Phát triển của Siêu Âm Đo Khoảng Cách cho Bãi Đậu Xe

Phát triển của Siêu Âm Phạm Vi Finder cho Bãi Đậu Xe

Tóm tắt: giấy này mô tả các nguyên tắc cơ bản của các siêu âm phạm vi Finder cho bãi đậu xe được phát triển bằng cách áp dụng công nghệ vi xử lý. Toán học mô hình của đo lường và tính toán cũng như việc thực hiện phương pháp này là cũng thảo luận. Phần mềm hiệu chỉnh phương pháp được sử dụng để tăng độ chính xác và độ tin cậy. Thực tế Đơn Xin sự cho thấy rằng các an ninh được bảo hiểm khi đậu xe.

Từ khóa: Siêu Âm Phạm Vi-Tìm kiếm Bộ Vi Xử Lý

Với các cải tiến liên tục của khách tiêu chuẩn, các tiêu thụ nâng cao nhận thức của xe ô tô xâm nhập vào Gia Đình Là tăng. Trung Quốc của đô thị xe sở hữu đã tăng lên nhanh chóng. Như một kết quả, tai nạn giao thông là tăng từng ngày, đặc biệt là trong thành phố. Sự phát triển của giao thông thông minh hệ thống là một điều quan trọng hướng phát triển của giao thông vận tải trong các 21st thế kỷ. Thông minh giao thông vận tải hệ thống (CỦA NÓ) là cho phát huy đầy đủ để các tiềm năng của hiện tại cơ sở hạ tầng và cải thiện giao thông vận tải hiệu quả. Các tuyệt vời hiệu quả của đảm bảo an toàn giao thông, làm giảm ùn tắc giao thông và cải thiện đô thị môi trường đã được rộng rãi quan tâm đến bởi chính phủ ở tất cả các cấp. Các Chính phủ Trung Quốc cũng rất chú trọng đến các nghiên cứu, phát triển, khuyến mãi và ứng dụng của nó. Các thảo luận trong bài báo này tập trung vào đảo ngược bảo vệ, mà hiệu quả có thể tránh chướng ngại vật và người đi bộ có thể gây hại cho để đảo chiều. Có hiệu quả tránh thiệt hại kinh tế và an toàn cá nhân vấn đề gây ra bởi đảo chiều. Nước ngoài cao cấp xe ô tô có đã được cài đặt với hệ thống tương tự khi họ rời khỏi nhà máy.

Các hệ thống bao gồm ba phần: (1) hai không khí siêu âm đầu dò với cùng một thu phát để phát hiện các chướng ngại vật ở bên trái và bên phải phía sau của các xe đuôi. (2) các mạch điều khiển bao gồm của máy vi tính Chip đơn và siêu âm truyền và nhận được mạch. (3) khoảng cách hiển thị mạch và âm thanh và hình ảnh báo động mạch.

Các hệ thống nhận ra các sau đây chỉ số kỹ thuật; Hai cách siêu âm định vị, kỹ thuật số hiển thị khoảng cách, nhắc nhở bằng giọng nói Khoảng Cách Phạm vi, hàng nixie Ống hiển thị phạm vi khoảng cách.

Các cụ thể chỉ số như sau: I. Hai kênh của siêu âm định vị, và phạm vi phát hiện góc của mỗi kênh là 14o

II Ba chữ số nixie Ống Hiển thị khoảng cách

III bốn đoạn bằng giọng nói Khoảng Cách Phạm vi nhanh chóng, đỏ, xanh lá cây và màu xanh nixie Ống Hiển thị khoảng cách

Nhiệt độ làm việc:-20-60

Các đo lường độ phân giải là 1cm, và các lỗi này là ít hơn 0.5%.

Các thử nghiệm có độ chính xác đo cao và đa dạng nhanh chóng phương pháp, mà có thể đáp ứng các mục tiêu nhu cầu của khác nhau làm việc môi trường.

