一種基于超聲波傳感器的車(chē)輛涉水深度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張 樂(lè)

（同致電子科技（廈門(mén)）有限公司，福建 廈門(mén) 361006）

0 引言

汽車(chē)作為人們?nèi)粘＝煌üぞ撸刂沟?021 年，全國(guó)汽車(chē)保有量超過(guò)4 億輛，各類城市交通擁堵情況尤為嚴(yán)重。而在陰雨天，在不明深度的積水中駕駛車(chē)輛是一種非常危險(xiǎn)的行為，輕則導(dǎo)致車(chē)輛熄火甚至追尾，重則導(dǎo)致車(chē)輛溺水，危及駕駛?cè)藛T的生命安全。2022 年6 月20 日，廣西柳州市普降大暴雨，造成城市主干道嚴(yán)重積水，引發(fā)6 車(chē)連撞重大交通事故。2021 年7 月29 日，江蘇省淮安市暴雨來(lái)襲導(dǎo)致很多道路積水嚴(yán)重，造成車(chē)主通過(guò)積水時(shí)困在新長(zhǎng)鐵路橋涵洞下。這些事故發(fā)生的原因是駕駛?cè)笋{駛車(chē)輛遇到積水路面時(shí)，因不能獲取積水深度而貿(mào)然行駛而帶來(lái)嚴(yán)重的后果。目前，針對(duì)這一難題尚沒(méi)有較好的解決辦法。只能憑借駕駛員的經(jīng)驗(yàn)定性判斷，該方法見(jiàn)效緩慢，易導(dǎo)致交通阻塞，精準(zhǔn)度不高易造成車(chē)主涉險(xiǎn)，嚴(yán)重威脅車(chē)輛和人員的安全。

因此，該文作者設(shè)計(jì)了一套基于超聲波傳感器的車(chē)輛涉水深度檢測(cè)系統(tǒng)，利用超聲波測(cè)距原理即時(shí)檢測(cè)路面積水深度，并將深度信息及報(bào)警信息快速回傳駕駛員，便于駕駛員準(zhǔn)確地對(duì)當(dāng)前情況進(jìn)行預(yù)判，以達(dá)到安全駕駛的目的。

1 檢測(cè)原理

1.1 超聲波測(cè)距原理

超聲波是指頻率高于20 kHz 的機(jī)械波。它的方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)速等。基于該原理，超聲波傳感器應(yīng)運(yùn)而生，超聲波傳感器利用壓電效應(yīng)將電能和機(jī)械能（超聲波）進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，進(jìn)而發(fā)出超聲波和接收超聲波，其在汽車(chē)行業(yè)的典型應(yīng)用是倒車(chē)?yán)走_(dá)。……