基于智能測距下的車輛管理系統的作用價值探討

唐思均

（宜賓職業技術學院，宜賓 644000）

1 引言

隨著我國在近年來經濟快速增長的背景下，汽車市場也隨之快速的擴大，私家車已經成為了人們出行所必不可少的交通工具。在全國范圍內中國千人汽車保有量達到了一百四十輛，甚至在中國發達的東南沿海城市一個家庭擁有兩輛以上的車輛也已經是不足為奇了。過快的車輛增長速度使得整個城市的交通變得過于擁擠了。隨之產生的各種安全問題也是越來越多。車輛在保證駕駛的基本功能的同時保證與之相關的人員的安全和和諧的人車關系也是第一要務，因此提高行車安全性的產品設計是具有極高必要性的，也是汽車工程設計的一個重要的課題。這是一個充滿前景而又大有可為的方向。也是對我國建設一個和諧安全的以人為本的社會環境做出了貢獻。

2 基于智能測距下的車輛管理系統的作用探析

2.1 智能測距的要求

能夠保證較低的開發成本的前提下，完成整個超聲波測距防撞系統的功能構建，實現在汽車后方有障礙物接近時的對其與汽車之間距離的測量并提供預警能力。在超聲波發射模塊中運用555時基電路來構成超聲波載波信號發生器。在超聲波接收模塊中運用sony 生產的CX20106A 紅外線檢波芯片對超聲波回波進行檢測并對單片機輸出中斷信號，并對該超聲波接收模塊電路進行仔細分析，設計出恰當的硬件電路并使其增益可調。最后運用四位八段數碼管對測距結果進行顯示。

2.2 基于智能測距下的車輛管理系統的工作原理

超聲波是指頻率超過20khz 的聲波，其頻率突破了人耳能獲得的上限而得名為超聲波。它具有方向性好、透過性強的特點也能夠易于取得較為聚集的聲能。超聲波測距運用了超聲波在大氣等介質中傳播速率較為固定，且當超聲波碰到物體以后會反射的特性。以此可以將其運用到測距當中，且其與目標物非接觸的特性，符合倒車系統的設計要求，但也可搭配溫度補償模塊來進一步提高該系統的精度要求。超聲波在15℃一個標準大氣壓下為傳播速率為340m/s，環境溫度以及空氣密度的因素會影響到超聲波在空氣中的傳播速率，但考慮到車輛倒車只需要了解周圍一米至兩米左右的距離以內是否存在障礙物即可，距離較短，精度要求也只需要厘米級，因此只需要將室溫下的超聲波速度作為標準即可。從超聲波換能器發射超聲波到超聲波接收模塊對單片機輸入中斷信號為止的時間記為“T”，由此可知，超聲波在空氣中傳播了T/2。類似于雷達系統。我們就能夠獲得汽車到目標物之間的距離數據，即：L=340*T/2。這些數據通過單片機AT89C51進行處理即可，最后再由顯示模塊進行距離顯示。

2.3 基于智能測距下的車輛管理系統的作用

超聲波測距的方法是運用了超聲波遇到障礙物會反射的特性，通過計算發射超聲波的時間點和接收到反射回來的超聲波回波的時間點之間的時間差來獲得與目標障礙物之間的距離數據。首先通過單片機產生超聲波發射信號，當由555定時器構成的時基電路接收到該信號時，在555定時器的4管腳處產生一個高電平使其開始工作并在3管腳去輸出占空比為百分之五十的40kHz的超聲波信號，并通過反相器將信號輸出給發射頭，發射出去的超聲波在遇到障礙物后反射回來之后由cx20106a 組成的超聲波接收模塊進行檢波整形并將中斷信號傳遞給單片機。單片機通過對信號數據的分析獲得車輛到障礙物之間的間距數據并顯示在顯示模塊上。并通過蜂鳴器來對危險距離進行報警。對于超聲波發射和接收裝置采用了常見的分體式傳感器T/R40。

3 結束語

該超聲波測距防撞系統使用了AT89C51單片機、555定時器、CX20106A 紅外線檢波芯片、74HC04反相器芯片、T40-10超聲波傳感器、4位陽級數碼管、74LS2443態八位緩沖器以及其他一干元器件來完成整個硬件設計，其中555定時器74HC04和傳感器構成了超聲波發送模塊的主要部分，CX20106A 和傳感器構成了超聲波接收模塊，數碼管、74LS244和三極管等組成了顯示模塊，這些模塊通過AT89C51單片機整合而成，并通過C 語言編程來完成整個功能的實現。其具有足夠高的精度和穩定性和較低的成本達到了超聲波倒車測距防撞系統的整個設計要求。雖然本案的設計已經做到了大部分的考慮，但這些還是遠遠不夠的，單個探頭對整個汽車后方并不能做到全面精確的測量，通過在車后對稱布置兩枚超聲波發射傳感器然后對獲得的數據進行三角函數的處理是可能更加周全的汽車與障礙物之間距離的參數的。超聲波的速率也與空氣濕度有關系，為了獲得更高的精確度溫度數據也是可以引入的一個數據。汽車在行使過程中本身就是具有一定的速度的，這也是需要考慮到的一個方面。