摘 要：設計并開發了應用于汽車的防撞系統。基于超聲波原理，防撞系統通過發射和接收超聲波信號，測算出時間差，再利用控制系統換算成距離，判斷處理。該系統采用發生器電路、換能器、線性功率放大器。另外，系統采取了三個防干擾措施。由于防干擾措施的實施，使系統能在工業現場中有較小的穩態誤差，有效防止了碰撞事故的發生。

0 引 言

　　汽車防撞報警器的核心部件是汽車防撞雷達。汽車防撞雷達(俗稱電子眼)之所以能實現防撞報警功能，主要有超聲波這把無形尺子，它測量最近障礙物的距離，并告知車主。超聲測距原理簡單：它發射超聲波并接收反射回波，通過單片機計數器獲得兩者時間差t，利用公式S=Ct／2計算距離(S為汽車與障礙物之間的距離；C為聲波在介質中的傳播速度，C=331．4(1+θ／273)；θ為攝氏溫度。本文介紹的超聲測距系統共有4只超聲波換能器(俗稱探頭)，分別布置在汽車的前左、前右、后左、后右4個位置上。能檢測前進和倒車方向障礙物的距離，通過后視鏡內置的顯示單元顯示距離和方位，發出一定的聲響，起報警防撞作用。

1 天車防撞報警儀的總體方案設計

1．1 防撞報警儀的主要設計指標

　　(1)報警距離：5～30 m，根據用戶的具體需要連續可調；

　　(2)根據用戶的需要選用分檔：0．6 m，1．0 m，1．5 m，1.8m，2．4 m；

　　(3)電源：車載電瓶12 V；

　　(4)環境溫度：-20～+70℃；

　　(5)報警器尺寸：155 mm×155 mm×63 mm，重量：3．5 kg。

1．2 系統總體方案

　　汽車防撞報警儀采用由AT89C52單片機為核心組成的微機系統，對儀器進行控制，其硬件系統如圖1所示。

1．3 工作原理

　　本防撞裝置利用聲波作為檢測波，利用超聲波作為機械波，其頻率為20 kHz～20 MHz。隨著頻率的增加，檢測距離減小，使用頻率在15～40 kHz之間，檢測距離為0．5～3．0 m，由發射器、接收器、控制器和反射板組成。發射器、接收器和控制器安裝在防撞主體(指由產品控制能實現防撞功能的汽車面板)上。發射器發出檢測波，經反射面反射給接收器，通過判斷處理后，發送控制器執行規定的功能。基于單片機的天車防撞系統采用AT89C52單片機和專用芯片測量超聲波發射到反射回所需的時間t，由S=vt(v=314 m／s，計算時加入溫度補償)得到從聲波發射到反射面的距離。此距離隨時顯示在汽車駕駛室內，軟件可以設置幾級提示和報警，當車障之間距離小于安全距離時，設置在駕駛室的聲光報警儀即發出聲光信號，通知駕駛員謹慎操作，從而有效地防止碰撞事故發生，保證人身及設備的安全。