3 mạch phần cứng thành phần và nguyên tắc làm việc

3.1 Chip điều khiển

AT89C2051 được sử dụng như bộ điều khiển trong nhỏ thông minh cụ với hiệu suất chi phí cao. Các hệ thống hướng dẫn là hoàn toàn tương thích với 8031. Nó có tất cả các chức năng cấu trúc của 8031 ngoại trừ P0 và P2 cổng. Các kiểm soát đo lường Hệ thống bao gồm của nó có những ưu điểm của mạch điện đơn giản, độ tin cậy cao và khối lượng nhỏ; các khối lượng của điều khiển và truyền và nhận được mạch là, và các phần cứng thành phần sơ đồ khối được thể hiện trong Hình 1;

P1.4 và P1.5 cổng của máy vi tính Chip đơn được lập trình như đầu ra cổng để luân phiên đầu ra 40KHz vuông sóng với một thời gian của 0.2ms, và gửi nó một lần nữa mỗi 19.8ms, đó là, các sự lặp lại tần số của hai kênh của siêu âm là. Các Tuyên Truyền tốc độ của siêu âm trong không khí ở nhiệt độ phòng là 340 mét/giây, mà quyết định tối đa Khoảng cách phát hiện của các nhạc cụ. Tình hình thực tế là bởi vì các hướng dẫn cần thời gian để chạy, và khi tất cả các truyền tải và tiếp nhận là hoàn thành, các chương trình sẽ gửi cho một màn hình hiển thị. Khi các sự lặp lại tần số là khoảng 50Hz, tối đa khoảng cách phát hiện là 1.5m. Các dạng sóng của P1.4 và P1.5 cổng được thể hiện trong Hình 2. P1.6 và P1.7 được lập trình như là Đầu vào Cổng để nhận được hai siêu âm vang cho phù hợp.

P3.2-p3.5 được lập trình như các cổng đầu ra, p3.2-p3.4 điều khiển các dữ liệu bằng giọng nói phân đoạn của isd1110 giọng nói của con chip, và p3.5 điều khiển khi để chơi.

Màn hình hiển thị thông qua năng động quét, cổng nối tiếp RXD và TXD được sử dụng để gửi hiển thị dữ liệu, và p1.0-p1.3 được sử dụng để gửi hiển thị bit. Kể từ khi P1.0 và P1.1 không có nội bộ kéo-up sức đề kháng, bên ngoài kéo-up sức đề kháng của 4.7K sẽ được kết nối với tương ứng trong ứng dụng.

Các mạch thông qua max810 Reset chip đặc biệt. Bởi vì các cung cấp điện trên các xe thông qua DC 12V. Các pin và máy phát điện được kết nối song song. Dưới xấu điều kiện làm việc (chẳng hạn như trong quá trình động cơ Bắt Đầu), điện áp giảm xuống đến khoảng 6V. Việc cung cấp điện của máy vi tính Chip đơn được lấy từ các 12V của chiếc xe, đó sẽ là một nghiêm trọng sự can thiệp để các hoạt động bình thường của máy vi tính Chip đơn, và các chương trình sẽ chạy. Max810 có thể giải quyết vấn đề này. Chức năng của nó là để theo dõi các nguồn cung cấp điện áp của máy vi tính Chip đơn; khi nguồn cung cấp điện áp là thấp hơn so với một thiết lập ngưỡng, các max810 Reset và tiếp tục cho 140MS khi nguồn cung cấp điện áp lợi nhuận trên các ngưỡng. Này cũng có thể giải quyết sự can thiệp gây ra bởi các không ổn định nguồn cung cấp điện áp của máy vi tính Chip đơn.

3.2 siêu âm truyền và nhận được mạch

Hai truyền và nhận được mạch có các cấu trúc tương tự và làm việc luân phiên. Hai mạch có các cấu trúc tương tự. Các Nguyên Tắc được thể hiện trong Hình 3;

3.2.1 truyền mạch

Kể từ khi P1 cổng của máy vi tính Chip đơn có thể cung cấp 20mA hiện tại điền công suất khi được sử dụng như cổng IO, và hiện tại khả năng hấp thụ là nhỏ, một NPN ống được kết nối với bên ngoài để cải thiện đầu ra của nó công suất hiện tại. Đảm bảo rằng các 40KHz xung tín hiệu có một lực nhất định.

