基于超声波技术汽车防撞报警控制系统设计
毕业设计（论文）中文毕业设计（论文）中文随着中国人均汽车保有量的增加，汽车碰撞事故频发。近年来，超声波技术在汽车防撞方面的应用日益普及，车载防撞报警系统的前景广阔。本系统设计的基于超声波技术的汽车防撞报警系统具有微型化、低成本及实时性优越等特点，适用于高速公路行车防撞报警以及在停车场、车库等拥挤场所的倒车防撞报警。本系统根据超声波测距原理，由STC89C52产生10μs的高电平脉冲驱动超声波模块发射超声波，待接收电路接收到信号时计算回波时间，从而计算出汽车与障碍物之间的距离。本系统的测量距离为2cm—5m，可在此范围内设置报警距离。系统采用LCD1602显示距离，WTD588D实现语音播报，当测量距离小于设置的报警距离时蜂鸣器报警，当系统与障碍物距离大于5m时语音播报“已超出量程”。关键词 汽车防撞报警系统，STC89C52，超声波，测距，LCD
目 录
1 引言 1
1.1 选题背景与意义 1
1.2 汽车防撞报警系统发展现状 1
1.3 课题主要研究内容 3
2 总体设计方案论述 3
2.1 设计原则 3
2.2 系统方案 4
3 硬件电路设计 5
3.1 单片机控制系统设计 5
3.2 超声波发射电路和接收电路设计 9
3.3 LCD1602液晶显示电路设计 16
3.4 WT588D语音播报电路设计 17
3.5 蜂鸣器报警电路设计 18
4 软件电路设计 18
4.1 主程序的设计 19
4.2 超声波发射子程序 20
4.3 超声波接收中断子程序 20
4.4 LCD液晶显示子程序 23
4.4 报警模块子程序 23
5 设计调试 23
5.1 硬件调试 23
5.2 软件调试 24
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
附录1：原理图 29
附录2：HCSR04超声波模块原理图 30
附录3：程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
序代码 31
1 引言
选题背景与意义
改革开放以来，汽车开始逐步走进了我国人民的生产生活当中，我国居民对汽车的使用量年年都在增加，依赖性也愈来愈强，这就带来了严重的车辆安全事故。在这些事故中，很多是因为汽车驾驶员反应能力不够或是因为驾驶员对于自身所驾驶的汽车的位置与障碍物体之间的距离不能清楚判断而造成的。在许多发达国家，汽车防撞报警系统发展迅速，技术也日渐成熟，各式各样的防撞报警器层出不穷，并广泛应用在公路、街道、停车场、小区车库等地点[1]。
为了最大程度上减少汽车碰撞所带来的危害，防撞报警控制系统给汽车防撞提供了方法。传统的汽车安全装置被安装在车辆上，这些装置无法控制碰撞的发生，只能被动得保护车载人员，譬如在汽车前部安装保险杠、在汽车内安装安全气囊、安装安全带等被动的安全系统来减轻碰撞事故带来的恶果[2]。然而，这些被动的安全系统是远远不够的，因此，寻找出一种更加主动的安全系统是研究者们目前所致力想要达到的。本设计所研究的基于超声波测距的汽车防撞报警系统能给驾驶员提供人性化的报警播报和较为安全的驾驶环境，一般情况下，驾驶员将不再仅仅依靠被动的安全装置来减轻车祸带来的影响，他们完全可以依赖超声波防撞报警装置放心驾驶车辆，倒车停车也更加安全快捷，该报警装置既方便了驾驶员操控车辆又提高了道路交通安全。
1.2 汽车防撞报警系统发展现状
汽车防撞报警系统主要解决的问题是如何测量车辆与障碍物之间的实时距离并即时有效地反馈给驾驶员，当到达设定报警距离发生报警。最近几年来，随着研究者们将传感器技术、嵌入式技术、智能技术、通信技术等在汽车防撞系统上的结合与应用，汽车防撞报警系统逐渐向智能化、集成化和系统化发展，展现出了自身蓬勃的生命力与发展前景[3]。基于雷达技术、超声波技术以及机器识别技术等各类防撞报警控制系统逐步走向市场并应用在各大汽车公司生产的产品之中。这些系统在测量精度、检测信息量、数据处理量、实时性与时效性、受外界环境影响程度等方面各有所长。下面来看看汽车防撞报警系统的测距技术的具体发展现状。
1.2.1 雷达测距技术
新世纪以来，雷达技术发展迅速并且日趋成熟。雷达发出电磁波，电磁波在电磁场中遇到障碍物后反射，与此同时机器检测车辆与障碍物之间的距离并计算出相对速度。车辆行驶过程中，全固态器件的信号源发射信号，合金喇叭天线接收信号，在此过程中，发射波与反射波经过混频放大并在检波器上形成差拍信号，最终用差拍信号间的差值来表示发射雷达与障碍物之间的距离，最后通过微处理器处理的脉冲信号可计算出具体距离。
针对汽车防撞报警系统在视觉技术方面所遭遇的难题，雷达测距技术就报警系统中深度信息方面的解决提供了重要手段。雷达性能稳定,适应坏境的能力强,一般很少受到雨水、阳光、霜露、粉尘等影响。但是其缺点也很明显，由于发射的电磁波受到周围车辆、隔离带等路旁金属产生的电磁波信号的影响，雷达测距技术还有待进一步的完善与优化。
1.2.2 激光测距技术?
