基于單片機(jī)的智能倒車系統(tǒng)設(shè)計

曾昱欣

摘 要 私家車越來越多，隨之而來的就是新手司機(jī)的不斷增加，由于新手司機(jī)技術(shù)不嫻熟導(dǎo)致潛在的危險。本制作設(shè)計了一種智能倒車系統(tǒng)，從而解決了新手司機(jī)因經(jīng)驗(yàn)的匱乏而導(dǎo)致的倒車難的問題。本制作通過利用雷達(dá)的探測功能，構(gòu)造了詳細(xì)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?yán)走_(dá)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(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部計算，實(shí)現(xiàn)了對將要發(fā)生碰撞車輛的及時制動，從而實(shí)現(xiàn)對人車的安全保護(hù)。經(jīng)過多次方案論證得出了，在新手司機(jī)在駕駛車輛時能較為直接方便地做出準(zhǔn)確地判斷并保證人車的安全，從而也驗(yàn)證了本設(shè)計的可行性與合理性。

關(guān)鍵詞 單片機(jī)；智能倒車；系統(tǒng)設(shè)計

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

隨著生活質(zhì)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(shù)不嫻熟，就容易導(dǎo)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?yán)走_(dá)的產(chǎn)生，就保證了司機(jī)能夠安全順利地倒車、停車。

傳統(tǒng)的倒車方式中，司機(jī)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(jīng)驗(yàn)不足的新手司機(jī)而言較為困難，而且主觀因素過多也易導(dǎo)致危險的發(fā)生?，F(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(shè)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(shí)施強(qiáng)制停車，以保證人車的安全。

1 總體設(shè)計

本設(shè)計制作的是一款智能倒車系統(tǒng)。其硬件包括負(fù)責(zé)探測地形的倒車?yán)走_(dá)、作為控制部件的單片機(jī)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(lán)牙模塊以增加本設(shè)計的實(shí)用性。本設(shè)計的原件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 硬件設(shè)計

2.1 倒車?yán)走_(dá)

隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，倒車?yán)走_(dá)也應(yīng)運(yùn)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?yán)走_(dá)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?yán)走_(dá)由3部分組成，包括環(huán)境信息的檢測，內(nèi)部信息的處理以及信號的輸出，對應(yīng)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(wù)為發(fā)送、接收聲波，然后將信號輸入到主機(jī)，通過顯示設(shè)備顯示出來；控制器主要負(fù)責(zé)對信號的處理，并對距離與方位進(jìn)行運(yùn)算，最終將相應(yīng)的信息傳送給單片機(jī)；蜂鳴器的主要任務(wù)是在接收到單片機(jī)的命令時發(fā)出警報，提醒駕駛員。而雷達(dá)運(yùn)用超聲波原理是由車尾探頭發(fā)出聲波，再經(jīng)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(jī)

單片機(jī)是系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，作為一種集成電路芯片，其主要是由運(yùn)算器、控制器、存儲器、I/O設(shè)備組成。也是一種微型計算機(jī)系統(tǒng)，它具有應(yīng)用廣泛，操作簡單方便，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)具有接收信號并對接收的信號進(jìn)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(jī)有以下兩種。

2.3 藍(lán)牙

藍(lán)牙作為一種無線技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間信息的快速交流，可同時連接多臺設(shè)備。因此藍(lán)牙用途廣泛，發(fā)展迅速。最常見的就是平時手機(jī)與手機(jī)之間或者手機(jī)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(nèi)，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(shè)計

該制作能夠通過手機(jī)設(shè)定車的安全距離，當(dāng)安全距離小于設(shè)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(shí)現(xiàn)安全倒車避免事故的目的。

該制作通過藍(lán)牙與手機(jī)等移動設(shè)備的連接，可將固定的距離信息發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)再將處理后的信息反饋給倒車?yán)走_(dá)。倒車?yán)走_(dá)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(jī)對信息進(jìn)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(dāng)?shù)管嚴(yán)走_(dá)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(jī)通過控制發(fā)聲裝置使其發(fā)出越來越急促的提示音。當(dāng)?shù)管嚴(yán)走_(dá)檢測到車與障礙物之間的距離已經(jīng)小于設(shè)定的安全車距時，單片機(jī)將制動指令發(fā)送給制動裝置，將車進(jìn)行強(qiáng)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(jié)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(jī)攝像，再將影像信息通過顯示器顯示出來。當(dāng)系統(tǒng)工作時，系統(tǒng)屏幕上會出現(xiàn)兩條標(biāo)線，標(biāo)線會隨著方向盤的轉(zhuǎn)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(jī)在駕駛時，對車尾攝取的畫面不夠敏感，仍不能準(zhǔn)確無誤的將車安全倒入，而且有時也出現(xiàn)了很嚴(yán)重的事故。

本設(shè)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(diào)動駕駛員的聽覺，這樣能夠減少司機(jī)視線的交換轉(zhuǎn)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(jī)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(yuǎn)近，即使經(jīng)驗(yàn)匱乏的駕駛員也能夠較好地掌握。還可以將藍(lán)牙與耳機(jī)相連，通過手機(jī)依照個人的自身情況設(shè)定車的安全距離，在達(dá)到安全值時，將控制器與制動器直接相連，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制停車的效果以達(dá)到安全保護(hù)的作用，這樣不僅極大地提高了安全系數(shù)而且真正地實(shí)現(xiàn)了人車的安全保障。

參考文獻(xiàn)

[1]金亞玲，代明哲，劉天宇.基于單片機(jī)的智能倒車系統(tǒng)設(shè)計[J].品牌，2015（4）：182.

[2]張永亮.智能可視倒車系統(tǒng)設(shè)計[J].武漢：武漢科技大學(xué)，2008.

[3]孫占臣.可視倒車系統(tǒng)硬件平臺研究與設(shè)計[J].吉林：吉林大學(xué)，2012.

[4]高美霞，柏建普.單片機(jī)控制的超聲波測距儀汽車倒車系統(tǒng)的設(shè)計[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2011，30（11）：58-60.endprint