倒车雷达智能预警系统研究与设计(附件)
本课题针对一些因人工盲目倒车可能引发交通事故，会给人的生命财产造成伤害的问题，在汽车主动安全方面给予改进，设计了一个基于单片机的倒车雷达智能预警系统。本文从系统的整体设计方案及主要器件选择出发，进行了系统的硬件设计、软件设计和实物制作与调试，其中硬件设计包括测距模块、测温模块、控制模块、显示模块等，软件部分采用模块化设计方法，给出了主要模块的设计流程。经过多种方案比较，最终确定以STC89C52单片机为系统核心，利用高精度指向性且可以传播很远的超声波进行测距，并且以数字温度传感器DS18B20实现温度补偿功能。实物测试表明，所测得的实时数据最终会在1602LCD液晶显示屏上显示出来，当汽车与障碍物之间的距离超出事先设定的最小安全距离时，报警器通过蜂鸣器发出声音警报，以达到让驾车人实现安全精准倒车，降低事故的目的。关键词 超声波测距，单片机，液晶显示，声音报警
目 录
1 绪 论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 倒车雷达发展简史 2
1.3 研究的主要内容 2
2 系统总体方案设计 2
2.1 系统设计要求 2
2.2 总体设计方案 2
2.3 模块方案比较与选择 3
2.4 本章小结 6
3 设计系统硬件部分 6
3.1 设计系统硬件思想 6
3.2 设计控制模块 7
3.3 设计测温模块 9
3.4 设计测距模块 10
3.5 设计显示模块 12
3.6 设计按键电路 14
3.7 设计报警电路 14
3.8 设计复位电路 14
4 系统软件设计 15
4.1 主程序流程图的设计 15
4.2 显示模块设计 16
4.3 报警模块设计 17
4.4 按键模块设计 17
5 系统调试与实物制作 18
5.1 软件调试及烧录 18
5.2 电路仿真调试 20
5.3 硬件调试 22
结 论 26
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 绪 论
1.1 研究背景和意义
经济的不断发展使人们开始注重生活的质量，汽车工业的发展更是使千家万户拥有私家车的机会与日俱增。但在享受代步工具给我们带来的便利同时，我们也不得不认识到这是一把双刃剑，方便之余，由倒车而引发出的一系列问题也成了城市问题的毒瘤。一方面汽车逐年增加的不仅是数量，更多增加的是对这个城市空间的占有度。马路、街道上的众多汽车带来的交通堵塞使汽车转动空间更是显得尤为宝贵；拥挤不堪的停车场、车库引发的是占据有限空间用来暂放更多的车辆。另一方面，由于新拿到驾驶证经验不足却开车上路的人和非职业司机人数的增加，使得要求技术性很高的倒车成了马路纠纷的主力军。空间上的不足、缺乏技术使得众多汽车出现撞人、汽车相撞、碰撞到建筑物等多种事故。前期研发的传统倒车系统功能简单老旧，仍需要汽车驾驶员通过后视镜片面的获取车后方视野，模糊计算汽车与能被看到的障碍物之间的距离来完成倒车动作。所以占据在驾车技术不高或粗心大意的开车人士最为担心的交通问题名单榜首的是安全的完成倒车。倒车途中出现的错误可能会给自己或者他人带来本可避免的财产损失，但是事故造成激烈争吵与纠纷都是小事，最严重的是可能会夺去生命。因此倒车雷达应成为汽车的必需设备，而它的改进更是迫在眉睫。
但从往年数据来看，意识到倒车问题的研究人员更多的是着眼于增强汽车的被动安全性。所谓被动安全，就是只有在汽车遇到了倒车问题时，才被动触发增强防御性，例如在车内安装安全气囊以减轻驾驶人头部可能会受到的撞击程度、在汽车前后部安装保险杠或是车身安装弹性材料以减轻碰撞给汽车本身带来的磨损等等。但是事故数据显示，车祸中不少比例的伤者受伤原因正是本设计用来减轻伤害的安全气囊，而且当车祸严重时，气囊能发挥的作用大可忽略不计。而且即使保险杠发挥作用保护了车体，但又如何同时保障被撞物体的完整与安全呢？所以，虽然被动安全设备在一定程度上提供了汽车安全，但这并不能从本源上解决汽车安全问题。但倘若在提高汽车主动安全性方面做文章，追根究底的从问题本源上预防撞车事故的发生，才可以实际的解决汽车倒车安全性问题。此预警系统会通过声音警报和直观的距离数据显示，帮助司机解决视觉死角问题以及由于模糊倒车引起的安全问题，在很大程度上提供了保障。
