专利名称：逐级泊车辅助系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种泊车辅助系统，尤其是涉及一种逐级管理的倒车雷达主机、采用超声波测距传感器(SENSOR)作为数字通讯主体的逐级泊车辅助系统。
背景技术：
为了提醒车辆驾驶人员，一般通过声音报警或距离显示等方式辅助驾驶人员，以达到安全驾驶的目的。现有的超声波泊车辅助系统一般由传感器、主机、声音报警单元、距离显示单元、电源和汽车接口等组成。其中要求传感器布设在汽车的车身外侧，例如前后保险杆上。而主机则设在车内。由于使用的传感器个数较多，而且比较分散，因此传感器与主机的信号传输以及电源馈电十分复杂，目前采用的技术方案主要有直接连接、四线制、三线制和二线制，但普遍存在系统稳定性较差以及成本较高等问题。中国专利CN1818714提供一种汽车倒车雷达，包括控制主机、至少1个探头，主机包括电源稳压电路，主机中，中心处理器连接超声发射电路和超声接收电路，每路超声发射电路包括发射信号转换器、发射信号放大器、与传输线的A端相连接的发射叠加器；超声接收电路包括电子开关和回波处理电路。倒车雷达还包括传感器组件，其包括发射分离器和发射信号升压器，传输线的B端连接发射分离器，而探头连接发射信号升压器，还包括回波叠加器和回波选频预放大器，超声接收电路包括连接在传输线A端和电子开关之间的回波分离电路。中国专利CN101078766公开一种可解决泊车辅助系统中低成本和高稳定性的矛盾，采用二线三态全数字传输设计方案的二线三态泊车辅助系统。设有主机、传感器和传输线；主机设有传感器馈电电路、主机发射电路、单片机、三态电平提取电路和回波处理电路。 传感器设有电源电路、收发信号隔离电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路、 数字信号转换电路和三态信号驱动电路，主机到传感器的馈电线、主机与传感器之间通讯的信号线共用一根传输线。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定性较高、成本较低的逐级泊车辅助系统。本发明设有超声波测距传感器、传输线和电源模块；所述超声波测距传感器设有电源电路、上行通讯电路、下行通讯电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路和单片机；所述电源电路的输入端通过电源模块外接汽车电源，电源电路的输出端分别与上行通讯电路、下行通讯电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路和单片机电连接；上行通讯电路的输出端与单片机输入端连接，下行通讯电路的输入端与单片机输出端连接；发射驱动电路的输出端与压电陶瓷传感器输入端连接，压电陶瓷传感器的输出端与接收放大电路的输入端连接，接收放大电路的输出端接单片机；上行通讯电路外接上级超声波测距传感器；下行通讯电路的输出端接下级超声波测距传感器；所述传输线连接各级超声波测距传感器和电源模块及汽车电源的硬线。
所述超声波测距传感器最好设至少1级，最上一级超声波测距传感器与电源模块连接，作为报警单元。所述传输线一端连接超声波测距传感器，传输线另一端连接电源模块。所述报警单元设有声音报警电路和距离显示电路。 所述电源模块设有用于将汽车电源转换成超声波测距传感器使用的电源电压的电压转换电路。所述超声波测距传感器通过上行通讯电路的信号(最上级传感器此时为报警输出单元)与上一级超声波测距传感器连接，下行通讯电路(最下级为开路)与下一级超声波测距传感器连接。所述逐级泊车辅助系统设定信号线直接连接电源模块的为最高级(最上级)超声波测距传感器，和最高级连接再与其他连接的为次高级(次上级)超声波测距传感器，以此类推。本发明采用超声波测距传感器分级使用通讯线，不设倒车雷达主机，采用超声波测距传感器作为数字通讯主体，负责上下级超声波测距传感器的通讯和运算，完成泊车雷达系统功能，同时采用逐级管理具有前端(上级)传感器是后端(下级)传感器的上级管理者又是自身前端(上级)传感器的从属着。超声波测距传感器用于发出对下级指令或听取上级指令，以启动超声波测距传感器发射特定频率的超声波，并且处理超声波测距传感器的回波，同时与其他超声波测距传感器通讯并要求其动作或回馈上级指令，通过单片机来判断障碍物的距离。