如今激光技术蓬勃发展，激光从1960年诞生到今天，经过技术的演化，目前已运用到工业生产、航空航天、国防安全、军事演习和防偷防盗等不同领域。
因为激光具有亮度强、相干性高、方向性优和光谱频率单一等优点，所以其对于测量中远距离、寻找目标具体方位、提高收发系统的信噪比、增强抗光电干扰能力、确保测距准确性等方面都非常有效，也正是由于上述激光自身所具备的优越性，激光测距技术日益受到人们的关注与研究[4]。
激光测距的基本原理是通过测量激光往返两目标物体之间所需要的时间来得到目标物体之间的距离。即L=1/2×c×t。在这之中，L是两个所测目标物体相距的具体长度，c是激光于当前温度时在空气中的传播速度，t为激光往返两目标物体之间所需要的时间。根据激光所测往返时间方法的不同，激光测距技术可分为相位形和脉冲形两种。
1.2.3 红外线测距技术??
红外辐射技术作为新兴科学技术，进入21世纪以来发展迅速，目前已经被广泛运用于工业生产、军事研究、医学等各个领域。由于红外线传播不发生扩散现象以及它本身具有很低的折射概率，红外线测距技术自然成为了长距离测距的首选。除此之外，它的分辨率高、测量仪器轻巧、抗干扰能力强大，因而运用范围广阔、市场需求量大，消费者评价高。目前市场上红外线测距仪的发展趋势正朝着测量范围更广、测量准确性更高、测量探头多方位化、探测装置小型化以及低能耗方向发展。
目 录
1 引言 1
1.1 选题背景与意义 1
1.2 汽车防撞报警系统发展现状 1
1.3 课题主要研究内容 3
2 总体设计方案论述 3
2.1 设计原则 3
2.2 系统方案 4
3 硬件电路设计 5
3.1 单片机控制系统设计 5
3.2 超声波发射电路和接收电路设计 9
3.3 LCD1602液晶显示电路设计 16
3.4 WT588D语音播报电路设计 17
3.5 蜂鸣器报警电路设计 18
4 软件电路设计 18
4.1 主程序的设计 19
4.2 超声波发射子程序 20
4.3 超声波接收中断子程序 20
4.4 LCD液晶显示子程序 23
4.4 报警模块子程序 23
5 设计调试 23
5.1 硬件调试 23
5.2 软件调试 24
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
附录1：原理图 29
附录2：HCSR04超声波模块原理图 30
附录3：程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
序代码 31
1 引言
选题背景与意义
改革开放以来，汽车开始逐步走进了我国人民的生产生活当中，我国居民对汽车的使用量年年都在增加，依赖性也愈来愈强，这就带来了严重的车辆安全事故。在这些事故中，很多是因为汽车驾驶员反应能力不够或是因为驾驶员对于自身所驾驶的汽车的位置与障碍物体之间的距离不能清楚判断而造成的。在许多发达国家，汽车防撞报警系统发展迅速，技术也日渐成熟，各式各样的防撞报警器层出不穷，并广泛应用在公路、街道、停车场、小区车库等地点[1]。
为了最大程度上减少汽车碰撞所带来的危害，防撞报警控制系统给汽车防撞提供了方法。传统的汽车安全装置被安装在车辆上，这些装置无法控制碰撞的发生，只能被动得保护车载人员，譬如在汽车前部安装保险杠、在汽车内安装安全气囊、安装安全带等被动的安全系统来减轻碰撞事故带来的恶果[2]。然而，这些被动的安全系统是远远不够的，因此，寻找出一种更加主动的安全系统是研究者们目前所致力想要达到的。本设计所研究的基于超声波测距的汽车防撞报警系统能给驾驶员提供人性化的报警播报和较为安全的驾驶环境，一般情况下，驾驶员将不再仅仅依靠被动的安全装置来减轻车祸带来的影响，他们完全可以依赖超声波防撞报警装置放心驾驶车辆，倒车停车也更加安全快捷，该报警装置既方便了驾驶员操控车辆又提高了道路交通安全。