1.2 倒车雷达发展简史
最原始的第一代倒车雷达甚至只能算作为倒车提醒。工作方式仅为手动按键播放固定的提示声音：“请注意，倒车”；第二代倒车雷达改变了语音提示方式，以蜂鸣器的提示声音急缓程度作为模糊判断汽车与障碍物之间距离的依据；第三代倒车雷达是以红绿两种颜色的数码波段来清楚提示驾驶者汽车与妨碍倒车物之间的距离；第四代倒车雷达是一款抗干扰能力较弱的液晶荧屏显示形式；第五代是第四代的改良版，在此基础上将缺点弱化并加以完善；第六代出现了专为高档汽车而配备的影音整合系统，不仅功能更加的多样而且更为美观，但是其价格不能为大众所接受。
1.3 研究的主要内容
本篇《倒车雷达智能预警系统研究与设计》主要研究了如何以单片机作为核心建立倒车雷达预警系统从而在根本上解决汽车倒车碰撞事故。此系统用以实现无接触测距的方案是运用HCSR04即超声波测距模块；为了使测距过程不受到外界因素干扰变得更加准确即在关键硬件电路设计、制作出具体实物时应考虑到测距的精度会受到温度等外界因素的影响问题，所以利用到了数字温度传感器DS18B20来实现温度补偿；同时利用1602液晶显示实现距离可视；同时运用蜂鸣器来实现报警的功能。
2 系统总体方案设计
2.1 系统设计要求
设计指标要求：在查阅相关资料、了解汽车倒车雷达原理和超声测距方法的前提上完成系统硬件和软件设计。使测量距离有效距离为3cm～2m ，并具有温度补偿功能。本倒车雷达智能预警系统的设计最大可能做到精确度高、电路简单、成本小能让更多人接受的原则。
2.2 总体设计方案
按照倒车雷达智能预警系统的设计要求，本文决定将总系统先粗略化分为两大部分：硬件部分和软件部分。由于系统功能要求多样不单一，所以对系统采用模块化的方法，先模块化后逐一解决。系统的硬件部分可细分为四个模块：超声波测距、声音及显示部分、温度补偿以及控制部分。硬件设计完成后再利用软件对四个模块进行挨个编程，在不断的调试后最终达到系统设计要求。系统整体的框图示意图如下图2.1。
目 录
1 绪 论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 倒车雷达发展简史 2
1.3 研究的主要内容 2
2 系统总体方案设计 2
2.1 系统设计要求 2
2.2 总体设计方案 2
2.3 模块方案比较与选择 3
2.4 本章小结 6
3 设计系统硬件部分 6
3.1 设计系统硬件思想 6
3.2 设计控制模块 7
3.3 设计测温模块 9
3.4 设计测距模块 10
3.5 设计显示模块 12
3.6 设计按键电路 14
3.7 设计报警电路 14
3.8 设计复位电路 14
4 系统软件设计 15
4.1 主程序流程图的设计 15
4.2 显示模块设计 16
4.3 报警模块设计 17
4.4 按键模块设计 17
5 系统调试与实物制作 18
5.1 软件调试及烧录 18
5.2 电路仿真调试 20
5.3 硬件调试 22
结 论 26
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 绪 论
1.1 研究背景和意义