由此可见，与现有的泊车辅助系统相比，本发明具有以下突出优点1)采用逐级管理，既是上级，又是下级(最上级只为上级，最下级仅为下级)。2)传输线分为上行和下行，下级的上行通讯线连接上级的下行通讯线。3)分级管理分明和严格，不会越级指示和报告。4)性能稳定由于超声波测距传感器与超声波测距传感器之间全部用数字信号通讯，可靠性高，抗干扰能力强，而且信号放大等在超声波测距传感器中已处理，另逐级管理，使信号处理更有条理，管理更为严格，因此稳定性高。5)安装更为方便，安装后主从关系自动低位。
图1为本发明实施例的电路组成框图。图2为本发明实施例采用3个超声波测距传感器带总线通讯应用示例组成框图。图3为本发明实施例的电源模块电路组成原理图。图4为本发明实施例的超声波测距传感器电路组成原理图。以下给出图1中的标记电源电路111、上行通讯电路112(最高级为报警输出驱动电路)、单片机113、发射驱动电路114、下行通讯电路115、接收放大电路116、压电陶瓷传感器117 ；单片机113输出端1输出信号到发射驱动电路114 ；单片机113输出端2发送信号到上行通讯电路112 ；单片机113输入端5接收上行通讯电路112回来的信号；
单片机113输出端3接收并送信号到下行通讯电路115 ；单片机113输入端4接收自身超声信号放大回来的信号。
具体实施例方式以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。参见图1，本发明实施例设有超声波测距传感器A、传输线和电源模块101。超声波测距传感器A设有电源电路111、上行通讯电路112 (输出驱动电路)、单片机113、发射驱动电路114、下行通讯电路115、接收放大电路116和压电陶瓷传感器117。所述电源电路111的输入端通过电源模块101外接汽车电源，电源电路111为超声波测距传感器A提供能源。单片机113输出端1连接发射驱动电路114输入端、发射驱动电路114的输出端与压电陶瓷传感器117连接。压电陶瓷传感器117的输出端与接收放大电路116输入端连接，接收放大电路116的输出端接单片机113的输入端4，单片机113输出端2连接上行通讯电路112，单片机113输出端2发送信号到上行通讯电路112。上行通讯电路112 连接其他超声波测距传感器102进行双向通讯(最上级连接到电源模块101，作为报警输出单元)，单片机113输出端3连接下行通讯电路115，下行通讯电路115输出端连接下级传感器103 (最下级为开路)；单片机113输入端5接收上行通讯电路112回来的信号。图2给出本发明实施例采用4个超声波测距传感器应用示例组成框图。在图2中， 设有4个超声波测距传感器SENSOR ；两条电源线分别为电源端POWER和接地端GND，与电源模块101连接，电源模块101并接到汽车电源P上，其它为通讯端，连接上下级传感器(左右 SENSOR)。图3给出本发明实施例的电源模块电路组成原理图，图4给出本发明实施例的超声波测距传感器电路组成原理图，在图4中，只给出一个超声波测距传感器，其它超声波测距传感器类似。在图3 中，二极管 D1，电感 Li，电容 C01、C02、C03、C04、C05、C06、C07，电阻 R01，热
敏电阻PI，稳压芯片Ul等组成电源电路101，为超声波测距传感器提供工作点电源。在图4中，电感Li，电容C11、C12、C13、C14、C15，电阻R11，热敏电阻P1，稳压芯片 U3等组成电源电路111，为超声波测距传感器提供能源。电阻R12、R32，电容C38、C21、C22，中周Tl，电感L2，三极管Qll等组成发射驱动电路114。放大器U1，反馈电阻R27、RM及外围电路等组成接收放大电路116。电阻附4、1 16、1 15、1 12、1 18，三极管Q2，电容C33等组成上行通讯电路112，在最
