超声波汽车防撞器及其控制方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种超声波汽车防撞器及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的提高，汽车工业化的发展，高速公路的开发，汽车应用也越来 越普遍。由此伴随而来的由汽车引起的灾难也日益增加。据统计，2012年，全国共查处超速 行驶9000多万起，因超速行驶肇事导致7000多人死亡；全国共查处不按交通指示灯通行交 通违法行为2649万起，平均每天7万多起;全国接报涉及人员伤亡的交通事故4.6万起，造成 1.1万人死亡、5万人受伤，分别上升17.7%、16.5%和12.3%。全国私家车导致的事故起数、 死亡人数上升5.5%和6.5%，分别占机动车肇事总数的68.7%和58.8%。
[0003] 汽车是道路交通系统的重要组成部分，与交通安全有着极为密切的联系。虽然在 交通事故的发生中，驾驶员因素占了很大比例，但并不意味着车的因素对交通安全的影响 不大。在某些情况下，若能使车辆结构、性能进一步完善或提高，能按规定进行安全检查，使 车辆在运行时处于良好状态，就可以预防或者弥补驾驶员操作上的失误，可以减少交通事 故或减少损失[3]。
[0004] 车辆机械性能，例如制动、轮胎和操纵稳定性、乘车舒适性等因素，对交通安全影 响较大，在长时间、长距离高速行驶时，发动机、轮胎、转向、制动等部件都在超负荷运行，发 动机水温和油温过高，易出现拉缸、烧瓦现象。机动车辆只有比功率大才能保证具有良好的 加速性能，才能减少故障，提高车辆的可靠性。
[0005] 由于汽车速度的突然变化、道路及气候条件不佳等原因造成的追尾相撞事故是较 为常见的。防撞装置的作用是准确测定汽车和前方障碍物的距离，并根据汽车的实际车速 判断该距离是否小于安全距离或极限安全距离。当该距离小于安全距离时，防撞系统发出 报警信号，以提醒驾驶员注意车间距。当该距离小于极限安全距离时，如果驾驶员未采取措 施，则防撞系统会自动控制制动器工作，使之减速。当间距在安全距离，报警信号自动解除。 防撞器能大大减少追尾事故的发生。
[0006] 汽车自动防撞系统，是智能轿车的一部分。汽车防撞系统，是防止汽车发生碰撞的 一种智能装置。它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其他障碍物体，发出 警报或同时采取制动或规避等措施，以避免碰撞的发生。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种超声波汽车防撞器及其控制方法，可有效解决上述问题。
[0008] -种超声波汽车防撞器，包括：
[0009] 单片机；
[0010] 超声波发射/接收器与所述单片机电连接，用于根据所述单片机的命令发出超声 波，并接收反射的超声波信号将所述反射的超声波信号传输给所述单片机；
[0011]编码器与所述单片机电连接，用于向所述单片机输入脉冲信号；以及
[0012] 显示单元与所述单片机电连接；
[0013] 其中，所述单片机用于根据所述反射的超声波信号及所述脉冲信号获取汽车的速 度信息以及距离障碍物的距离信息。
[0014] 优选的，所述单片机的型号为STC89C54RD+，其系统晶振频率为12MHz。
[0015] 优选的，进一步包括报警单元，所述报警单元与所述单片机电连接，用于根据所述 汽车的速度以及距离障碍物的距离发出报警信号。
[0016] 优选的，所述超声波发射/接收器为HC-SR04模块。
[0017]优选的，所述编码器为增量式编码器。
[0018] 优选的，所述编码器的型号为ROTARY KSA3806-400BM-G5-24C。
[0019 ] -种上述超声波汽车防撞器的控制方法，包括以下步骤：
[0020] Sl，初始化所述超声波汽车防撞器；
[0021] S2,发射超声波；
[0022] S3,判断是否接收到反射的超声波信号，是，进入S4,否，直接显示初始化信息；
[0023] S4,对所述反射的超声波信号进行数据处理获得汽车距离障碍物的距离信息，并 显示所述距离信息；
[0024] S5,输入脉冲信号并对脉冲信号计数后，1秒后清零;以及
[0025] S6,根据所述距离信息及所述脉冲信号获取汽车的速度信息，并显示所述速度信 息。
[0026]优选的，所述超声波汽车防撞器进一步包括报警单元，所述报警单元包括报警开 关以及报警器，所述报警开关以及所述报警器依次与所述单片机电连接。
[0027]优选的，进一步包括：
[0028] S7，判断所述报警开关的按下次数是否为奇数，是，所述报警开关为开启状态并进 入步骤S8，否，所述报警开关为关闭状态并进入步骤SlO;
[0029] S8,判断所述距离信息是否小于安全距离，是，进入步骤S9,否，进入步骤S10;
[0030] S9，所述报警器进行有声报警；以及 [0031] SlO，所述报警器进行无声报警。
[0032]优选的，步骤S9后进一步包括：
[0033] 重复步骤S7到步骤SlO。
[0034] 本发明提供的所述超声波汽车防撞器及其控制方法，具有以下优点：其一，由于超 声波具有指向性强，能量消耗缓慢，穿透性强，易于获得较集中的声能，在介质中传播的距 离较远等特点，因而本发明所提供的超声波汽车防撞器及其控制方法具有精度高等特点， 其误差范围在厘米级;其二，本发明所提供的超声波汽车防撞器及其控制方法还具有成本 低、控制简单、调整性好等特点。
【附图说明】
[0035] 图1为本发明实施例提供的超声波汽车防撞器的结构示意图。
[0036]图2为本发明实施例提供的超声波汽车防撞器中STC89C51RC/RD+系列单片机的引 脚示意图。
[0037]图3为本发明实施例提供的超声波汽车防撞器中HC-SR04模块的电路图。
[0038] 图4为本发明实施例提供的超声波汽车防撞器中ROTARY KSA3806-400BM-G5-24C 型编码器的电路图。
[0039] 图5为本发明实施例提供的超声波汽车防撞器的控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描 述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于 描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0041] 请参照图1，一种超声波汽车防撞器1，所述超声波汽车防撞器1可以预装于汽车周 围。
[0042]所述超声波汽车防撞器1，包括：
[0043] 单片机10;
[0044] 超声波发射/接收器11与所述单片机10电连接，用于根据所述单片机10的命令发 出超声波，并接收反射的超声波信号将所述反射的超声波信号传输给所述单片机10;
[0045] 编码器12与所述单片机10电连接，用于向所述单片机10输入脉冲信号；以及
[0046] 显示单元13与所述单片机10电连接；
[0047] 其中，所述单片机10用于根据所述反射的超声波信号及所述脉冲信号获取汽车的 速度信息以及距离障碍物2的距离信息。
[0048] 超声波飞行时间可以利用单片机10的定时器中断进行设计。关于定时器计时的时 间处理需要根据实际选择。本实施例中，所述单片机10的型号为STC89C54RD+，属于 STC89C51RC/RD+系列单片机，其系统晶振频率为12MHz。由于系统晶振频率12MHz，所以定时 器计时的时间最长为65536US，若这些时间都是超声波的飞行时间，则系统能测量的最大距 离Lmax = 34000x65536/1000000/2 = 1114.12cm。