专利名称：汽车行驶追尾预警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于车辆智能化控制领域，具体涉及一种汽车行驶追尾预警系统。
背景技术：
智能车辆控制是当今车辆工程技术领域的前沿，它体现了车辆工程，信息工程，电子技术，计算机技术等多个领域理论与实践的交叉。智能控制技术在车辆方面的大量应用，使得车辆在自动控制，驾驶安全等方面有了明显的进步，进一步推动车辆控制技术朝着自动化，智能化，人性化，安全性的方向发展。鉴于目前车辆行驶速度的提高，汽车追尾的问题日益凸显，预防车辆追尾显得越来越重要，但目前还没有能够有效提醒汽车追尾的预警系统还比较少见，因此，研究一种基于单片机的汽车行驶追尾预警系统，对于保障人们的安全，减少交通事故的发生是非常有必要的。
发明内容针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种汽车行驶追尾预警系统，该系统能够有效地解决车辆行驶时的追尾问题。车辆行驶时，安装在车辆上的超声波发射器发出超声波，接收器接收到信号后输入给自动控制单元，自动控制单元计算本车与被测车辆的距离，结合本车车速，判断安全行驶距离是否足够，如果不够则通过声光报警单元提示驾驶员，实现汽车行驶追尾预警。当行驶距离特别少时，该系统会采取紧急停车的方式来减少事故发生，预警的同时采取必要措施减少安全事故发生次数。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现:一种汽车行驶追尾预警系统，其特征在于，包括电源单元、超声波单元、温度补偿单元、自动控制单元和声光报警单元；其中，所述超声波单元、声光报警单元、温度补偿单元分别与自动控制单元相连接；所述电源单元与其他各单元相连接以供电。本实用新型还包括如下其它技术特征:所述电源单元包括7.2伏镍镉充电电池，7.2伏镍镉充电电池连接稳压模块，所述稳压模块输出5伏电压。所述超声波单元包括超声波发射模块和超声波接收模块。所述声光报警单元采用压电式蜂鸣器和发光二极管。所述自动控制单元采用MC9S12XS128单片机。本实用新型的优点:1、自动控制单元的PWM模块发出的固定频率的脉冲波，配合外部处理电路，对超声波发生器发出的超声波进行加强，使得本系统超声波发射强度高，传输距离远。2、当车辆需要追尾预警时，在报警提示驾驶者的过程中，同时使用了声音和光两种人体可以感知的信号，使得预警更加全面，人体的接受度提高。3、由于温度对于超声波的传输速度影响很大，所以采用了温度传感器向自动控制单元传输外界温度信息，自动控制单元在计算与被测车辆距离时，对于超声波传输速度自动调整，实现温度补偿。4、本系统采用了双安全设计，在车头和车尾各安装了一套超声波单元，既可以检测与前方车辆距离，也可检测与后方车辆的距离，实现双向预警，实现主动追尾预警和被动追尾预警。5、本系统电路设计节能性好，功率小，使用方便，可广泛应用于各种车辆，特别是对于初级驾驶者，采用本系统可使安全系数提高，减少和避免安全事故发生。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为电源单元的原理图。图3为超声波单元原理图。其中，Ca)是超声波发射电路图，(b)超声波是接收电路图。图4为温度补偿单元原理图。图5为声光报警单元原理图。图6为自动控制单元的引脚接线原理图。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步解释说明。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的汽车行驶追尾预警系统，包括电源单元、超声波单元、温度补偿单元、自动控制单元和声光报警单元；其中，所述超声波单元、声光报警单元、温度补偿单元分别与自动控制单元相连接；所述电源单元与其它各单元相连为其供电。所述电源单元包括7.2伏镍镉充电电池，该7.2伏镍镉充电电池连接稳压模块。参照图2，稳压模块采用MAX667稳压芯片，MAX的2号管脚通过10微法电容C4接地，2号管脚同时通过0.0001微法电容C14接地，2号管脚即为5V电压输出端，给其他单元供电。MAX667的4号管脚，7号管脚，8号管脚分别接地，5号管脚连接电池的7.2V电源。电源单元将电池的7.2V电压转换为温度的5V电压，为超声波单元、温度补偿单元、声光报警单元、自动控制单元供电。所述超声波单元包括超声波发射模块和超声波接收模块。超声波单元安装在汽车头部或者尾部。参照图3(a)，超声波发射模块由施密特反向触发器CD40106和超声波发射器TCT40-10-T组成。超声波发射电路中，自动控制单元的PPO管脚与⑶40106的管脚I相连，在⑶40106的内部，管脚2与3、11、13分别相连，管脚4与5、9分别相连，管脚6、8通过一个0.22uF的电容与TCT40-10-T的一个电极相连，管脚12也通过一个0.22uF的电容与TCT40-10-T的另一个电极相连。管脚7接地，管脚14与稳压模块的+5V电压输出端相连。参照图3(b)，超声波接收模块由红外线检波接收的专用芯片CX20106和超声波接收探头TCT40-10-R组成。