3.2.2 nhận được mạch

Các nhận được mạch bao gồm của Preamplifier; bộ lọc Bandpass khuếch đại; Echo việc định hình và binarization. Preamplifier hiệu quả có thể khuếch đại tín hiệu nhỏ và cải thiện các Trở kháng đầu vào của các toàn bộ mạch khuếch đại. Trong mạch này, hai giai đoạn thứ hai-Thứ tự vô hạn đạt được thông tin phản hồi Bộ lọc bandpass khuếch đại được thiết kế, và tần số trung tâm là 40KHz; sự gia tăng của các giai đoạn đầu tiên là A1 = - 120 và việc đạt được của các giai đoạn thứ hai là A1 = - 320, Mà đảm bảo rằng các micro Volt tín hiệu được khuếch đại để các Volt giai đoạn cho việc định hình và binarization. Các chức năng của việc hình thành và binarization mạch là để phát hiện các tín hiệu tiếng vang vào một phân cực tín hiệu; binarization, tức là Một bit A/D, bộ các ngưỡng mức độ, chuyển đổi các Analog Echo vào mức độ tín hiệu và tín hiệu đầu vào nó để P1.6.

3.3 báo động bằng giọng nói mạch

Như các đầu ra của các dụng cụ đo lường, các báo động bằng giọng nói là một rất trực quan và dễ dàng để hiểu được hình thức, và người đàn ông-Máy giao diện là thân thiện với môi. Xét rằng các trình điều khiển thường có không có thời gian để ước tính các công cụ trên các xe khi đảo chiều và trả tiền chú ý để phía sau của chiếc xe, thời gian thông qua các báo động bằng giọng nói. Hiện nay, có rất nhiều loại của công nghệ giọng nói sản phẩm trên thị trường. Mạch này thông qua isd1110 giọng nói của con chip của ISD công ty, và các chip thông qua (DAST) trực tiếp Analog công nghệ lưu trữ, trong đó có một mức độ cao của hội nhập. Ghi âm và phát lại thời gian là 10 giây và chia thành 80 phần. Các điều khiển máy vi tính có thể được kết hợp một cách linh hoạt để đầu ra các yêu cầu bằng giọng nói tín hiệu. Trong các ứng dụng, các tự làm phát triển hệ thống sẽ được yêu cầu, và giọng nói sẽ được ghi lại vào các chip và kết nối với các hệ thống bằng cách sử dụng các cổng song song của PC. MỘT tổng cộng 4 phân đoạn đã được ghi nhận, cụ thể là; "1.5m Zone"; "1M Zone"; "0.5M Zone"; "Giới Hạn cảnh báo báo động âm nhạc". Chơi các tương ứng đoạn thường xuyên theo để đo khoảng cách. Nếu các kết quả đo lường là 0.8m, báo cáo "1M khu vực". Các mạch điều khiển giao diện được thể hiện trong Hình 4; A3, a4 và A5 của isd1110 chọn báo động phân đoạn, chơi được kết nối với p3.5, và các cạnh thuộc gây nên phát lại.

3.4 hiển thị mạch

Trong ngoài ra để báo động âm thanh, báo động quang học là một hiệu quả chế độ báo động. Có hai hình thức của báo động quang học trong thiết kế. Các ba nixie Ống hiển thị các thử nghiệm hiện tại khoảng cách (đơn vị: mm), các trong phạm vi hiển thị "---", các khoảng cách từ các đảo ngược để các trở ngại là ít hơn 25mm, màn hình hiển thị "SOS" nhấp nháy, và giọng nói đóng Cảnh báo âm nhạc. Hàng của nixie ống có hai màu đỏ, hai màu xanh lá cây và hai màu xanh, hiển thị các tương đối khoảng cách. Khi các giá trị đo được lớn hơn 1m, nhiều nhất hai màu xanh lá cây ống là trên; khi các giá trị đo được lớn hơn 0.5M, hai màu xanh lá cây ống đang ở trên, và tại hầu hết hai màu vàng ống được trên; Khi các giá trị đo được lớn hơn 0.3m, hai màu xanh lá cây và hai màu vàng ống đang ở trên, Và tại hầu hết hai ống màu đỏ là trên. Hàng nixie Ống hiển thị các giá trị tương đối của các thử nghiệm khoảng cách. Các gần hơn khoảng cách, hơn chữ số các nixie Ống đèn.

