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)

　　超聲波測量距離的計算方法

　　超聲波是以脈沖串的形式向外發(fā)送的,脈沖頻率即中心頻率(或稱(chēng)標準頻率)。PIC l8F8490主控器的定時(shí)器1(見(jiàn)圖3的 IC1內所示)從發(fā)射第一個(gè)脈沖的上升沿時(shí)刻開(kāi)始計數,直到主控器收到不斷衰減的接收信號小于設定值(即當距離小于一個(gè)預先設定值)時(shí)定時(shí)器1停止計數。因此,所測量出的時(shí)間間隔(發(fā)射信號和接收到的反射信號之間的時(shí)間差) △t 乘以聲速就等于被測距離L的兩倍(2△L)。若超聲波在溫度T時(shí)的傳播速度為V,則微控制器就可以計算出汽車(chē)和障礙物之間的距離,其計算被測距離的公式為：

 

　　為此,只要當距離小于一個(gè)預先設定值時(shí),非但有顯示而且就會(huì )發(fā)出聲光報警信號。

　　關(guān)于提高倒車(chē)檢測系統性能與精度的解決

　　換能器選擇與安裝

　　根據所需要的精度、距離和系統成本,有幾種不同的實(shí)施方案可供選擇。換能器的頻率和功率越大,精度就越高。換能器頻率越高,其體積越小,也就使得系統可以更簡(jiǎn)便地安裝到汽車(chē)上。頻率低的換能器也有好處,其探測范圍更大,更容易探測到換能器周?chē)奈矬w。一種可降低干擾的廉價(jià)技術(shù)是,在接收換能器周?chē)右桓?厘米的管子,這樣就可以集中接收有效信號,并增加方向性。

　　影響系統性能下降的一個(gè)重

　　要因素是,在發(fā)射器和揚聲器之間的串擾。只有發(fā)射脈沖在接收換能器中的作用徹底消失,接收信號才能被探測到。在這兩個(gè)組件之間盡可能減少機械耦合很重要?？刹捎玫募夹g(shù)是,將每個(gè)換能器安裝在不同的PCB上。如果它們共用一個(gè)基板,可以在換能器后面放一塊薄的泡沫塑料。如果發(fā)射-接收運用單換能器解決方案,那么應該通過(guò)軟件在發(fā)射之后和啟用接收部分之前設置一個(gè)足夠長(cháng)的延遲。應該避免給換能器增加任何保護涂層。所有這些技術(shù)都能改進(jìn)超聲系統的性能

　　關(guān)于系統精度的提高

　　溫度傳感器消除該項誤差 由于當環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)超聲波的傳播速度也隨之改變,這將會(huì )引起測距誤差。利用溫度傳感器TCl047A測量空氣溫度再送主控器中的A/D轉換器進(jìn)行溫度補償,即可消除該項誤差。

　　改善接收器LC帶通濾波器效果,可以增加信號保真度和系統精度。反射信號的額外增益級對增加探測范圍和提高精度也有幫助。

　　結束語(yǔ)

　　上述類(lèi)型的汽車(chē)倒車(chē)障礙檢測系統設計方案是微控制器和超聲波傳感器相結合的應用技術(shù),是提高駕駛安全與體驗的一個(gè)解決方案。由于系統可以識別駕駛盲區內的障礙物,司機駕駛起來(lái)會(huì )更加得心應手。

　　通過(guò)方案比較,該基于微控制器技術(shù)倒車(chē)障礙物撿測系統比單純用硬件電路系統(例內置有發(fā)送接收電路的LM1812芯片及外圍電路組成的撿測系統)要方便靈活得多,因為可用充分發(fā)揮軟件技術(shù)的優(yōu)勢,既可根據運行與泊車(chē)環(huán)境需要增加功能又替代很多硬件電路,使倒車(chē)障礙物撿測系統更可靠準確.

　　參考文獻: 1、 MicrochipTechnology Incorporated 2004年產(chǎn)品目錄. 2、何希才主編 傳感器技術(shù)及其應用.北京航空航天大學(xué)出版社 2005年4月出版.