智能防刮擦告警器课件.ppt

1、Company LogoLOGO中中 国国 地地 质质 大大 学学（武武 汉汉）工工 程程 学学 院院科科 技技 论论 文文 报报 告告 题题 目目 智能汽车防刮擦告警器智能汽车防刮擦告警器队队 长长 阮阮 少少 钦钦 团队成员团队成员 高作旺高作旺 魏来魏来指导老师指导老师 王王 希希 成成 2011年年11月月1日日Company Logo主要内容主要内容研究背景研究背景1工作原理工作原理2总体结构设计总体结构设计3实际应用前景实际应用前景4Company Logo1.研究背景研究背景v摘要摘要v 随着道路交通的日益拥挤，机车刮擦现象造成的影响愈发凸显。针对随着道路交通的日益拥挤，机车刮擦

2、现象造成的影响愈发凸显。针对这种情况，我们设计了一种超声波智能防刮擦警报系统。本论文介绍这种情况，我们设计了一种超声波智能防刮擦警报系统。本论文介绍了该系统的工作原理、总体设计思路和结构设计方案，并且与市场上了该系统的工作原理、总体设计思路和结构设计方案，并且与市场上同类产品在实用性方面进行了比较和分析。最终得出，我们的防刮擦同类产品在实用性方面进行了比较和分析。最终得出，我们的防刮擦系统在市场上具有广阔的前景系统在市场上具有广阔的前景。v引言引言v 随着汽车的益普及随着汽车的益普及,道路交通越来越拥挤，尤其是农村道路比较狭窄，道路交通越来越拥挤，尤其是农村道路比较狭窄，由于这些低速行驶的车辆

3、与其它车辆非常接近由于这些低速行驶的车辆与其它车辆非常接近,极易引发刮擦，在夜极易引发刮擦，在夜间时则更显突出。车辆安全系统通过应用电子信息技术，使车辆实现间时则更显突出。车辆安全系统通过应用电子信息技术，使车辆实现高智能化，极大地改善车辆人机关系，以避免经济和时间的损失。本高智能化，极大地改善车辆人机关系，以避免经济和时间的损失。本实用新型公开了一种汽车超声波声纳防刮擦装置，属于汽车防刮擦警实用新型公开了一种汽车超声波声纳防刮擦装置，属于汽车防刮擦警示装置技术距离时没有精确警示装置的不足，本实用适用于各种新型示装置技术距离时没有精确警示装置的不足，本实用适用于各种新型汽车。汽车。Compan

4、y Logo2.工作原理工作原理单片机的原理单片机的原理1)指令与指令与MCS一一51芯片芯片兼容。兼容。(2)内含内含2k字节的可反复字节的可反复电气烧录及擦除内存。电气烧录及擦除内存。(3)工作电压工作电压2 7V至至6V。(4)sE作频率最高至作频率最高至24 MHz。(5)内含内含128字节字节RAM。(6)15条可编程控制条可编程控制IO线。线。(7)一个模拟电压比较器一个模拟电压比较器。Company Logo 霍尔传感器霍尔传感器优势优势霍尔效应霍尔效应理论原理理论原理工作原理工作原理测量磁场测量磁场霍尔传感器霍尔传感器Company Logo测速原理测速原理12ThemeGal

5、lery is a Design Digital Content&Contents mall developed by Guild Design Inc.3ThemeGallery is a Design Digital Content&Contents mall developed by Guild Design Inc.Company Logo霍尔电路设计霍尔电路设计工作方法工作方法齿轮感应齿轮感应角精度测量角精度测量如果两个霍尔单元如果两个霍尔单元之间存在磁场梯度，之间存在磁场梯度，那么将产生一个差那么将产生一个差值信号，并在芯片值信号，并在芯片上放大。实际上，上放大。实际上，这个差值体

6、现了一这个差值体现了一个小偏移，它可由个小偏移，它可由相应集成的控制电相应集成的控制电路来修正、这种动路来修正、这种动态差分原理使传感态差分原理使传感器表面与齿轮之间器表面与齿轮之间存在较大气隙的条存在较大气隙的条件下能保持高灵敏件下能保持高灵敏度。度。一个齿轮可由其模数一个齿轮可由其模数来表征：来表征：md/z。其。其中中d是齿轮直径，是齿轮直径，Z是是轮齿数量。轮齿到轮轮齿数量。轮齿到轮齿的距离为齿的距离为T，齿距的，齿距的计算公式为计算公式为T=m、当一个霍尔传感器面当一个霍尔传感器面对一个轮齿而另一个对一个轮齿而另一个霍尔传感器面对一个霍尔传感器面对一个齿隙时，感应到的差齿隙时，感应到