Các điện Sơ Đồ Sơ đồ được thể hiện trong Hình 5. RXD đầu ra nối tiếp được sử dụng để hiển thị dữ liệu, TXD Kết quả đầu ra đồng bộ hóa xung, và một mảnh của 164 được sử dụng để chuyển đổi nối tiếp dữ liệu vào dữ liệu song song-P1.3 đầu ra như vị trí điều khiển, lần lượt trên các nixie ống và LED hàng. Kể từ khi P1.0 và P1.1 không có kéo-up sức đề kháng, một 4.7K kéo-up kháng nên được kết nối khi chúng được sử dụng như cổng IO. Trong đặt hàng để tăng các lái xe công suất, một mc1413 được thêm vào để các vị trí điều khiển.

Các chương trình bao gồm của chương trình chính (Hình 6), làm gián đoạn dịch vụ chương trình (Hình 7) và màn hình hiển thị chương trình con (Hình 8). Hẹn giờ T0 được sử dụng cho 10ms, và 40KHz xung được gửi đến P1.4 vào lúc bắt đầu của thời gian để truy vấn cho dù có là Echo trong p1.6. Nếu có là echo, nó có thể được thu được từ T0 thời gian thời gian t và vận tốc âm thanh V (M); nếu 10ms có đến mà không có tiếng vang, T0 thời gian tràn làm gián đoạn. Trong T0 làm gián đoạn dịch vụ chương trình con, viết Màn hình hiển thị "---" để màn hình hiển thị đệm, thiết lập một cờ bit, đánh giá cờ bit để xác định các Exit của các dịch vụ chương trình con, và cập nhật các cờ bit trước khi trở về. Các chức năng của lá cờ bit là để đảm bảo P1.4 và P1.6; p1.5 và P1.7 gửi và nhận được lần lượt. Màn hình hiển thị thông qua năng động quét. Mỗi thời gian các chương trình chính hoàn thành truyền tải và tiếp nhận của một kênh, nó sẽ gửi một màn hình hiển thị. Mỗi màn hình bắt đầu các cổng nối tiếp bốn lần, và tương ứng hiển thị bit được thiết lập để thấp. Cùng một lúc thời gian, chơi các tương ứng nhanh chóng phân khúc theo để các kết quả đo lường.

Khi xe là làm việc, có là mạnh mẽ bức xạ điện từ do cao-Điện áp lửa điện, và các môi trường điện từ là xấu. Do đó, các chống nhiễu vấn đề được coi là trong cả hai phần cứng và phần mềm;

Trong điều khoản của phần cứng, siêu âm tiếp nhận là một tín hiệu nhỏ trong các giai đoạn trước. Các cảm biến được kết nối với một cho chất lượng cao duy nhất lõi được bảo vệ dây để đảm bảo các đáng tin cậy truyền tải nhỏ tín hiệu. Trong các tín hiệu khuếch đại sân khấu, hai giai đoạn ban nhạc-Vượt qua lọc được sử dụng để lọc ra cao-Tần số và tần số thấp sự can thiệp. Việc cung cấp điện của phần kỹ thuật số và analog phần được cung cấp một cách riêng biệt. Hộp điều khiển sử dụng một lớp vỏ kim loại để che chắn cho các điện từ bên ngoài lĩnh vực. Các phần mềm sử dụng các tổng giá trị loại bỏ phương pháp, và mỗi lần đo kết quả là một nhóm của ba lần. Đầu tiên, Các Tổng giá trị được loại bỏ, và sau đó các trung bình kết quả đo lường gửi đến màn hình hiển thị là thu được. Các sử dụng của khối trung bình mất vào tài khoản các hiệu suất thời gian thực của đo lường. Trong quá trình đảo chiều, TÔI không chăm sóc nhiều về các chính xác khoảng cách từ các chướng ngại vật; nó của cho dù có những trở ngại và làm thế nào xa từ mặt sau của chiếc xe. Thực tế đã chứng minh rằng những biện pháp đã đạt được kết quả tốt.

Các cụ có đã được đưa vào sử dụng và đạt được các được xác định trước mục tiêu. Trong các quá trình của đảo chiều, nó nhận ra các Tự động phát hiện của những trở ngại trong vòng 1.5M từ bên trái phía sau và bên phải phía sau của xe và người đi bộ đột nhiên phá vỡ vào nguy hiểm khu vực, và cung cấp cho một báo động và nhắc nhở các trình điều khiển để có biện pháp. Đối với New trình điều khiển, vai trò của nó là rõ ràng hơn. Họ biết tốt trong các quá trình của đảo chiều, mà rất nhiều cải thiện an toàn khi đảo chiều.