超聲波汽車防撞器及其控制方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種超聲波汽車防撞器及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 隨著人們生活水平的提高，汽車工業(yè)化的發(fā)展，高速公路的開發(fā)，汽車應用也越來 越普遍。由此伴隨而來的由汽車引起的災難也日益增加。據(jù)統(tǒng)計，2012年，全國共查處超速 行駛9000多萬起，因超速行駛肇事導致7000多人死亡；全國共查處不按交通指示燈通行交 通違法行為2649萬起，平均每天7萬多起;全國接報涉及人員傷亡的交通事故4.6萬起，造成 1.1萬人死亡、5萬人受傷，分別上升17.7%、16.5%和12.3%。全國私家車導致的事故起數(shù)、 死亡人數(shù)上升5.5%和6.5%，分別占機動車肇事總數(shù)的68.7%和58.8%。
[0003] 汽車是道路交通系統(tǒng)的重要組成部分，與交通安全有著極為密切的聯(lián)系。雖然在 交通事故的發(fā)生中，駕駛員因素占了很大比例，但并不意味著車的因素對交通安全的影響 不大。在某些情況下，若能使車輛結構、性能進一步完善或提高，能按規(guī)定進行安全檢查，使 車輛在運行時處于良好狀態(tài)，就可以預防或者彌補駕駛員操作上的失誤，可以減少交通事 故或減少損失[3]。
[0004] 車輛機械性能，例如制動、輪胎和操縱穩(wěn)定性、乘車舒適性等因素，對交通安全影 響較大，在長時間、長距離高速行駛時，發(fā)動機、輪胎、轉(zhuǎn)向、制動等部件都在超負荷運行，發(fā) 動機水溫和油溫過高，易出現(xiàn)拉缸、燒瓦現(xiàn)象。機動車輛只有比功率大才能保證具有良好的 加速性能，才能減少故障，提高車輛的可靠性。
[0005] 由于汽車速度的突然變化、道路及氣候條件不佳等原因造成的追尾相撞事故是較 為常見的。防撞裝置的作用是準確測定汽車和前方障礙物的距離，并根據(jù)汽車的實際車速 判斷該距離是否小于安全距離或極限安全距離。當該距離小于安全距離時，防撞系統(tǒng)發(fā)出 報警信號，以提醒駕駛員注意車間距。當該距離小于極限安全距離時，如果駕駛員未采取措 施，則防撞系統(tǒng)會自動控制制動器工作，使之減速。當間距在安全距離，報警信號自動解除。 防撞器能大大減少追尾事故的發(fā)生。
[0006] 汽車自動防撞系統(tǒng)，是智能轎車的一部分。汽車防撞系統(tǒng)，是防止汽車發(fā)生碰撞的 一種智能裝置。它能夠自動發(fā)現(xiàn)可能與汽車發(fā)生碰撞的車輛、行人、或其他障礙物體，發(fā)出 警報或同時采取制動或規(guī)避等措施，以避免碰撞的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供一種超聲波汽車防撞器及其控制方法，可有效解決上述問題。
[0008] -種超聲波汽車防撞器，包括：
[0009] 單片機；
[0010] 超聲波發(fā)射/接收器與所述單片機電連接，用于根據(jù)所述單片機的命令發(fā)出超聲 波，并接收反射的超聲波信號將所述反射的超聲波信號傳輸給所述單片機；
[0011]編碼器與所述單片機電連接，用于向所述單片機輸入脈沖信號；以及
[0012] 顯示單元與所述單片機電連接；
[0013] 其中，所述單片機用于根據(jù)所述反射的超聲波信號及所述脈沖信號獲取汽車的速 度信息以及距離障礙物的距離信息。
[0014] 優(yōu)選的，所述單片機的型號為STC89C54RD+，其系統(tǒng)晶振頻率為12MHz。
[0015] 優(yōu)選的，進一步包括報警單元，所述報警單元與所述單片機電連接，用于根據(jù)所述 汽車的速度以及距離障礙物的距離發(fā)出報警信號。
[0016] 優(yōu)選的，所述超聲波發(fā)射/接收器為HC-SR04模塊。
[0017]優(yōu)選的，所述編碼器為增量式編碼器。
[0018] 優(yōu)選的，所述編碼器的型號為ROTARY KSA3806-400BM-G5-24C。
[0019 ] -種上述超聲波汽車防撞器的控制方法，包括以下步驟：
[0020] Sl，初始化所述超聲波汽車防撞器；
