距 对于车载雷达 ,一般选用 60GHz 、 120GHz 、 180GHz 波段 ,对应的波长为毫米级故成为毫米波雷达 .特点是：毫米波雷达采用的是波长在 1 厘米以下，频率 30GHZ 以上的高频电磁波，波长短，沿直线传播且穿透能力强，几乎不受气象条件的影响。 不但可以探测目标的距离，还可测出相对速度和方位，但是价格昂贵，并且需要防止 电磁波干扰由于存在其它通讯设施电磁波干扰以及雷达装间的相互影响 ,容易发生误动作 . 毫米波雷达向空间发射一定重复周期高脉冲 ,当遇到目标 ,目标反射回来的反射波将滞后与发射高频脉冲一个时间差和一个频移 (多谱勒频移 )， 根据雷达可以测出这个数据 ,就可以依据 公式 计算出 目标位置。 德州学院 汽车工程系 2020 届 交通运输专业 毕业论文 5 激光测距测距 激光测距是一种雷达装置 ,它 是一种光子雷达系统 ,原理同毫米波雷达测距，它测量精度比较高，主要用窄激光束对某一地区进行扫描，同时测距时间短，应用领域广泛。 主要优点是测距准，探测距离远，并且抗干扰能力强，特别是没有盲区，测 距精度可达厘米甚至毫米级，比微波雷达高近 100 倍，测角精度理论上比微波雷达高一义倍以上。 但是在遇到下雨或大雾等恶劣天气，穿透能力差，导致无法使用，目前激光测距系统主要有两种即成像式激光雷达和非成像是激光雷达，两者的工作原理相似，都是通过激光束传播时间确定距离，只不过成像激光雷达是用激光束对整个视场进行全方位扫描，处理后获的整个空间的信息，可以通过这些信息判断汽车是否有碰撞的危险，进而做出反应。 摄像机测距 通过高精度的摄像系统能够更准确的测距 ， 它的尺寸比较小、质量也很轻、并且噪音很低、功耗小、动 态测距 范围比较大，由于这种测距方法 具有很多的优点，因此在汽车上得到了广泛的运用，具有良好的发展前景和市场。 红外线测距 红外线 是一种肉眼看不见的光，它的 波长比可见光要长 ,并且红外线具有良好的热效应和穿透云雾能力，并且物体都会发出红外线。 红外线测距仪能够发射红外线，红外线遇到物体后发生反射，测距仪能够接收相关物体反射的红外线 , 并且能根据接收的时间差、波长的不同信号的强弱 ,分析出物体之间的距离以及性质。 从以上五种测距技术的介绍可以看出各个测距传感器利和弊 :红外线 测距 技术 对环境适应性差，主要用于 夜间环境。 超声 波 测距 技术 由于具有制作成本低，并且安装简单，对环境适应性好，因此 主要用于短距离探测。 虽然毫米波雷达和激光测距技术的测距精度更高，定位更准确，但是它们的 成本 比超声波测距要高很多而 摄像系统技术价格 更 贵 ，考虑到使用条件和设计要求 ， 以及成本因素 本 ，本设计 采用超声波测距的传感器。 3 雷达传感器 倒车雷达装置有倒车雷达侦测器（也称超声波转换器、声呐传感器，俗称电眼）、控制器、蜂鸣器组成。 总体上讲 ,雷达探头可以分为两大类 :一类是用电气方式产生超声波 ,一类是用机械方式产生超声波，按作用原理不同，超声波传感器可分为压电式、 磁致伸缩式、电磁式等数种，在原理上利用压电陶瓷材料在电能与机械能之间相互转换的功能。 压电效应有逆效应和顺效应，超声波发送器就是利用压电逆效应的原理。 目前为常用的是压电式超声波发生器 .其有两个压电晶片和一个共振板 .当它的两极外加脉冲信号 ,其频率等德州学院 汽车工程系 2020 届 交通运输专业 毕业论文 6 于压电晶片的固有振荡频率时 ,压电晶片将会发生共振 ,并带动共振板振动 ,便产生超声波 .