上级传感器作为报警输出单元。电阻R3、R39，电容C!35等组成下行通讯电路115。系统工作方式上级超声波测距传感器102通过下行通讯电路115控制其他超声波测距传感器 103工作，同时接收上级超声波测距传感器102指令或回馈指令要求回馈的信号(最上级传感器不接收指令，改为报警输出)。下级超声波测距传感器103接收到上级超声波测距传感器102命令时开始工作，并将数据通过自身的上行通讯电路112传送到上级超声波测距传感器102。上级超声波测距传感器102对自身接收到障碍物离超声波测距传感器的距离信号和下级超声波测距传感器103报告的障碍物的距离信号等进行处理，并通过上行通讯电路112 (此时作为报警信号输出单元)报警提醒驾驶人员，起到辅助安全驾驶的目的。超声波测距传感器的工作原理如下上行通讯电路112和下行通讯电路115为单线双向通讯，最上级上行通讯电路为报警输出，当报警时有单片机输出驱动Q2线外驱动报警系统或作为报警信号通讯输出(最上级传感器)。当发送数据时，单片机113输出数据的方波信号通过通讯线发送数据；当接收数据时，单片机113通过电阻R17接收数据。当需要发射超声波时，单片机输出固定频率的方波信号驱动三极管Q11。单片机输出高电平时三极管Qll导通，集电极为低电平；单片机输出低电平时三极管Qll截止，集电极为高电平。充放电电流通过中周变压器的初级线圈，该信号经过变压器升压后驱动超声波测距传感器发射超声波。当驱动压电陶瓷传感器117接收到反射回来的超声波时，压电陶瓷传感器117产生微弱的电信号，该电信号经过Ul及外围电路的接收放大电路116放大后到单片机113。 单片机113通过判断发射超声波和接收到反射回来超声波的时间差来计算障碍物离超声波测距传感器的距离。
权利要求
1.逐级泊车辅助系统，其特征在于设有超声波测距传感器、传输线和电源模块；所述超声波测距传感器设有电源电路、上行通讯电路、下行通讯电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路和单片机；所述电源电路的输入端通过电源模块外接汽车电源，电源电路的输出端分别与上行通讯电路、下行通讯电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路和单片机电连接；上行通讯电路的输出端与单片机输入端连接，下行通讯电路的输入端与单片机输出端连接；发射驱动电路的输出端与压电陶瓷传感器输入端连接，压电陶瓷传感器的输出端与接收放大电路的输入端连接，接收放大电路的输出端接单片机；上行通讯电路外接上级超声波测距传感器；下行通讯电路的输出端接下级超声波测距传感器；所述传输线连接各级超声波测距传感器和电源模块及汽车电源的硬线。
2.如权利要求1所述的逐级泊车辅助系统，其特征在于所述超声波测距传感器设至少 1级，最上一级超声波测距传感器与电源模块连接，作为报警单元。
3.如权利要求1所述的逐级泊车辅助系统，其特征在于所述传输线一端连接超声波测距传感器，传输线另一端连接电源模块。
4.如权利要求2所述的逐级泊车辅助系统，其特征在于所述报警单元设有声音报警电路和距离显示电路。
5.如权利要求1所述的逐级泊车辅助系统，其特征在于所述电源模块设有用于将汽车电源转换成超声波测距传感器使用的电源电压的电压转换电路。
6.如权利要求1所述的逐级泊车辅助系统，其特征在于所述超声波测距传感器通过上行通讯电路的信号与上一级超声波测距传感器连接，下行通讯电路与下一级超声波测距传感器连接。
全文摘要
逐级泊车辅助系统，涉及一种泊车辅助系统。设有超声波测距传感器、传输线和电源模块；所述超声波测距传感器设有电源电路、上行通讯电路、下行通讯电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路和单片机；所述电源电路的输入端通过电源模块外接汽车电源，电源电路的输出端分别与上行通讯电路、下行通讯电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路和单片机电连接；上行通讯电路的输出端与单片机输入端连接，下行通讯电路的输入端与单片机输出端连接；发射驱动电路的输出端与压电陶瓷传感器输入端连接，压电陶瓷传感器的输出端与接收放大电路的输入端连接，接收放大电路的输出端接单片机；上行通讯电路外接上级超声波测距传感器。
文档编号G01S15/93GK102445693SQ20111030421
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者柯文河 申请人:柯文河