超声波接收电路中，TCT40-10-R的两个电极间串联一个33pF的电容，其中一个电极和CX20106的管脚I相连；另一个电极通过一个IuF的有极性电容和一个4.7Ω的电阻与CX20106的管脚2相连，通过一个3.3uF的有极性电容与CX20106的管脚3相连，直接与CX20106的管脚4相连并接地，通过一个330pF的无极性电容与CX20106的管脚6相连，通过一个IOOuF的有极性电容和稳压模块的+5V电压输出端相连；CX20106的管脚5通过一个220k Ω的滑动变阻器与稳压模块的+5V电压输出端相连，7管脚与自动控制单元的PTO管脚相连并通过一个22k Ω的电阻与稳压电源的+5V输出端相连，8管脚和稳压模块的+5V电压输出端相连。所述温度补偿单元包括DS18B20数字温度传感器，所述温度传感器通过一个场效应管与自动控制单元及电池单元的稳压模块相连。温度补偿单元安装在车尾部，这样可以采集到最真实的室外温度。参照图4，自动控制单元的IO 口(PAl)接场效应管的栅极，电源单元的稳压模块的+5V电压输出端与场效应管的漏极相连并通过一个4.7k Ω的电阻与DS18B20的数字输入\输出端相连，自动控制单元的IO 口(PA3)与场效应管的源极相连并和DS18B20的数字输入\输出端相连，DS18B20其余两个管脚接地。所述声光报警单兀包括压电式蜂鸣器和发光二极管。声光报警单兀安装在汽车驾驶室内。参照图5，自动控制单元的IO 口(PP7)通过一个IOkQ的电阻与三极管1015的基极相连，自动控制单元的IO 口(PBl)和发光二极管的负极相连，发光二极管的正极与蜂鸣器的正极相连并通过一个47kQ的电阻与三极管1015的基极相连,稳压模块的+5V电压输出端和三极管1015的发射极相连，三极管1015的集电极通过一个5k Ω滑动变阻器接地，三极管8050的发射极接地，集电极和蜂鸣器的负极相连。所述自动控制单元采用Freescale公司生产的HCS12系列单片机中的MC9S12XDP512，其是一款高性能、低功耗的16位微处理器，内部集成了多个通用IO接口，集成了脉宽调节模块。节省了外部电路设计和软件实现，使得检测和报警更为准确。该款单片机具有较强的中断处理能力，具有多个外部触发中断输入引脚，有利于外部中断的准确开关。参照图6，超声波发射模块与自动控制单元的脉冲条件模块的PPO管脚连接，超声波接收模块与自动控制单元的定时器中断模块的管脚PTO连接。温度补偿单元与自动控制单元的PAl和PA3连接，声光报警单元的声光报警电路分别连接自动控制单元的PP7和PBl管脚。当超声波发射器发射超声波时，来自自动控制单元脉冲累加模块的PPO管脚，发射一个固定40KHZ的脉冲波，经一级反相器输送给超声波发射电路，同时经两级反相器输送给超声波接收电路，用这种方式将脉冲波加在超声波两端增加超声波的发射强度，当超声波经过物体发射回来后，由超声波接收器接收处理，向自动控制单元输送一个脉冲信号，同时自动控制单元接受温度补偿单元输入的温度信号，检测到超声波反射后的脉冲信号后，自动控制单元根据温度补偿计算与前方物体的距离，来判断当前车速下行驶是否安全，如果不安全则采取预警提示声光报警，如果更危险的话，对车辆采取强制制动措施。实际应用中，当超声波发射时，自动控制单元内部会有一个记时，当超声波接收信号通过中断PTO管脚输送给自动控制单元时，记时停止，自动控制单元采取温度补偿单元输入的信号，计算当前的温度值，根据L=l/2*(t*c)+0.6*T计算此时车辆与前方的距离，t为发射超声波和接收超声波的时间差，c为超声波在空气中的传播速度，T为当前温度值。自动控制单元根据当前计算出的距离L，结合当前车速决定是否处于安全行驶状态，如果有发生追尾的可能性，则控制声光报警单元来提醒驾驶者采取减速制动措施，如果与前方相对距离已经很少了，追尾发生可能性极大，则采取强制减速停车制动措施，预防追尾，实现追尾预警。
权利要求1.一种汽车行驶追尾预警系统，其特征在于，包括电源单元、超声波单元、温度补偿单元、自动控制单元和声光报警单元；其中，所述超声波单元、声光报警单元、温度补偿单元分别与自动控制单元相连接；所述电源单元与其它各单元相连为其供电。
2.根据权利要求1所述的汽车行驶追尾预警系统，其特征在于，所述电源单元包括7.2伏镍镉充电电池，7.2伏镍镉充电电池连接稳压模块,所述稳压模块输出5伏电压。
3.根据权利要求1所述的汽车行驶追尾预警系统，其特征在于，所述超声波单元包括超声波发射模块和超声波接收模块。
4.根据权利要求1所述的汽车行驶追尾预警系统，其特征在于，所述声光报警单元采用压电式蜂鸣器和发光二极管。
5.根据权利要求1所述的汽车行驶追尾预警系统，其特征在于，所述自动控制单元采用 MC9S12XDP512 单片机。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车行驶追尾预警系统，包括电源单元、超声波单元、温度补偿单元、自动控制单元和声光报警单元；其中，所述超声波单元、声光报警单元、温度补偿单元分别与自动控制单元相连接；所述电源单元与其他各单元相连接以供电。本实用新型由自动控制单元发出脉冲波对超声波进行加强，使得超声波的强度和传输距离增强，使得测量更为准确。自动控制单元根据超声波算出的距离，来决定对车辆做出什么形式的追尾预警。本实用新型电路设计节能性好，功率小，使用方便，可广泛应用于各种车辆。
文档编号G01S15/93GK202975323SQ20122057528
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者李海琴, 宁一高, 刘永涛 申请人:长安大学