圖3 超聲波測(cè)距電路的硬件示意圖

3.3 溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)

　　由于溫度每改變10℃，聲速改變量為0.6m/s，因此溫度對(duì)測(cè)距的影響是相當(dāng)大的。為了更精確的實(shí)現(xiàn)檢測(cè)功能，本設(shè)計(jì)使用了美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司的單線(xiàn)溫度傳感器DS18B20。該傳感器能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式，測(cè)溫范圍 -55℃～+125℃，精度達(dá)±0.5℃，現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線(xiàn)總線(xiàn)”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，整個(gè)產(chǎn)品體積小、價(jià)格低、使用靈活，在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面都能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求。如圖4為溫度傳感器與單片機(jī)的連接原理圖。

圖4 溫度校正部分原理圖

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，程序由主程序、測(cè)距子程序、CAN總線(xiàn)通信子程序等模塊組成。調(diào)試過(guò)程中對(duì)其中每個(gè)功能模塊和子程序逐一調(diào)試，在每個(gè)子程序都完成其指定的功能后，再進(jìn)行整合完成最后的綜合調(diào)試。輪差預(yù)警系統(tǒng)的主程序流程圖、測(cè)距子程序流程圖分別如圖5、6所示。汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)啟動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，AT89C51先把P1.0置0，啟動(dòng)超聲波傳感器發(fā)射超聲波，同時(shí)啟動(dòng)內(nèi)部定時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)時(shí)。我們采用的超聲波傳感器是收發(fā)一體的，在發(fā)送完16 個(gè)脈沖后超聲波傳感器還有余震，為了從返回信號(hào)識(shí)別消除超聲波傳感器的發(fā)送信號(hào)，要檢測(cè)返回信號(hào)必須在啟動(dòng)發(fā)射信號(hào)后2.38ms才可以檢測(cè)。當(dāng)超聲波信號(hào)碰到障礙物時(shí)信號(hào)立刻返回，微處理器不停的掃描INT0引腳，如果INT0接收的信號(hào)由低電平變?yōu)楦唠娖?，此時(shí)表明信號(hào)已經(jīng)返回，微處理器進(jìn)入中斷關(guān)閉定時(shí)器。再把定時(shí)器中的數(shù)據(jù)結(jié)合溫度傳感器送來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)溫度經(jīng)過(guò)校正換算，可以得出超聲波傳感器與障礙物之間的真實(shí)距離;然后顯示測(cè)距結(jié)果，若測(cè)距結(jié)果低于設(shè)定閥值則產(chǎn)生報(bào)警信號(hào);最后把得到的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的通過(guò)CAN總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)向汽車(chē)主控制器發(fā)送，這樣就可以實(shí)現(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)與CAN網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)的通信和網(wǎng)絡(luò)控制功能。

5 結(jié)論

本文提出了一種應(yīng)用于重型汽車(chē)的輪差預(yù)警系統(tǒng),基于超聲脈沖測(cè)距原理進(jìn)行測(cè)距，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，并通過(guò)CAN總線(xiàn)將輪差預(yù)警系統(tǒng)與汽車(chē)的數(shù)字化平臺(tái)接軌，降低了環(huán)境因素的影響，提高了系統(tǒng)的檢測(cè)精度。根據(jù)障礙物到車(chē)體的距離遠(yuǎn)近進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，當(dāng)該計(jì)算距離小于安全距離時(shí)，可以進(jìn)行預(yù)警，提醒司機(jī)采取必要措施以避免發(fā)生碰撞事故。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，可以經(jīng)濟(jì)、有效地降低大型汽車(chē)輪差事故發(fā)生率，具有很好的應(yīng)用前景。

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