1.2 汽车防撞报警系统发展现状
汽车防撞报警系统主要解决的问题是如何测量车辆与障碍物之间的实时距离并即时有效地反馈给驾驶员，当到达设定报警距离发生报警。最近几年来，随着研究者们将传感器技术、嵌入式技术、智能技术、通信技术等在汽车防撞系统上的结合与应用，汽车防撞报警系统逐渐向智能化、集成化和系统化发展，展现出了自身蓬勃的生命力与发展前景[3]。基于雷达技术、超声波技术以及机器识别技术等各类防撞报警控制系统逐步走向市场并应用在各大汽车公司生产的产品之中。这些系统在测量精度、检测信息量、数据处理量、实时性与时效性、受外界环境影响程度等方面各有所长。下面来看看汽车防撞报警系统的测距技术的具体发展现状。
1.2.1 雷达测距技术
新世纪以来，雷达技术发展迅速并且日趋成熟。雷达发出电磁波，电磁波在电磁场中遇到障碍物后反射，与此同时机器检测车辆与障碍物之间的距离并计算出相对速度。车辆行驶过程中，全固态器件的信号源发射信号，合金喇叭天线接收信号，在此过程中，发射波与反射波经过混频放大并在检波器上形成差拍信号，最终用差拍信号间的差值来表示发射雷达与障碍物之间的距离，最后通过微处理器处理的脉冲信号可计算出具体距离。
针对汽车防撞报警系统在视觉技术方面所遭遇的难题，雷达测距技术就报警系统中深度信息方面的解决提供了重要手段。雷达性能稳定,适应坏境的能力强,一般很少受到雨水、阳光、霜露、粉尘等影响。但是其缺点也很明显，由于发射的电磁波受到周围车辆、隔离带等路旁金属产生的电磁波信号的影响，雷达测距技术还有待进一步的完善与优化。
1.2.2 激光测距技术?
如今激光技术蓬勃发展，激光从1960年诞生到今天，经过技术的演化，目前已运用到工业生产、航空航天、国防安全、军事演习和防偷防盗等不同领域。
因为激光具有亮度强、相干性高、方向性优和光谱频率单一等优点，所以其对于测量中远距离、寻找目标具体方位、提高收发系统的信噪比、增强抗光电干扰能力、确保测距准确性等方面都非常有效，也正是由于上述激光自身所具备的优越性，激光测距技术日益受到人们的关注与研究[4]。
激光测距的基本原理是通过测量激光往返两目标物体之间所需要的时间来得到目标物体之间的距离。即L=1/2×c×t。在这之中，L是两个所测目标物体相距的具体长度，c是激光于当前温度时在空气中的传播速度，t为激光往返两目标物体之间所需要的时间。根据激光所测往返时间方法的不同，激光测距技术可分为相位形和脉冲形两种。
1.2.3 红外线测距技术??
红外辐射技术作为新兴科学技术，进入21世纪以来发展迅速，目前已经被广泛运用于工业生产、军事研究、医学等各个领域。由于红外线传播不发生扩散现象以及它本身具有很低的折射概率，红外线测距技术自然成为了长距离测距的首选。除此之外，它的分辨率高、测量仪器轻巧、抗干扰能力强大，因而运用范围广阔、市场需求量大，消费者评价高。目前市场上红外线测距仪的发展趋势正朝着测量范围更广、测量准确性更高、测量探头多方位化、探测装置小型化以及低能耗方向发展。
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