一种基于超声波测距的倒车雷达系统的制作方法

本实用新型涉及测量、预警系统，确切地说是一种基于超声波测距的倒车雷达系统。

背景技术：

现代社会车辆的数量越来越多，人们需要倒车泊车的频率也在日益增大，于是人们对于倒车泊车时的安全性和方便性要求越来越高。

近几年来，世界倒车雷达产品的产量成明显的增长趋势。2009年该类产品的产量为1756万套，到2013年就增长到了4199万套，其中，以中国为代表的中低端产品产量的急剧增长是推动全球该类产品产量增长的主要因素。据统计，中国倒车雷达产品的总产量在2013年达到了1349万套，占全球总产量的32%。在我国，该雷达装置的普及率相对比较高，但也不是所有的机动车型都已经配备。主要原因在于现有的较新的代系的雷达系统，造价比较高，影响了普及使用。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于超声波测距的倒车雷达系统，该系统成本低，集距离测量，距离显示，方位显示和危险报警于一体，以提高驾驶者在倒车泊车时的安全性和舒适性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术手段：

一种基于超声波测距的倒车雷达系统，包括超声波收发模块，单片机控制模块以及显示报警模块，其特征在于：所述的单片机控制模设有AT89C51型单片机，AT89C51型单片机与超声波收发模块、单片机控制模块、显示报警模块及AEBS电连接，超声波收发模块设有超声波传感器作为测距装置，超声波传感器设有多个支路，测距装置将测量数据发送给单片机控制模块，单片机控制模块连接控制显示报警模块，显示报警模块设有LCD显示器及蜂鸣器，AT89C51型单片机向AEBS发送控制信号。

与现有技术相比，其突出的特点是：

本技术方案选用多个支路超声波传感器进行测距，系统软件会比较得出多个支路测距计数值中的最小值，并通过显示装置和方位灯来提示驾驶员该最小距离以及所对应的方位。当该最小距离计入危险值时，系统会有报警提示。的基于超声波测距的倒车雷达系统，集距离测量、距离显示、方位显示和危险报警于一体，提高驾驶者在倒车泊车时的安全性和舒适性。

本系统结构简单，成本低，便地安装使用。

进一步的优选技术方案如下：

所述的超声波传感器为TCF40-16TRC。

TCF40-16TRC型号的收发一体式防水型的超声波传感器，工作方式是自发自收式，由于其发射传感器和接收传感器基本在同一位置，故采用这种传感器的计算的所测距离的公式相对比较简单。采用单探头进行测距，更容易实现整个系统的小型化和集成化，便于安装和应用。

所述的超声波传感器分别通过收发电路模块与四选一开关模块电连接，四选一开关模块通过放大电路模块与单片机电连接。

放大电路模块的控制核心选择的是CX20106A型芯片。

选用了四个支路的传感器，如果每一路的传感器都与单片机的一个引脚相连，则需要的连接端口较多，不利于实现单片机资源的最优化利用，所以本系统选择了CD4052型芯片用来分时选通每一路的传感器。CD4052芯片是一种差分4通道的双四选一的数控模拟开关。该芯片通过对两端的输入信号的控制组合可以实现分时选通4对通道中的一道，可以使该道的输入和输出连接。单片机芯片的P1.4引脚和P1.5引脚分别与CD4052芯片的B端口和A端口相连，用来输出选通信号。单片机的P1.6引脚与CD4052芯片的X端口相连，当系统工作时，该P1.6引脚会输出一串频率为40KHz的脉冲电压信号，通过CD4052芯片将其加到驱动电路上，用来驱动发射传感器发射超声波。超声波遇到障碍物后会发生发射，超生回波会被接收传感器接收同时将机械波转化为微弱的电信号。

所述的AT89C51型单片机与方位灯电连接。

通过设置LCD显示器、方位灯及蜂鸣器，LCD显示器、方位灯可与控制部分配合实时显示车辆与障碍物之间的最小距离和方位，同时当该最小距离进入危险值时，蜂鸣器等进行报警以提醒驾驶者。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图标记说明：1-TCF40-16TRC；2-收发电路模块；3-四选一开关模块；4-放大电路模块；5- AT89C51；6- AEBS；7-蜂鸣器；8-方位灯；9-LCD1602。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本实用新型。

