汽車車門防撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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[鍵入文字] 目錄 目 錄 摘 要 IV Abstract V 第一章 緒 論 1 1.1課題的提出背景及意義 1 1.2課題的研究現(xiàn)狀 1 1.3汽車車門防撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容 2 第二章 車門防撞系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 3 第三章 測(cè)距方式選擇 4 3.1幾種測(cè)距方式的對(duì)比選定 4 3.2超聲波測(cè)距原理 4 第四章 車門防撞系統(tǒng)的組成 6 4.1單片機(jī) 6 4.2無線收發(fā)器 7 第五章 車門防撞系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) 9 5.1硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案 9 5.2單片機(jī)最小系統(tǒng) 10 5.3單片機(jī)的時(shí)鐘電路與復(fù)位電路設(shè)計(jì) 11 5.4液晶顯示模塊 12 5.5按鍵控制電路 12 5.6電源模塊 13 5.7聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 13 5.8無線傳輸模塊 14 第六章 軟件設(shè)計(jì) 15 6.1軟件設(shè)計(jì)原則 15 6.2主程序流程圖設(shè)計(jì) 15 6.3子程序設(shè)計(jì) 16 6.4調(diào)試 18 第七章 實(shí)驗(yàn) 19 7.1驗(yàn)證功能實(shí)驗(yàn) 19 7.2 應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 20 第八章 總結(jié)評(píng)價(jià) 30 參考文獻(xiàn) 31 致謝 32 附錄 33 40 [鍵入文字] 摘要 汽車車門防撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，汽車使用越來越普及。交通也就隨之變得擁擠，汽車的安全使用得到進(jìn)一步的重視。我發(fā)現(xiàn)日常生活中駕乘人員在開關(guān)門前首先要觀察后方環(huán)境，確定安全后才會(huì)開關(guān)車門。我設(shè)想設(shè)計(jì)出可以判斷汽車周圍安全環(huán)境并能夠提醒駕乘人員的系統(tǒng)，提高安全性。 本文首先提出總體的設(shè)計(jì)方案，選取超聲波的測(cè)距方式，選定STC89C52單片機(jī)為控制單元，選用NRF24L01無線收發(fā)器為信息傳輸裝置。畫出電路原理圖，完成實(shí)物焊接，對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)物進(jìn)行功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。將裝置裝在汽車左右后視鏡下，進(jìn)行對(duì)靜止的物體，移動(dòng)的物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)和提醒的功能，但是有靈敏度欠缺的問題。最后對(duì)汽車安全技術(shù)集成化、智能化發(fā)展前景展望，集成化將更多的安全系統(tǒng)被集成起來，形成互不相同但相互交叉的綜合系統(tǒng)，智能化一步步將人解放出來，給駕駛者提供更省心更安全的使用體驗(yàn)。 關(guān)鍵詞：超聲波；單片機(jī)；無線收發(fā)器 [鍵入文字] Abstract Design of collision avoidance system for car door Abstract With the rapid development of social economy, the use of cars is becoming more and more popular. Traffic has also become more crowded, and the safe of use automobiles has been emphasized further. I found that in daily life, drivers will observe the rear environment before switching doors, and then they switch the door if it is safe. I plan to design a system that can judge the environment around the car and remind drivers and passengers to observe the environment, so as to improve safety of car using. My paper first puts forward the overall design scheme, selects the ultrasonic distance measuring method, the STC89C52 SCM as the control unit, and selects the NRF24L01 wireless transmitter as the information