7、的差值最大。值最大。传感器和齿轮之间允传感器和齿轮之间允许的最大距离是温度、许的最大距离是温度、模数、磁体和速度的模数、磁体和速度的一个函数，速度可以一个函数，速度可以用每次轮齿用每次轮齿/齿隙转齿隙转变时在输出端出现一变时在输出端出现一个脉冲来表征。如果个脉冲来表征。如果减小距离，将产生较减小距离，将产生较大的有用信号。切换大的有用信号。切换精度可以随传感器低精度可以随传感器低高转变次数的增加高转变次数的增加而增加，这种低高而增加，这种低高转变可以代表齿轮的转变可以代表齿轮的一个旋转角度。一个旋转角度。Company Logo3.总体结构设计总体结构设计系统构成系统构成汽车防刮擦报警器主要由

8、超声波发生器、超声波发射电路、超声波接收电路、信号放大电路、直流控制电路、中央处理单元、数字显示电路、报警电路和距离选择电路等部分组成。发射电路发送超声波信号，当的射的信号被物体挡住时，反射回来的信号经接收器接收，进行两级放大后，再经倍压整流，形成一个直流控制电压，当这个电压值大于设定值时，表示汽车间的距离已小于设定距离，比较器输出低电平信号，系统据此判断出达到报警距离，驱动蜂鸣器进行报警。Company Logo超声波电路设计超声波电路设计接收电路发射电路超声波的传播速度很慢，在常温的传播速度仅为340m/s，声波在遇到障碍物后反射也很强，常适合短距离的测量。接收器由超声接收头、放大器、触发

9、器、计数电路和控制电路组成收到前方目标反射回的超声信号，经声电变换、放大后，加至由运算放大器构成的比较电路Company Logo测速原理测速原理 电路由传感器、脉冲放大器、整形器、时基信号电路、选通门组成。霍尔集成传感器将车轮转速信号变成脉冲信号输出，经放大、整形电路后送入选通门，由时基电路产生的单位时基信号控制选通门的开与闭，以控制转速信号在单位时间内通过选通门，送入单片机的P3.5引脚，控制T1计数器计数，实现了在单位时间内的计数。发射电路发送超声波信号，当的射的信号被物体挡住时。反射回来的信号经接收器接收，进行两级放大后，再经倍压整流，形成一个直流控制电压，当这个电压值大于设定值时，表

10、示汽车间的距离已小于设定距离，比较器输出低电平信号，系统据此判断出达到报警距离，驱动蜂鸣器进行报警。因此，我们的设计是当汽车间的距离小于15cm时开始有报警信号，但信号间隔时间长，两车距离10cm时LED亮绿灯，随着距离的缩短，信号开始变得急促，在5cm时LED指示条亮黄灯，在两车相完全接触的时候报警信号为持续长音，LED指示条亮红灯。Company Logo测速电路测速电路 报警电路报警电路 Company LogoLED显示电路显示电路控制器控制器AT89C2051AT89C2051主要完成程主要完成程序的执行、数据的处理和对外序的执行、数据的处理和对外部部电路电路的实时控制。内部定时的实

11、时控制。内部定时器器T0T0工作在定时方式，工作在定时方式，T0T0在超在超声波发射时开始计数，当声波发射时开始计数，当P3.2P3.2引脚收到回波后，停止计数，引脚收到回波后，停止计数，T0T0所计时间即为超声波往返传所计时间即为超声波往返传输时间，输时间，单片机单片机对该数据进行对该数据进行处理，即可测出距离。内部定处理，即可测出距离。内部定时器时器T1T1工作在计数方式，由工作在计数方式，由P3.5P3.5引脚输入的脉冲信号控制引脚输入的脉冲信号控制T1T1计数，由计数，由T1T1所计数值确定汽所计数值确定汽车的转速。车的转速。LEDLED显示电路由数码管和驱动显示电路由数码管和驱动电路

12、电路组成。用两个数码管组成。用两个数码管显示距离，数码管采用静态显示，显示距离，数码管采用静态显示，Company Logo程序设计程序设计主程序主要完成系统的初始化，控制触发脉冲信号的发射与接收，计算车尾与障碍距离，判断所测距离是否在所对应的范围内，以驱动显示电路和发声电路。.Company Logo工作流程图工作流程图Your TextYour TextYour TextYour TextYour Text图六：系统功能主流程图我们的设计是当汽车间的距离小于我们的设计是当汽车间的距离小于15cm时开始有报警信号，但信号间时开始有报警信号，但信号间隔时间长，两车距离隔时间长，两车距离10cm

13、时时LED亮亮绿灯，随着距离的缩短，信号开始变绿灯，随着距离的缩短，信号开始变得急促，在得急促，在5cm时时LED指示条亮黄灯，指示条亮黄灯，在两车相完全接触的时候报警信号为在两车相完全接触的时候报警信号为持续长音，持续长音，LED指示条亮红灯。指示条亮红灯。Company Logo4.实际应用前景实际应用前景经过相关文献以及实际调查，我们得到如下数据：经过相关文献以及实际调查，我们得到如下数据：Company Logo市场分析市场分析产品防刮擦条触须式感应防刮擦装置超声波声纳智能防刮擦装置优点操作简单，价格低廉较为有效，反应灵敏能够有效的达到预警效果，价格较低，具有实用推广性缺点一次性，不耐用无法取得预警效果同时我们也将本产品与同类型的产品进行比较 LOGO