参见图1可知，本实用新型的一种基于超声波测距的倒车雷达系统，由超声波收发模块，单片机控制模块以及显示报警模块组成；单片机控制模设有AT89C51 5型单片机，AT89C51 5型单片机与超声波收发模块、单片机控制模块、显示报警模块及AEBS 6电连接，超声波收发模块设有超声波传感器作为测距装置，超声波传感器设有多个支路，测距装置将测量数据发送给单片机控制模块，单片机控制模块连接控制显示报警模块，显示报警模块设有LCD显示器及蜂鸣器7，AT89C51 5型单片机向AEBS 6发送控制信号。

超声波传感器为TCF40-16TRC 1。

TCF40-16TRC 1型号的收发一体式防水型的超声波传感器，工作方式是自发自收式，由于其发射传感器和接收传感器基本在同一位置，故采用这种传感器的计算的所测距离的公式相对比较简单。采用单探头进行测距，更容易实现整个系统的小型化和集成化，便于安装和应用。

LCD显示器为LCD1602 9，该显示装置成本较低而且方便安装，不仅可以显示数字，而且可以显示字符，满足本系统对于显示设备的要求。

蜂鸣器7的型号是PB2130UP002A。

超声波传感器分别通过收发电路模块2与四选一开关模块3电连接，四选一开关模块3通过放大电路模块4与单片机电连接。

放大电路模块4的控制核心选择的是CX20106A型芯片

选用了四个支路的传感器，如果每一路的传感器都与单片机的一个引脚相连，则需要的连接端口较多，不利于实现单片机资源的最优化利用，所以本系统选择了CD4052型芯片用来分时选通每一路的传感器。CD4052芯片是一种差分4通道的双四选一的数控模拟开关。该芯片通过对两端的输入信号的控制组合可以实现分时选通4对通道中的一道，可以使该道的输入和输出连接。单片机芯片的P1.4引脚和P1.5引脚分别与CD4052芯片的B端口和A端口相连，用来输出选通信号。单片机的P1.6引脚与CD4052芯片的X端口相连，当系统工作时，该P1.6引脚会输出一串频率为40KHz的脉冲电压信号，通过CD4052芯片将其加到驱动电路上，用来驱动发射传感器发射超声波。超声波遇到障碍物后会发生发射，超生回波会被接收传感器接收同时将机械波转化为微弱的电信号。

AT89C51 5型单片机与方位灯 8电连接。

通过设置LCD显示器、方位灯 8及蜂鸣器7，LCD显示器、方位灯8可与控制部分配合实时显示车辆与障碍物之间的最小距离和方位，同时当该最小距离进入危险值时，蜂鸣器7等进行报警以提醒驾驶者。

整个系统具体的工作原理如下：当汽车将要倒车泊车时会挂入倒档，此时倒档装置会给控制单元（单片机）一个倒车信号。当单片机接收该倒车信号以后，整个系统便开始进入到工作状态。此时单片机会产生一串频率为40KHz的矩形脉冲电压信号，该信号会经过四选一分时选通模拟开关发送到第一路（后左支路）传感器测距电路。该脉冲信号经过电路放大后会驱动超声波传感器发射超声波，与此同时单片机开始计时。发射出的超声波遇到障碍物后会发生声波反射现象，部分反射回波会被超声波接收传感器所接收，并将机械回波转化为相对微弱的电信号，该电信号经过放大，整形会产生负跳变电压，向控制器发送中断申请信号，单片机收到该信号以后，马上响应该中断，系统会执行外部中断程序，停止先前的计时，此时控制器会得到超声波发射时和超生回波之间的时间差，定时中断以后继续执行下一路。测距顺序依次为后左，后左中，后右中和后右。四路传感器依次测距以后，控制器（单片机）会比较并计算出四路中最小的距离值，并将该值及最小距离的方位传送给LCD显示装置。当所测最小距离进入所设定的安全距离时，单片机会驱动蜂鸣器7发出报警声音。同时会给AEBS 6（自动紧急制动系统，Autonomous Emergency Braking System）一个信号，该信号会使汽车紧急刹车系统进入工作状态，以辅助保证车辆和驾驶者的安全。

本实施例选用多个支路超声波传感器进行测距，系统软件会比较得出多个支路测距计数值中的最小值，并通过显示装置和方位灯 8来提示驾驶员该最小距离以及所对应的方位。当该最小距离计入危险值时，系统会有报警提示。的基于超声波测距的倒车雷达系统，集距离测量、距离显示、方位显示和危险报警于一体，提高驾驶者在倒车泊车时的安全性和舒适性。

由于以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到本技术方案技术特征的等同的变化或替代，都涵盖在本实用新型的保护范围之内。