汽車行駛追尾預警系統的製作方法

2024-03-22 07:53:05 1

專利名稱：汽車行駛追尾預警系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於車輛智能化控制領域，具體涉及一種汽車行駛追尾預警系統。
背景技術：
智能車輛控制是當今車輛工程技術領域的前沿，它體現了車輛工程，信息工程，電子技術，計算機技術等多個領域理論與實踐的交叉。智能控制技術在車輛方面的大量應用，使得車輛在自動控制，駕駛安全等方面有了明顯的進步，進一步推動車輛控制技術朝著自動化，智能化，人性化，安全性的方向發展。鑑於目前車輛行駛速度的提高，汽車追尾的問題日益凸顯，預防車輛追尾顯得越來越重要，但目前還沒有能夠有效提醒汽車追尾的預警系統還比較少見，因此，研究一種基於單片機的汽車行駛追尾預警系統，對於保障人們的安全，減少交通事故的發生是非常有必要的。
發明內容針對上述現有技術中存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在於，提供一種汽車行駛追尾預警系統，該系統能夠有效地解決車輛行駛時的追尾問題。車輛行駛時，安裝在車輛上的超聲波發射器發出超聲波，接收器接收到信號後輸入給自動控制單元，自動控制單元計算本車與被測車輛的距離，結合本車車速，判斷安全行駛距離是否足夠，如果不夠則通過聲光報警單元提示駕駛員，實現汽車行駛追尾預警。當行駛距離特別少時，該系統會採取緊急停車的方式來減少事故發生，預警的同時採取必要措施減少安全事故發生次數。為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案予以實現:一種汽車行駛追尾預警系統，其特徵在於，包括電源單元、超聲波單元、溫度補償單元、自動控制單元和聲光報警單元；其中，所述超聲波單元、聲光報警單元、溫度補償單元分別與自動控制單元相連接；所述電源單元與其他各單元相連接以供電。本實用新型還包括如下其它技術特徵:所述電源單元包括7.2伏鎳鎘充電電池，7.2伏鎳鎘充電電池連接穩壓模塊，所述穩壓模塊輸出5伏電壓。所述超聲波單元包括超聲波發射模塊和超聲波接收模塊。所述聲光報警單元採用壓電式蜂鳴器和發光二極體。所述自動控制單元採用MC9S12XS128單片機。本實用新型的優點:1、自動控制單元的PWM模塊發出的固定頻率的脈衝波，配合外部處理電路，對超聲波發生器發出的超聲波進行加強，使得本系統超聲波發射強度高，傳輸距離遠。2、當車輛需要追尾預警時，在報警提示駕駛者的過程中，同時使用了聲音和光兩種人體可以感知的信號，使得預警更加全面，人體的接受度提高。3、由於溫度對於超聲波的傳輸速度影響很大，所以採用了溫度傳感器向自動控制單元傳輸外界溫度信息，自動控制單元在計算與被測車輛距離時，對於超聲波傳輸速度自動調整，實現溫度補償。4、本系統採用了雙安全設計，在車頭和車尾各安裝了一套超聲波單元，既可以檢測與前方車輛距離，也可檢測與後方車輛的距離，實現雙向預警，實現主動追尾預警和被動追尾預警。5、本系統電路設計節能性好，功率小，使用方便，可廣泛應用於各種車輛，特別是對於初級駕駛者，採用本系統可使安全係數提高，減少和避免安全事故發生。

圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為電源單元的原理圖。圖3為超聲波單元原理圖。其中，Ca)是超聲波發射電路圖，(b)超聲波是接收電路圖。圖4為溫度補償單元原理圖。圖5為聲光報警單元原理圖。圖6為自動控制單元的引腳接線原理圖。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步解釋說明。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型的汽車行駛追尾預警系統，包括電源單元、超聲波單元、溫度補償單元、自動控制單元和聲光報警單元；其中，所述超聲波單元、聲光報警單元、溫度補償單元分別與自動控制單元相連接；所述電源單元與其它各單元相連為其供電。所述電源單元包括7.2伏鎳鎘充電電池，該7.2伏鎳鎘充電電池連接穩壓模塊。參照圖2，穩壓模塊採用MAX667穩壓晶片，MAX的2號管腳通過10微法電容C4接地，2號管腳同時通過0.0001微法電容C14接地，2號管腳即為5V電壓輸出端，給其他單元供電。MAX667的4號管腳，7號管腳，8號管腳分別接地，5號管腳連接電池的7.2V電源。電源單元將電池的7.2V電壓轉換為溫度的5V電壓，為超聲波單元、溫度補償單元、聲光報警單元、自動控制單元供電。所述超聲波單元包括超聲波發射模塊和超聲波接收模塊。超聲波單元安裝在汽車頭部或者尾部。參照圖3(a)，超聲波發射模塊由施密特反向觸發器CD40106和超聲波發射器TCT40-10-T組成。超聲波發射電路中，自動控制單元的PPO管腳與⑶40106的管腳I相連，在⑶40106的內部，管腳2與3、11、13分別相連，管腳4與5、9分別相連，管腳6、8通過一個0.22uF的電容與TCT40-10-T的一個電極相連，管腳12也通過一個0.22uF的電容與TCT40-10-T的另一個電極相連。管腳7接地，管腳14與穩壓模塊的+5V電壓輸出端相連。參照圖3(b)，超聲波接收模塊由紅外線檢波接收的專用晶片CX20106和超聲波接收探頭TCT40-10-R組成。超聲波接收電路中，TCT40-10-R的兩個電極間串聯一個33pF的電容，其中一個電極和CX20106的管腳I相連；另一個電極通過一個IuF的有極性電容和一個4.7Ω的電阻與CX20106的管腳2相連，通過一個3.3uF的有極性電容與CX20106的管腳3相連，直接與CX20106的管腳4相連並接地，通過一個330pF的無極性電容與CX20106的管腳6相連，通過一個IOOuF的有極性電容和穩壓模塊的+5V電壓輸出端相連；CX20106的管腳5通過一個220k Ω的滑動變阻器與穩壓模塊的+5V電壓輸出端相連，7管腳與自動控制單元的PTO管腳相連並通過一個22k Ω的電阻與穩壓電源的+5V輸出端相連，8管腳和穩壓模塊的+5V電壓輸出端相連。所述溫度補償單元包括DS18B20數字溫度傳感器，所述溫度傳感器通過一個場效應管與自動控制單元及電池單元的穩壓模塊相連。溫度補償單元安裝在車尾部，這樣可以採集到最真實的室外溫度。參照圖4，自動控制單元的IO 口(PAl)接場效應管的柵極，電源單元的穩壓模塊的+5V電壓輸出端與場效應管的漏極相連並通過一個4.7k Ω的電阻與DS18B20的數字輸入\輸出端相連，自動控制單元的IO 口(PA3)與場效應管的源極相連並和DS18B20的數字輸入\輸出端相連，DS18B20其餘兩個管腳接地。所述聲光報警單兀包括壓電式蜂鳴器和發光二極體。聲光報警單兀安裝在汽車駕駛室內。參照圖5，自動控制單元的IO 口(PP7)通過一個IOkQ的電阻與三極體1015的基極相連，自動控制單元的IO 口(PBl)和發光二極體的負極相連，發光二極體的正極與蜂鳴器的正極相連並通過一個47kQ的電阻與三極體1015的基極相連,穩壓模塊的+5V電壓輸出端和三極體1015的發射極相連，三極體1015的集電極通過一個5k Ω滑動變阻器接地，三極體8050的發射極接地，集電極和蜂鳴器的負極相連。