反之 ,如果两电极间未外加电压 ,当共振板接收到超声波时 ,将压迫压电晶片作振动 ,将机械能转换为电信号 ,这时它就成为超声波探头，它通常被安装在车辆后部的保险杠上，数目一个到多个不等，在倒车时它 向汽车后部发射超声波，并接受反射回来的超声波，它有一个无线电收发机和一个处理器组成，处理器将回波信号转换成数字信号传递给控制单元。 压电式传感器意图如图 31 所示： 图 31 压电晶片示意图 图 32 压电晶片示意图 雷达探头传感器由压电陶瓷晶片、锥形谐振板、底座、端子、金属壳及金属网构成 如上图 32所示。 其中，压电陶瓷晶片是传感器的核心，锥形谐振板使发射和接收超声波的能量集中，并使传感器有一定的指向角。 金属壳可防止外界力量对压电陶瓷晶片及锥形谐振板的损害，金属网也是起保护作用的，但不影响发射和接收超声波。 雷达探头传感器按其作用距离可以分为大、中、小三种量程。 其中，小量程探测距离小于 2m，工作频率在60300kHz 之间；中量程探测距离约为 210m，工作频率在 4060kHz 之间；大量程探测距离约为 2050m，工作频率处在 1630kHz 之间。 [3] 屏蔽 减震环 锥形谐振板 双压电晶片振子 支点 外壳 德州学院 汽车工程系 2020 届 交通运输专业 毕业论文 7 4 系统硬件组成部分 汽 车防撞熄火保护系统主要实现汽 车尾部到障碍物之间的距离控制，保证倒车安全。 硬件系统包括单片机控制模块设计、熄火装置的设计。 其中控制系统设计主要对 AT89S51单片机系统进行设计。 熄火装置是对执行机构的设计。 图 41系统硬件原理图 上图为系统硬件原理图，系统由超声波发射，回波信号接收，记时测量，数据处理，显示和报警等构成。 整个系统由微处理器控制，根据回波测距的原理设计。 由超声波 的发射电路发射超声波，超声波在空气中传播至障碍物后发生反射，反射的回波经空气传播给超声波接收换能器接收并转 换成电信号，再经放大、滤波、整形和比较后，输入到微处理器的外部中断口 INT0 处产生中断，计数器停止计数，测出从超声波发射脉冲串时刻到接收回波信号时刻差，将时刻差与声速相乘，得出距离，并显示。 一旦检测到距离很近时，则输出相应信号，然后进行放大，并经比较器输出中断信号，由单片机控制 切断供油电路。 (1) 控制器是由 AT89S51 单片机组成的是整个系统的核心部分，主要任务有 :控制一个由555 定时器构成的自激多谐振荡器，启动振荡电路工作，振荡电路振荡出与超声波发射器的固有频率相同频率，使换能器能最大效率工作。 实现 T0计时，完成测距数据的计算和结果显示， 如果距离达到一定的值时驾驶员没有做出动作，那么雷达的控制部分会通过雷达测距后与障碍物之间距离分析比较，如果等于最小距离时或小于最小距离时，会控制继电器通电，从而使油泵触点断开，使车辆熄火达到保护车辆降低损失的目的。 如果大于最小值时则表示车辆无碰撞的危险可以继续行驶，可以通过单片机简单的编程来实现这一功能， 控制切断供油电路。 (2) 超声波发射电路作用是将振荡电路振荡出 40KHz的脉冲信号，信号幅值是 12V，驱动超声波发射传感器，发射超声波。 (3) 超声波接收电路主要包 括微弱信号放大、电压比较，中断信号输出。 它是用来对接收到的回波进行放大和整形，即将回波信号转换成单片机的中断信号。 (4) 显示电路安装在驾驶室前部，精确显示前方障碍物的距离。