专利名称：一种车辆距离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，具体涉及一种车辆距离预警系统。
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，车辆正常车距的保持显得越来越 重要。因此，研究一种基于单片机的车辆距离预警系统是非常有必要的。
发明内容本实用新型的目的在于，提供一种基于HCS12单片机的车辆距离预警系统。该系统能够解决车辆行驶时与前方车辆或道路上物体距离是否合适的问题，当控制单元由传感器单元输入信号计算出的距离与前方车辆距离小于当前速度下安全制动距离时，控制单元驱动蜂鸣器报警提示，提醒驾驶员根据报警信息采取减速等相应措施，保持必要车距，实现车辆距离预警。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车辆距离预警系统，其特征在于，包括电源单元，传感器单元，自动控制单元和报警单元；所述传感器单元，报警单元分别与所述自动控制单元相连接，所述传感器单元，报警单元和自动控制单元分别连接所述电源单元。本实用新型还包括如下其它技术特征所述电源单元包括电池，所述电池连接有稳压模块和升压模块。所述电池采用7. 2伏镍镉充电电池。所述传感器单元包括发射换能器和超声波接收器。所述报警单元至少包括压电式蜂鸣器。所述自动控制单元采用MC9S12XDP512单片机。本实用新型的优点1、由自动控制单元驱动超声波发射电路发射超声波，比现有技术中硬件电路驱动发射更为准确，可靠性更强。2、由自动控制单元辅助管理车辆行驶，当车辆距离过小时，自动控制单元将自行采取措施控制车辆行驶状态，进行强行减速或者停车，使得驾驶更加安全可靠。3、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，特别是在醉酒驾车这种模式下，有更好的自动辅助驾驶功能。
[0016]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。其中，(a)是稳压模块，(b)是升压模块。图3为传感器单元原理图图。其中，(a)是超声波发射电路图，(b)超声波是接收电路图。图4为报警单元原理图。图5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，本实用新型的车辆距离预警系统，包括电源单元，传感器单元，自动控制单元和报警单元；传感器单元，报警单元分别与自动控制单元相连接，传感器单元，报警单元和自动控制单元分别连接电源单元。
电源单元包括电池，所述电池连接有稳压模块和升压模块。电池采用7. 2伏镍镉充电电池。参照图2 (a)，稳压模块采用LT1084-5稳压管，LT1084-5中间引脚接地，输入端接7. 2伏电源正极，输入端经过330微法电容接地，输出端经过330微法电容接地，输出端即为5伏，给控制单元，报警单元及传感器单元中的超声波接收电路供电。参照图2(b)，升压模块由LT1070，100微亨电感Li，二极管IN5819，稳压管7815构成，LT1070的1脚经过 IK电阻连接1微法电容接地，LT1070的2脚经过1. 24K电阻接地，2脚经过18. 7K电阻，连接330微法电容的正极，C6 (330微法)电容负极接地，LT1070的3脚悬空，LT1070的5脚经过100微亨电感连接LT1070的4脚，4脚经过二极管IN5819连接C6 (330微法)电容的正极，C6 (330微法)电容的正极连接稳压芯片7815的输入端，7815的输出端连接C7 (330 微法)电容的正极，C7 (330微法)负极接地，7815的输出端输出为+15伏，为传感器单元的超声波发射电路供电。传感器单元包括发射换能器和超声波接收器。参照图3(a)，超声波发射电路由一个9013NPN三极管和发射换能器组成。超声波发射电路中，自动控制单元的IO 口(ΡΑ0 口) 与IOK欧电阻连接，9013NPN型三极管9013的基极上连接有IOK电阻，+15伏电压经470欧电阻与三极管集电极连接，三极管集电极经100微法电容与发射换能器1脚连接，发射换能器的2脚与三极管的发射级同接地。由自动控制单元的IO 口输出地信号经过三极管放大之后，驱动发射换能器发出与自动控制单元输出信号同频率的超声波。参照图3(b)，超声波接收电路由9013NPN型三极管和LM393运算放大器组成。