transmission device. Draw the schematic diagram of the circuit, complete the physical welding, carry out the functional verification experiment for the designed object. The device is mounted on the left and right rear view mirror of the car to carry out experiments on stationary objects and moving objects. It is found that the device is capable of monitoring and reminding, but there is a lack of sensitivity. Finally, the integrated and intelligent development prospect of automobile safety technology is expected. Integration will integrate more security systems to form a comprehensive system which is different but cross each other. For drivers, the intelligent one step will emancipate people and provide more secure and safer use experience. Key words: Ultrasonic;SCM; Wireless transmitter [鍵入文字] 第一章 緒論 第一章 緒 論 1.1課題的提出背景及意義 汽車業(yè)與電子業(yè)的深度發(fā)展，使得這汽車業(yè)與電子業(yè)更加緊密。如今交通環(huán)境復(fù)雜,電子方面的技術(shù)可以使汽車使用安全性能有巨大的進(jìn)步。目前來看，倆者一體可以體現(xiàn)在現(xiàn)已經(jīng)存在的系統(tǒng)，比如自動(dòng)安全氣囊、自動(dòng)門鎖、自動(dòng)空調(diào)、自動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)車窗、自動(dòng)頭燈、電動(dòng)座椅等[1]。? 如今經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，汽車使用越來越普及，這就會(huì)致使城市交通環(huán)境更加復(fù)雜危險(xiǎn)。在日常上下車的時(shí)候，我們?nèi)菀缀鲆暺囃Ｖ箷r(shí)的周圍安全狀況，發(fā)生一些不必要的碰撞事故。所以設(shè)想如果有一個(gè)系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)物距離[2]，并且提醒駕乘人員，這樣就可以避免很多事故的發(fā)生。本設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的汽車在打開車門前，自動(dòng)監(jiān)測(cè)周圍事物[3]，向乘員提供能否安全打開車門的信號(hào)，能有效的提高乘員上下車的安全性。 1.2課題的研究現(xiàn)狀 隨著聲、光、電的不斷發(fā)展進(jìn)步，汽車安全系統(tǒng)的研究在不斷地深入。目前有五種自動(dòng)防撞系統(tǒng)：超聲波測(cè)距系統(tǒng)，激光測(cè)距系統(tǒng)，機(jī)器視覺防撞系統(tǒng)，紅外汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)，交互式智能化防撞預(yù)警系統(tǒng)[4]。 超聲波系統(tǒng)：超聲波系統(tǒng)運(yùn)行過程是從發(fā)射器端發(fā)出脈沖開始計(jì)時(shí)到接收端收到回波計(jì)時(shí)結(jié)束，通過計(jì)算獲得物體的距離。超聲波系統(tǒng)的原理較簡(jiǎn)單、使用成本較低、制作比較簡(jiǎn)單，但汽車在較高速度行駛時(shí)，超聲波會(huì)受到天氣的較大影響，并且不同天氣下，由于其傳播介質(zhì)有所不同，所以傳播速度不同，尤其對(duì)比較遠(yuǎn)的障礙物進(jìn)行測(cè)量時(shí)反應(yīng)會(huì)有所下降。目前，超聲波應(yīng)用用于汽車測(cè)距比較廣泛[5]。 激光測(cè)距系統(tǒng)：非成像式激光雷達(dá)和成像式激光雷達(dá)有著較為普遍的應(yīng)用，該系統(tǒng)的長(zhǎng)處是測(cè)距的速度快、能夠測(cè)量的距離較遠(yuǎn)、有很高的精度，目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域有應(yīng)用。然而如果想把激光運(yùn)用到汽車安全系統(tǒng)中，激光還受到很大的限制，因?yàn)榧す庠陟F天中會(huì)被吸收，影響激光測(cè)距系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并且最大的限制是激光會(huì)傷害人的眼睛，另外激光系統(tǒng)的巨大體積也妨礙了其在汽車中的應(yīng)用[6]。 機(jī)器視覺防撞系統(tǒng)：該系統(tǒng)通過模仿人眼的攝像機(jī)探測(cè)周圍圖像，然后通過對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理。