经济的不断发展使人们开始注重生活的质量，汽车工业的发展更是使千家万户拥有私家车的机会与日俱增。但在享受代步工具给我们带来的便利同时，我们也不得不认识到这是一把双刃剑，方便之余，由倒车而引发出的一系列问题也成了城市问题的毒瘤。一方面汽车逐年增加的不仅是数量，更多增加的是对这个城市空间的占有度。马路、街道上的众多汽车带来的交通堵塞使汽车转动空间更是显得尤为宝贵；拥挤不堪的停车场、车库引发的是占据有限空间用来暂放更多的车辆。另一方面，由于新拿到驾驶证经验不足却开车上路的人和非职业司机人数的增加，使得要求技术性很高的倒车成了马路纠纷的主力军。空间上的不足、缺乏技术使得众多汽车出现撞人、汽车相撞、碰撞到建筑物等多种事故。前期研发的传统倒车系统功能简单老旧，仍需要汽车驾驶员通过后视镜片面的获取车后方视野，模糊计算汽车与能被看到的障碍物之间的距离来完成倒车动作。所以占据在驾车技术不高或粗心大意的开车人士最为担心的交通问题名单榜首的是安全的完成倒车。倒车途中出现的错误可能会给自己或者他人带来本可避免的财产损失，但是事故造成激烈争吵与纠纷都是小事，最严重的是可能会夺去生命。因此倒车雷达应成为汽车的必需设备，而它的改进更是迫在眉睫。
但从往年数据来看，意识到倒车问题的研究人员更多的是着眼于增强汽车的被动安全性。所谓被动安全，就是只有在汽车遇到了倒车问题时，才被动触发增强防御性，例如在车内安装安全气囊以减轻驾驶人头部可能会受到的撞击程度、在汽车前后部安装保险杠或是车身安装弹性材料以减轻碰撞给汽车本身带来的磨损等等。但是事故数据显示，车祸中不少比例的伤者受伤原因正是本设计用来减轻伤害的安全气囊，而且当车祸严重时，气囊能发挥的作用大可忽略不计。而且即使保险杠发挥作用保护了车体，但又如何同时保障被撞物体的完整与安全呢？所以，虽然被动安全设备在一定程度上提供了汽车安全，但这并不能从本源上解决汽车安全问题。但倘若在提高汽车主动安全性方面做文章，追根究底的从问题本源上预防撞车事故的发生，才可以实际的解决汽车倒车安全性问题。此预警系统会通过声音警报和直观的距离数据显示，帮助司机解决视觉死角问题以及由于模糊倒车引起的安全问题，在很大程度上提供了保障。
1.2 倒车雷达发展简史
最原始的第一代倒车雷达甚至只能算作为倒车提醒。工作方式仅为手动按键播放固定的提示声音：“请注意，倒车”；第二代倒车雷达改变了语音提示方式，以蜂鸣器的提示声音急缓程度作为模糊判断汽车与障碍物之间距离的依据；第三代倒车雷达是以红绿两种颜色的数码波段来清楚提示驾驶者汽车与妨碍倒车物之间的距离；第四代倒车雷达是一款抗干扰能力较弱的液晶荧屏显示形式；第五代是第四代的改良版，在此基础上将缺点弱化并加以完善；第六代出现了专为高档汽车而配备的影音整合系统，不仅功能更加的多样而且更为美观，但是其价格不能为大众所接受。
1.3 研究的主要内容
本篇《倒车雷达智能预警系统研究与设计》主要研究了如何以单片机作为核心建立倒车雷达预警系统从而在根本上解决汽车倒车碰撞事故。此系统用以实现无接触测距的方案是运用HCSR04即超声波测距模块；为了使测距过程不受到外界因素干扰变得更加准确即在关键硬件电路设计、制作出具体实物时应考虑到测距的精度会受到温度等外界因素的影响问题，所以利用到了数字温度传感器DS18B20来实现温度补偿；同时利用1602液晶显示实现距离可视；同时运用蜂鸣器来实现报警的功能。
2 系统总体方案设计
2.1 系统设计要求
设计指标要求：在查阅相关资料、了解汽车倒车雷达原理和超声测距方法的前提上完成系统硬件和软件设计。使测量距离有效距离为3cm～2m ，并具有温度补偿功能。本倒车雷达智能预警系统的设计最大可能做到精确度高、电路简单、成本小能让更多人接受的原则。
2.2 总体设计方案
按照倒车雷达智能预警系统的设计要求，本文决定将总系统先粗略化分为两大部分：硬件部分和软件部分。由于系统功能要求多样不单一，所以对系统采用模块化的方法，先模块化后逐一解决。系统的硬件部分可细分为四个模块：超声波测距、声音及显示部分、温度补偿以及控制部分。硬件设计完成后再利用软件对四个模块进行挨个编程，在不断的调试后最终达到系统设计要求。系统整体的框图示意图如下图2.1。
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