所述自動控制單元採用Freescale公司生產的HCS12系列單片機中的MC9S12XDP512，其是一款高性能、低功耗的16位微處理器，內部集成了多個通用IO接口，集成了脈寬調節模塊。節省了外部電路設計和軟體實現，使得檢測和報警更為準確。該款單片機具有較強的中斷處理能力，具有多個外部觸發中斷輸入引腳，有利於外部中斷的準確開關。參照圖6，超聲波發射模塊與自動控制單元的脈衝條件模塊的PPO管腳連接，超聲波接收模塊與自動控制單元的定時器中斷模塊的管腳PTO連接。溫度補償單元與自動控制單元的PAl和PA3連接，聲光報警單元的聲光報警電路分別連接自動控制單元的PP7和PBl管腳。當超聲波發射器發射超聲波時，來自自動控制單元脈衝累加模塊的PPO管腳，發射一個固定40KHZ的脈衝波，經一級反相器輸送給超聲波發射電路，同時經兩級反相器輸送給超聲波接收電路，用這種方式將脈衝波加在超聲波兩端增加超聲波的發射強度，當超聲波經過物體發射回來後，由超聲波接收器接收處理，向自動控制單元輸送一個脈衝信號，同時自動控制單元接受溫度補償單元輸入的溫度信號，檢測到超聲波反射後的脈衝信號後，自動控制單元根據溫度補償計算與前方物體的距離，來判斷當前車速下行駛是否安全，如果不安全則採取預警提示聲光報警，如果更危險的話，對車輛採取強制制動措施。實際應用中，當超聲波發射時，自動控制單元內部會有一個記時，當超聲波接收信號通過中斷PTO管腳輸送給自動控制單元時，記時停止，自動控制單元採取溫度補償單元輸入的信號，計算當前的溫度值，根據L=l/2*(t*c)+0.6*T計算此時車輛與前方的距離，t為發射超聲波和接收超聲波的時間差，c為超聲波在空氣中的傳播速度，T為當前溫度值。自動控制單元根據當前計算出的距離L，結合當前車速決定是否處於安全行駛狀態，如果有發生追尾的可能性，則控制聲光報警單元來提醒駕駛者採取減速制動措施，如果與前方相對距離已經很少了，追尾發生可能性極大，則採取強制減速停車制動措施，預防追尾，實現追尾預警。
權利要求1.一種汽車行駛追尾預警系統，其特徵在於，包括電源單元、超聲波單元、溫度補償單元、自動控制單元和聲光報警單元；其中，所述超聲波單元、聲光報警單元、溫度補償單元分別與自動控制單元相連接；所述電源單元與其它各單元相連為其供電。
2.根據權利要求1所述的汽車行駛追尾預警系統，其特徵在於，所述電源單元包括7.2伏鎳鎘充電電池，7.2伏鎳鎘充電電池連接穩壓模塊,所述穩壓模塊輸出5伏電壓。
3.根據權利要求1所述的汽車行駛追尾預警系統，其特徵在於，所述超聲波單元包括超聲波發射模塊和超聲波接收模塊。
4.根據權利要求1所述的汽車行駛追尾預警系統，其特徵在於，所述聲光報警單元採用壓電式蜂鳴器和發光二極體。
5.根據權利要求1所述的汽車行駛追尾預警系統，其特徵在於，所述自動控制單元採用 MC9S12XDP512 單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車行駛追尾預警系統，包括電源單元、超聲波單元、溫度補償單元、自動控制單元和聲光報警單元；其中，所述超聲波單元、聲光報警單元、溫度補償單元分別與自動控制單元相連接；所述電源單元與其他各單元相連接以供電。本實用新型由自動控制單元發出脈衝波對超聲波進行加強，使得超聲波的強度和傳輸距離增強，使得測量更為準確。自動控制單元根據超聲波算出的距離，來決定對車輛做出什麼形式的追尾預警。本實用新型電路設計節能性好，功率小，使用方便，可廣泛應用於各種車輛。
文檔編號G01S15/93GK202975323SQ20122057528
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者李海琴, 寧一高, 劉永濤 申請人:長安大學