微控制器和超聲波技術在汽車倒車檢測系統中的應用(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送的,脈沖頻率即中心頻率(或稱標準頻率)。PIC l8F8490主控器的定時器1(見圖3的 IC1內所示)從發射第一個脈沖的上升沿時刻開始計數,直到主控器收到不斷衰減的接收信號小于設定值(即當距離小于一個預先設定值)時定時器1停止計數。因此,所測量出的時間間隔(發射信號和接收到的反射信號之間的時間差) △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時的傳播速度為V,則微控制器就可以計算出汽車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預先設定值時,非但有顯示而且就會發出聲光報警信號。

　　關于提高倒車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便地安裝到汽車上。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圍的物體。一種可降低干擾的廉價技術是,在接收換能器周圍加一根3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重

　　要因素是,在發射器和揚聲器之間的串擾。只有發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。在這兩個組件之間盡可能減少機械耦合很重要?？刹捎玫募夹g是,將每個換能器安裝在不同的PCB上。如果它們共用一個基板,可以在換能器后面放一塊薄的泡沫塑料。如果發射-接收運用單換能器解決方案,那么應該通過軟件在發射之后和啟用接收部分之前設置一個足夠長的延遲。應該避免給換能器增加任何保護涂層。所有這些技術都能改進超聲系統的性能

　　關于系統精度的提高

　　溫度傳感器消除該項誤差 由于當環境溫度發生變化時超聲波的傳播速度也隨之改變,這將會引起測距誤差。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

　　上述類型的汽車倒車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,是提高駕駛安全與體驗的一個解決方案。由于系統可以識別駕駛盲區內的障礙物,司機駕駛起來會更加得心應手。

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

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