在超声波接收电路中，超声波接收器信号端经过104微法电容与三极管基极连接，三极管基极与集电极之间连接100K欧电阻，三极管基极经过IOK欧滑线变阻器接地，三极管发射极接地，VCC(+5伏)经过2K欧限流电阻连接三极管集电极，三极管集电极经过104微法电容与LM393的正相输入端连接，LM393的反相输入端连接100K欧滑线变阻器的中间引脚，划线变阻器另外两个引脚分别接VCC和地，VCC经过4. 7K欧电阻连接LM393的输出端，输出端与自动控制单元PA7连接。超声波在传递过程中有衰减，接收到的信号为毫伏级，比较微弱， 为了有效利用回波信号，故用9013NPN型三极管将其放大，通过100K欧划线变阻器调节三极管的偏置电压使之导通。经过放大后的信号约为3伏，LM393比较器参考电压选择2伏， 比较之后信号为峰峰值电压为5伏的方波信号，输入控制单元PA7 口，供控制单元检测此信号。参照图 4，报警单元采用压电式蜂鸣器。在蜂鸣器的电路图中，IR2304的1脚连接控制单元的PB1，此为驱动信号接收端，2脚和4脚接地，3脚连接+5伏特电压，5脚连接R2 (30欧)后连接IRL3803的1脚，IRL3803的3脚接地，IRL3803的2脚连接压电式蜂鸣器的输入端，VCC (+5伏特)给压电式蜂鸣器供电，VCC经过IN5819连接IR2304的8脚，6脚经过104微法电容连接8脚。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，增强型捕捉定时器模块。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 5，超声波发射电路与自动控制单元的IO 口 PAO连接，超声波接收电路与自动控制单元IO 口 PA7连接。蜂鸣器与自动控制单元的PBl 口连接。由自动控制单元的PAO 口驱动发射换能器进行超声波发射，同时开启定时器中断，中断里面进行计时，超声波发射后经前方车辆尾端发射回来，由超声波接受装置接受，把此信号经过放大，比较处理后可得TTL电平， 产生一个跳变沿，将此跳变沿输入控制单元PA7 口，控制单元检测到此信号后，关闭中断， 获得中断的持续时间，此时间即为发射超声波和接收超声波的时间差tl，当前距离Got_ s=tl*speed/2,其中，Got_s为得到的距离，speed为超声波在空气中的传播速度340 m/s。实际应用时，将传感器单元中的超声波发射模块和超声波接受模块安装在车辆的前端，当车辆开始行驶时，本车辆预警系统开始工作。自动控制单元驱动超声波产生信号并发射，同时开启一个定时器中断，此定时器中断开始计时，当自动控制单元接收到超声波接收器产生的信号，关闭此中断，通过定时器中断获得时间差。自动控制单元实时的接收安装在车辆前端传感器单元所传送过来信号，根据发射和接受超声波产生的时间差，计算出与前方车辆距离，并将此距离与车辆当前速度安全制动最短距离比较，如小于制动距离，则自动控制单元驱动蜂鸣器报警，提示驾驶员采取必要措施，保持与前方车辆必要距离，实现距离预警。本实用新型具有制作方便，电路设计简单，响应快速，控制准确，成本低等特点。
权利要求1.一种车辆距离预警系统，其特征在于，包括电源单元，传感器单元，自动控制单元和报警单元；所述传感器单元，报警单元分别与所述自动控制单元相连接，所述传感器单元， 报警单元和自动控制单元分别连接所述电源单元。
2.如权利要求1所述的车辆距离预警系统，其特征在于，所述电源单元包括电池，所述电池连接有稳压模块和升压模块。
3.如权利要求1所述的车辆距离预警系统，其特征在于，所述电池采用7.2伏镍镉充电电池。
4.如权利要求1所述的车辆距离预警系统，其特征在于，所述传感器单元包括发射换能器和超声波接收器。
5.如权利要求1所述的车辆距离预警系统，其特征在于，所述报警单元至少包括压电式蜂鸣器。
6.如权利要求1所述的车辆距离预警系统，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车辆距离预警系统，包括电源单元，传感器单元，自动控制单元和报警单元；所述传感器单元，报警单元分别与所述自动控制单元相连接，所述传感器单元，报警单元和自动控制单元分别连接所述电源单元。本实用新型由自动控制单元驱动超声波发射电路发射超声波，比现有技术中硬件电路驱动发射更为准确，可靠性更强。自动控制单元将自行采取措施控制车辆行驶状态，使得驾驶更加安全可靠。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G01S15/08GK201974525SQ20112002025
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者李海琴, 王晓彪, 贾志功 申请人:长安大学