Разработка ультразвукового дальномера для парковки

Разработка ультразвукового дальномер для парковки

Аннотация: В данной статье описывается основной принцип ультразвукового дальномер для парковки, который разработан с помощью микропроцессорной технологии adopTIng. Также обсуждаются модель измерения MathemaTIcs и методы calculaTIon, а также методы realizaTIon. Метод калибровки программного обеспечения используется для повышения точности и надежности измерения. Фактическое применение показывает, что при парковке охрана сильно застрахована.

Ключевые слова: Ультразвуковой диапазон-поиск микропроцессора

С постоянным повышением уровня жизни растет осведомленность о потреблении автомобилей, въезжающих в семьи. В Китае быстро растет количество городских автомобилей. В результате дорожно-транспортные происшествия увеличиваются день ото дня, особенно в городах. Развитие интеллектуальной транспортной системы является важным направлением развития транспорта в 21 веке. Интеллектуальная транспортная система (ITS) в полной мере раскрит потенциал существующей инфраструктуры и повышает эффективность транспорта. Превосходная эффективность обеспечения безопасности дорожного движения, уменьшения заторов на дорогах и улучшения городской среды была широко обеспокоена правительствами на всех уровнях. Китайское правительство также придает большое значение его исследованиям, разработкам, продвижению и применению. Обсуждаемый в этой статье посвящен защите заднего хода, которая может эффективно избегать препятствий и пешеходов, которые могут нанести вред реверсу. Эффективно избегайте экономических потерь и проблем с личной безопасностью, вызванных обращением вспять. Иностранные автомобили высокого класса устанавливались с аналогичными системами, когда они покидали завод.

Система состоит из трех частей: (1) два воздушных ультразвуковых зонда с одинаковым приемопередатчиком для обнаружения препятствий в левой и правой задней части хвоста автомобиля. (2) Схема управления, состоящая из однокристального микрокомпьютера и ультразвуковой передающей и приемной схемы. (3) Схема отображения расстояния и схема звуковой и визуальной сигнализации.

Система реализует следующие технические индексы; Двустороннее ультразвуковое позиционирование, расстояние цифрового дисплея, диапазон расстояния голосовой подсказки, диапазон расстояния дисплея nixie.

Конкретные показатели следующие: I. Два канала ультразвукового позиционирования, и угол диапазона обнаружения каждого канала составляет 14o

II трехзначный дисплей nixie tube distance

III четырехсегментный голосовой диапазон дальности, красный, зеленый и синий дисплей расстояния nixie

Рабочая температура:-20-60

Разрешение измерения составляет 1 см, а ошибка составляет менее 0,5%.

Тестер обладает высокой точностью измерения и разнообразными оперативными методами, которые могут удовлетворить объективные потребности различных рабочих сред.

3 Состав аппаратной схемы и принцип работы

Чип управления 3,1

AT89C2051 используется в качестве контроллера в небольших интеллектуальных инструментах с высокой производительностью. Система инструкций полностью совместима с 8031. Он имеет все функциональные структуры 8031, кроме портов P0 и P2. Система контроля измерений, состоящая из нее, имеет преимущества простой схемы, высокой надежности и небольшого объема; Объем схемы управления и передачи и приема составляет, а блок-схема состава оборудования показана на рисунке 1;

Порты P1.4 и P1.5 однокристального микрокомпьютера программируются как выходные порты для поочередного вывода квадратной волны 40 кГц с длительностью 0,2 мс и отправки ее снова каждые 19,8 мс, то есть частота повторения двух каналов ультразвука равна. Скорость распространения ультразвука в воздухе при комнатной температуре составляет 340 м/с, что определяет максимальное расстояние обнаружения прибора. Фактическая ситуация заключается в том, что, поскольку инструкции нужно время для запуска, и когда все передачи и приема будут завершены, программа отправит дисплей. Когда частота повторения составляет около 50 Гц, максимальное расстояние обнаружения составляет 1,5 м. Формы сигналов портов P1.4 и P1.5 показаны на рисунке 2. P1.6 и P1.7 запрограммированы как входные порты для приема двух ультразвуковых эхо-сигналов соответственно.

P3.2-p3.5 запрограммирован как выходной порт, p3.2-p3.4 управляет сегментом голосовых данных голосового чипа isd1110, а p3.5 контролирует, когда играть.

