微控制器和超聲波技術(shù)在汽車(chē)倒車(chē)檢測系統中的應用(05-100)

　　倒車(chē)障礙檢測系統對盲區內障礙物的探測

　　倒車(chē)障礙檢測系統所采用的超聲波傳感器技術(shù)可以探測到附近的障礙物,為駕駛員提供倒車(chē)警告和輔助泊車(chē)功能,其原理是利用超聲波探測倒車(chē)路徑上或附近存在的任何障礙物,并及時(shí)發(fā)出警告。所設計的檢測系統可以同時(shí)提供聲光并茂的聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)警告,其警告表示是探測到了在盲區內障礙物的距離和方向。這樣,在狹窄的地方不管是泊車(chē)還是開(kāi)車(chē),借助倒車(chē)障礙報警檢測系統,駕駛員心理壓力就會(huì )減少,并可以游刃有余地采取必要的動(dòng)作。而這種PIC l8F8490微控制器與超聲波傳感器很便宜,并且可以用在眾多車(chē)型上。

　　那末什么是基于超聲波傳感器的倒車(chē)障礙檢測系統呢?為此應先了解超聲波傳感器的有關(guān)技術(shù)問(wèn)題

 

　　超聲波傳感器系統構成與工作程式(見(jiàn)圖1所示)

　　由發(fā)送傳感器(或稱(chēng)超聲波發(fā)送器)、接收傳感器(或稱(chēng)超聲波接收器)、控制部分與電源部分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成,換能器作用是將陶瓷振子的電振動(dòng)能量轉換成超聲波能量并向空中幅射;而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成, 換能器接收超聲波產(chǎn)生機械振動(dòng),將其變換成電能量,作為傳感器接收器的輸出,從而對發(fā)送的超聲波進(jìn)行檢測.而實(shí)際使用中,用發(fā)送傳感器的陶瓷振子的也可以用做接收器傳感器社的陶瓷振子.控制部分主要對發(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調制和計數及探測距離等進(jìn)行控制.超聲波傳感器的電源(或稱(chēng)信號源)可用DC12V±10%或24V±10%.

　　若對發(fā)送傳感器內諧振頻率為40KHz的壓電陶瓷片(雙晶振子)施加40KHz高頻電壓,則壓電陶瓷片就根據所加高頻電壓極性伸長(cháng)與縮短,于是發(fā)送40KHz頻率的超聲波,其超聲波以疏密形式傳播(疏密程度可由控制電路調制),其超聲波波形見(jiàn)圖1所示,并傳給超聲波接收器.接收器是利用壓電效應的原理,即在壓電元件上施加壓力,使壓電元件發(fā)生應變,則產(chǎn)生一面為”+”極,另一面為”-“極的40KHz正弦電壓.因該高頻電壓幅值較小,故必須進(jìn)行放大.

　　根據超聲波傳感器等效電路與阻抗特性可知,對發(fā)送傳感器而言,工作于串聯(lián)諧振,即諧振頻率fr處阻抗Zr最低,故能供給最大功率,能用較大振動(dòng)傳感器;而對接收傳感器而言,工作于并聯(lián)諧振,即諧振頻率fα處阻抗Zα最高,難供大功率,但阻抗Zα高就能得到較大振幅信號,所以fα處用作傳感器其靈敏度高.

　　倒車(chē)撿測障礙糸統超聲換能器的工作方式為反射式,,即發(fā)送傳感器換能器發(fā)射40KHz頻率的超聲波,迂到障礙后反射被接收傳感器的換能器接收并轉換成電信號,見(jiàn)圖2所示. 其傳播介質(zhì)為空氣.

 

　　基于超聲波微控制器技術(shù)的倒車(chē)障礙檢測系統設計方案

 

　　圖3為汽車(chē)倒車(chē)障礙檢測系統設計方案框圖