基于單片機的智能倒車系統(tǒng)設計

曾昱欣

摘 要 私家車越來越多，隨之而來的就是新手司機的不斷增加，由于新手司機技術不嫻熟導致潛在的危險。本制作設計了一種智能倒車系統(tǒng)，從而解決了新手司機因經驗的匱乏而導致的倒車難的問題。本制作通過利用雷達的探測功能，構造了詳細的倒車環(huán)境，駕駛員能夠明確規(guī)劃出下一步的行動；利用了倒車雷達的測距功能與聲音配置，使駕駛員清楚地知道車與障礙物之間的具體距離，再經過單片機系統(tǒng)內部計算，實現(xiàn)了對將要發(fā)生碰撞車輛的及時制動，從而實現(xiàn)對人車的安全保護。經過多次方案論證得出了，在新手司機在駕駛車輛時能較為直接方便地做出準確地判斷并保證人車的安全，從而也驗證了本設計的可行性與合理性。

關鍵詞 單片機；智能倒車；系統(tǒng)設計

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）196-0057-02

隨著生活質量的提高，小轎車已然成為人們較為常用的交通工具，擁有小轎車的人數(shù)也逐日攀升，但許多新手的開車技術不嫻熟，就容易導致行車交通事故的發(fā)生。隨著智能化的普及，科技已逐步深入到了人們的日常生活，現(xiàn)急需一種行車系統(tǒng)，能夠保證倒車、停車時人車的安全，而倒車雷達的產生，就保證了司機能夠安全順利地倒車、停車。

傳統(tǒng)的倒車方式中，司機大數(shù)情況下憑感覺來判斷車與障礙物之間的距離情況，但這對經驗不足的新手司機而言較為困難，而且主觀因素過多也易導致危險的發(fā)生。現(xiàn)有的避障倒車裝置中大多采用的是聲音提醒的方式，但仍會帶來誤判的后果。本設計制作了一種智能停車系統(tǒng)，能夠隨車與障礙物之間的距離變化而發(fā)出不同頻率的聲響作為提示與警醒，在距離過近時實施強制停車，以保證人車的安全。

1 總體設計

本設計制作的是一款智能倒車系統(tǒng)。其硬件包括負責探測地形的倒車雷達、作為控制部件的單片機以及作為執(zhí)行裝置的發(fā)聲模塊與制動系統(tǒng)，此外還加入了藍牙模塊以增加本設計的實用性。本設計的原件結構圖如圖1所示。

2 硬件設計

2.1 倒車雷達

隨著雷達技術的發(fā)展進步，倒車雷達也應運而生，其可以在倒車時起到很重要的安全輔助作用。其主要在工作時，利用聲音或者影像等信息告知駕駛員周圍路況。由于駕駛過程中的視覺死角問題以及駕駛員的能力水平，難免會出現(xiàn)一些不方便甚至危險的事故，而倒車雷達可以很輕松的解決這些問題，解除了駕駛員的這些缺陷，極大地保證了行車安全。

倒車雷達由3部分組成，包括環(huán)境信息的檢測，內部信息的處理以及信號的輸出，對應的器件主要為超聲波傳感器、控制器和顯示器或蜂鳴器等。超聲波傳感器的任務為發(fā)送、接收聲波，然后將信號輸入到主機，通過顯示設備顯示出來；控制器主要負責對信號的處理，并對距離與方位進行運算，最終將相應的信息傳送給單片機；蜂鳴器的主要任務是在接收到單片機的命令時發(fā)出警報，提醒駕駛員。而雷達運用超聲波原理是由車尾探頭發(fā)出聲波，再經障礙物反射后，計算出車與障礙物距離，以保證安全的

車距。

2.2 單片機

單片機是系統(tǒng)的神經中樞，作為一種集成電路芯片，其主要是由運算器、控制器、存儲器、I/O設備組成。也是一種微型計算機系統(tǒng)，它具有應用廣泛，操作簡單方便，價格低廉等優(yōu)點。單片機具有接收信號并對接收的信號進行處理、發(fā)送與執(zhí)行的功能。最常見的倒車系統(tǒng)單片機有以下兩種。

2.3 藍牙

藍牙作為一種無線技術，可實現(xiàn)設備與設備之間信息的快速交流，可同時連接多臺設備。因此藍牙用途廣泛，發(fā)展迅速。最常見的就是平時手機與手機之間或者手機與筆記本或平板電腦之間的文件傳輸，這種方式雖然有距離的限制，大都在十米之內，但是由于操作簡單易行，依然得到了很多人的青睞。

3 軟件設計

該制作能夠通過手機設定車的安全距離，當安全距離小于設定值時，發(fā)聲裝置給出提示，同時制動裝置及時執(zhí)行制動命令，從而實現(xiàn)安全倒車避免事故的目的。

該制作通過藍牙與手機等移動設備的連接，可將固定的距離信息發(fā)送給單片機，單片機再將處理后的信息反饋給倒車雷達。倒車雷達時刻檢測著環(huán)境信息，在檢測到障礙物與車的距離小于安全距離時，單片機對信息進行分析計算，再發(fā)出指令信號到發(fā)聲裝置，使其發(fā)出清晰銳耳的警示聲。當?shù)管嚴走_檢測到車與障礙物之間的距離大于安全車距但車距在變小時，單片機通過控制發(fā)聲裝置使其發(fā)出越來越急促的提示音。當?shù)管嚴走_檢測到車與障礙物之間的距離已經小于設定的安全車距時，單片機將制動指令發(fā)送給制動裝置，將車進行強制停止，以保證及時停車避免安全事故的發(fā)生。系統(tǒng)具體的流程圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)流程圖

4 結論

傳統(tǒng)的倒車系統(tǒng)是并不夠完善，主要的工作原理就是利用攝像機攝像，再將影像信息通過顯示器顯示出來。當系統(tǒng)工作時，系統(tǒng)屏幕上會出現(xiàn)兩條標線，標線會隨著方向盤的轉動角度變換為一定的弧度以輔助駕駛員駕駛。但這種方式起到的作用并不是很明顯。許多新手司機在駕駛時，對車尾攝取的畫面不夠敏感，仍不能準確無誤的將車安全倒入，而且有時也出現(xiàn)了很嚴重的事故。

本設計通過聲音的提醒，能較為直接明了地使駕駛員了解到車后方的環(huán)境情況，同時調動駕駛員的聽覺，這樣能夠減少司機視線的交換轉移，使駕駛員將全部的精力都集中在手中的方向盤上。新手司機可以根據(jù)系統(tǒng)發(fā)出的聲音的頻率直接判斷車與障礙物距離的遠近，即使經驗匱乏的駕駛員也能夠較好地掌握。還可以將藍牙與耳機相連，通過手機依照個人的自身情況設定車的安全距離，在達到安全值時，將控制器與制動器直接相連，可實現(xiàn)強制停車的效果以達到安全保護的作用，這樣不僅極大地提高了安全系數(shù)而且真正地實現(xiàn)了人車的安全保障。

參考文獻

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