Дисплей использует динамическое сканирование, последовательные порты RXD и TXD используются для отправки данных отображения, а p1.0-p1.3 используются для отправки битов отображения. Поскольку P1.0 и P1.1 не имеют внутреннего сопротивления подтягиванию, внешнее сопротивление подтягивания 4,7 К должно быть подключено соответственно в приложении.

Схема принимает max810 сброса специального чипа. Потому что источник питания на транспортном средстве принимает DC 12V. Аккумулятор и генератор подключены параллельно. В плохих условиях работы (например, во время запуска двигателя) напряжение падает примерно до 6 В. Источник питания однокристального микрокомпьютера берется от 12 В транспортного средства, что будет серьезным помехой для нормальной работы однокристального микрокомпьютера, и программа будет работать. Max810 может решить эту проблему. Его функция заключается в мониторинге напряжения источника питания однокристального микрокомпьютера; Когда напряжение питания ниже установленного порога, max810 сбрасывается и продолжается в течение 140 мс, когда напряжение питания возвращается выше порогового значения. Это может хорошо устранить помехи, вызванные нестабильным напряжением источника питания однокристального микрокомпьютера.

3,2 ультразвуковой передающий и приемный контур

Две передающие и приемные схемы имеют одинаковую структуру и работают по очереди. Две цепи имеют одинаковую структуру. Принцип показан на рисунке 3;

3.2.1 передающая схема

Поскольку порт P1 однокристального микрокомпьютера может обеспечивать заполняющую емкость тока 20 мА при использовании в качестве порта ввода-вывода, а пропускная способность тока мала, трубка NPN подключается извне для повышения ее выходной токоемкости. Убедитесь, что импульсный сигнал 40 кГц имеет определенную мощность.

3.2.2 Приемная схема

Приемная схема состоит из предусилителя; Усиление фильтра Bandpass; Эхо-формирование и бинаризация. Предусилитель может эффективно усиливать небольшой сигнал и улучшать входное сопротивление всей схемы усиления. В этой схеме проектируется двухступенчатая усиление полосного фильтра с обратной связью бесконечного усиления второго порядка, центральная частота составляет 40 кГц; Увеличение первой ступени составляет A1 =-120, а усиление второй ступени-A1 = - 320, Что гарантирует, что микро-вольтовый сигнал усиливается до стадии вольт для формирования и бинаризации. Функция схемы формирования и бинаризации заключается в обнаружении эхо-сигнала в один сигнал полярности; Бинаризация, т. е. Один бит a / D, устанавливает пороговый уровень, преобразует аналоговое эхо в сигнал уровня и вводит его в P1.6.

3,3 схема голосовой сигнализации

В качестве вывода измерительного прибора голосовая сигнализация очень интуитивно понятная и понятная форма, а интерфейс между человеком и машиной является дружественным. Учитывая, что водитель обычно не успевает оценить прибор на транспортном средстве при движении задним ходом и обращает внимание на заднюю часть автомобиля, время принимает голосовую сигнализацию. В настоящее время на рынке существует много видов продуктов голосовой технологии. В этой схеме используется голосовой чип isd1110 компании ISD, а в микросхеме используется технология прямого аналогового хранения (DAST), которая имеет высокую степень интеграции. Время записи и воспроизведения составляет 10 секунд и разделено на 80 секций. Управление микрокомпьютером можно гибко комбинировать для вывода требуемых голосовых сигналов. В приложении требуется самодельная система разработки, а голос записывается в чип и подключается к системе с помощью параллельного порта ПК. Всего было зарегистрировано 4 сегмента, а именно; «Зона 1,5 м»; «Зона 1 м»; «Зона 0,5 м»; «Предельная предупреждающая музыкальная сигнализация». Регулярно играйте в соответствующий абзац в соответствии с измеренным расстоянием. Если результат измерения составляет 0,8 м, сообщите "площадь 1 м". Интерфейс схемы управления показан на рисунке 4; A3, A4 и A5 для сегментов аварийной сигнализации isd1110, игра подключается к p3.5, а падающий край запускает воспроизведение.