[0021] S2,發(fā)射超聲波；
[0022] S3,判斷是否接收到反射的超聲波信號，是，進入S4,否，直接顯示初始化信息；
[0023] S4,對所述反射的超聲波信號進行數(shù)據(jù)處理獲得汽車距離障礙物的距離信息，并 顯示所述距離信息；
[0024] S5,輸入脈沖信號并對脈沖信號計數(shù)后，1秒后清零;以及
[0025] S6,根據(jù)所述距離信息及所述脈沖信號獲取汽車的速度信息，并顯示所述速度信 息。
[0026]優(yōu)選的，所述超聲波汽車防撞器進一步包括報警單元，所述報警單元包括報警開 關以及報警器，所述報警開關以及所述報警器依次與所述單片機電連接。
[0027]優(yōu)選的，進一步包括：
[0028] S7，判斷所述報警開關的按下次數(shù)是否為奇數(shù)，是，所述報警開關為開啟狀態(tài)并進 入步驟S8，否，所述報警開關為關閉狀態(tài)并進入步驟SlO;
[0029] S8,判斷所述距離信息是否小于安全距離，是，進入步驟S9,否，進入步驟S10;
[0030] S9，所述報警器進行有聲報警；以及 [0031] SlO，所述報警器進行無聲報警。
[0032]優(yōu)選的，步驟S9后進一步包括：
[0033] 重復步驟S7到步驟SlO。
[0034] 本發(fā)明提供的所述超聲波汽車防撞器及其控制方法，具有以下優(yōu)點：其一，由于超 聲波具有指向性強，能量消耗緩慢，穿透性強，易于獲得較集中的聲能，在介質(zhì)中傳播的距 離較遠等特點，因而本發(fā)明所提供的超聲波汽車防撞器及其控制方法具有精度高等特點， 其誤差范圍在厘米級;其二，本發(fā)明所提供的超聲波汽車防撞器及其控制方法還具有成本 低、控制簡單、調(diào)整性好等特點。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明實施例提供的超聲波汽車防撞器的結構示意圖。
[0036]圖2為本發(fā)明實施例提供的超聲波汽車防撞器中STC89C51RC/RD+系列單片機的引 腳示意圖。
[0037]圖3為本發(fā)明實施例提供的超聲波汽車防撞器中HC-SR04模塊的電路圖。
[0038] 圖4為本發(fā)明實施例提供的超聲波汽車防撞器中ROTARY KSA3806-400BM-G5-24C 型編碼器的電路圖。
[0039] 圖5為本發(fā)明實施例提供的超聲波汽車防撞器的控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0040] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描 述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于 描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關的部分而非全部結構。
[0041] 請參照圖1，一種超聲波汽車防撞器1，所述超聲波汽車防撞器1可以預裝于汽車周 圍。
[0042]所述超聲波汽車防撞器1，包括：
[0043] 單片機10;
[0044] 超聲波發(fā)射/接收器11與所述單片機10電連接，用于根據(jù)所述單片機10的命令發(fā) 出超聲波，并接收反射的超聲波信號將所述反射的超聲波信號傳輸給所述單片機10;
[0045] 編碼器12與所述單片機10電連接，用于向所述單片機10輸入脈沖信號；以及
[0046] 顯示單元13與所述單片機10電連接；
[0047] 其中，所述單片機10用于根據(jù)所述反射的超聲波信號及所述脈沖信號獲取汽車的 速度信息以及距離障礙物2的距離信息。
[0048] 超聲波飛行時間可以利用單片機10的定時器中斷進行設計。關于定時器計時的時 間處理需要根據(jù)實際選擇。本實施例中，所述單片機10的型號為STC89C54RD+，屬于 STC89C51RC/RD+系列單片機，其系統(tǒng)晶振頻率為12MHz。由于系統(tǒng)晶振頻率12MHz，所以定時 器計時的時間最長為65536US，若這些時間都是超聲波的飛行時間，則系統(tǒng)能測量的最大距 離Lmax = 34000x65536/1000000/2 = 1114.12cm。