3,4 схема отображения

В дополнение к звуковой сигнализации, оптический сигнал тревоги является еще одним эффективным режимом сигнализации. Есть две формы оптической сигнализации в дизайне. Три трубки nixie отображают текущее тестовое расстояние (единица измерения: мм), дисплей «---», расстояние от реверса до препятствия менее 25 мм, дисплей «SOS» мигает, и голос играет предупреждающая музыка. Ряд трубок nixie имеет две красные, две зеленые и две синие, что показывает относительное расстояние. Когда измеренное значение превышает 1 м, на нем не более двух зеленых трубок; когда измеренное значение превышает 0,5 м, две зеленые трубки горят и не более двух желтых трубок; когда измеренное значение превышает 0,3 м, две зеленые и две желтые трубки находятся на, И не более двух красных трубок. В строке nixie tube отображается относительное значение тестового расстояния. Чем ближе расстояние, тем больше цифр светит трубка nixie.

Электрическая принципиальная схема показана на фиг. 5. Последовательный выход RXD используется для отображения данных, TXD выводит импульс синхронизации, а часть 164 используется для преобразования последовательных данных в параллельные данные-выход P1.3 в качестве управления положением, включения трубки nixie и светодиодного ряда. Поскольку P1.0 и P1.1 не имеют сопротивления подтягиванию, при использовании в качестве портов ввода-вывода следует подключать сопротивление подтягивания 4,7 К. Для того чтобы увеличить пропускную способность, mc1413 добавляется к управлению положением.

Программа состоит из основной программы (рис. 6), программы обслуживания прерываний (рис. 7) и подпрограммы отображения (рис. 8). Таймер T0 используется в течение 10 мс, а импульс 40 кГц отправляется на P1.4 в начале времени, чтобы узнать, есть ли эхо в P1.6. Если есть эхо, его можно получить из времени t0 t и скорости звука V (м); Если 10 мс пришло без эха, t0 прерывает переполнение по времени. В подверсии службы прерывания t0 запишите отображение «---» в буфер отображения, установите бит флага, определите бит флага, чтобы определить выход подсистемы обслуживания, и обновите бит флага перед возвращением. Функция флажка заключается в том, чтобы гарантировать, что P1.4 и P1.6; P1.5 и P1.7 отправляют и получают по очереди. Дисплей принимает динамическое сканирование. Каждый раз, когда основная программа завершает передачу и прием одного канала, она отправляет дисплей. Каждый дисплей запускает последовательный порт четыре раза, и соответствующий бит отображения устанавливается на низкий. В то же время воспроизводите соответствующий сегмент подсказки в соответствии с результатами измерения.

Когда автомобиль работает, есть сильное электромагнитное излучение из-за высокого напряжения электрического огня, и электромагнитная среда плохая. Поэтому проблема защиты от помех рассматривается как в аппаратном, так и в программном обеспечении;

С точки зрения аппаратного обеспечения, ультразвуковой прием-это небольшой сигнал на передней сцене. Датчик подключен с помощью высококачественного одноъядерного экранированного провода для обеспечения надежной передачи небольших сигналов. На этапе усиления сигнала двухступенчатая полосная фильтрация используется для фильтрации высокочастотных и низкочастотных помех. Источник питания цифровой части и аналоговой части поставляется отдельно. В блоке контроллера используется металлическая оболочка для защиты внешнего электромагнитного поля. Программное обеспечение использует метод исключения валовой стоимости, и каждый результат измерения представляет собой группу из трех раз. Сначала исключается валовая величина, а затем получается средний результат измерения, отправленный на дисплей. Использование кубического усреднения учитывает эффективность измерения в реальном времени. Во время заднего хода меня не особо волнует точное расстояние от препятствия; Дело в том, есть ли препятствия и как далеко от задней части машины. Практика доказала, что эти меры достигли хороших результатов.

Инструмент введен в эксплуатацию и достиг заранее поставленной цели. В процессе движения задним ходом он реализует автоматическое обнаружение препятствий в пределах 1,5 м от левой задней и правой задней части автомобиля и внезапно прорвавшихся в опасную зону пешеходов, подает сигнал тревоги и предлагает водителю принять меры. Для новых водителей его роль более очевидна. Они хорошо знают в процессе реверсирования, что значительно повышает безопасность при реверсировании.