此系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)在于體積小、功耗小，而其可視范圍卻很大，可以說是很低碳的。不過要模擬人眼成像，要實(shí)現(xiàn)該功能對(duì)軟硬件有很高的要求，并且在特殊天氣環(huán)境下會(huì)在距離上給人以視覺誤差，成像速度受到數(shù)字信號(hào)的不積極影響。有諸多劣勢(shì)，但和前幾種系統(tǒng)相比之下，機(jī)器視覺系統(tǒng)有很大的優(yōu)勢(shì)，而且有專家認(rèn)定，伴隨著信號(hào)處理器升級(jí)和加強(qiáng)，將取代超聲波、雷達(dá)等，推進(jìn)汽車安全技術(shù)高速發(fā)展[7]。 紅外汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)：該系統(tǒng)的工作原理是熱成像，通過對(duì)溫度信號(hào)的收集幫助人類在肉眼看不到的事物上有視覺上的感知，并將輻射圖轉(zhuǎn)化為圖像。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于感熱而非感光，所以此系統(tǒng)在雨霧等惡劣天氣情況下仍可正常的使用，正好應(yīng)對(duì)了前幾種系統(tǒng)都會(huì)遇到的難以避免的難題。在屈指可數(shù)的高端品牌的頂配車型上，紅外夜視系統(tǒng)已經(jīng)有了應(yīng)用，該系統(tǒng)主要的缺點(diǎn)在于需要較高的軟硬件配置來處理分析數(shù)據(jù)[8]。 交互式智能化防撞預(yù)警系統(tǒng)：該系統(tǒng)對(duì)于相關(guān)的配套設(shè)施要求很高，它主要是由信息交換網(wǎng)絡(luò)、MMDS 寬帶數(shù)字通信子站、車距信息無線交互車單元、無線車載前機(jī)單元組成。交互式智能化防撞預(yù)警系統(tǒng)在工作時(shí)并不會(huì)受天氣條件等因素的影響，而且精度高、監(jiān)控全面并且信息化程度高。如果投入使用，不僅對(duì)汽車個(gè)體的安全性能有很大的提升，而且在交通管理和交通安全方面都具有促進(jìn)信息全面化的作用，這一系統(tǒng)的覆蓋面和社會(huì)意義都是不可估量的[9]。但是，交互式智能化防撞預(yù)警系統(tǒng)目前在短期內(nèi)投產(chǎn)擁有很大的局限性，在現(xiàn)階段情況下，無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)首先要解決穩(wěn)定性方面的問題，而且該系統(tǒng)在初期投入巨大而且MMDS寬帶數(shù)字通信子站和路旁單元RSU的建立也是一個(gè)龐大的建設(shè)工程，該系統(tǒng)的使用所依靠的不僅是研究單位還包括、生產(chǎn)企業(yè)和汽車生產(chǎn)商方面[10]。 1.3汽車車門防撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容 本課題采用超聲波傳感器作為測(cè)量距離的裝置，在閱讀查找了相關(guān)資料和學(xué)習(xí)了必需的知識(shí)后，設(shè)計(jì)了基本框架，用單片機(jī)結(jié)合超聲波探測(cè)電路、LCD顯示電路、報(bào)警電路組成的防撞預(yù)警電路，裝置收集及時(shí)信息輸送至單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)過分析判斷處理后的信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)出工作指令。設(shè)定一個(gè)固定的安全距離，當(dāng)在范圍內(nèi)檢測(cè)到有物體在設(shè)定的安全距離內(nèi)時(shí)，發(fā)出警報(bào)[11]，提醒駕駛者和乘員存在安全隱患，提醒駕乘人員觀察周圍環(huán)境。 [鍵入文字] 第二章 車門防撞系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 第二章 車門防撞系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 該系統(tǒng)主要是有兩個(gè)部分組成。第一部分是對(duì)障礙物距離的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)的傳輸。第二部分裝置負(fù)責(zé)距離數(shù)據(jù)接收，處理、顯示和報(bào)警，并且可以自定義安全距離。 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，確定了系統(tǒng)由6個(gè)部分組成：主控制器、按鍵電路、無線發(fā)送電路、無線接收電路、LCD1602液晶顯示電路、聲光報(bào)警和電源電路。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。 主 控 制 器 無線裝置發(fā)射模塊 無線裝置接收模塊 主 控 制 器 液晶顯示 電源 電源 超聲波測(cè)距裝置 聲光報(bào)警 按鍵模塊 圖2 汽車車門防撞系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 [鍵入文字] 第三章 車測(cè)距方式選擇 第三章 測(cè)距方式選擇 3.1幾種測(cè)距方式的對(duì)比選定 雷達(dá)測(cè)距：雷達(dá)測(cè)距原理是發(fā)射電磁波，電磁波在遇到障礙物后反射，通過計(jì)算電磁波的來回時(shí)間計(jì)算障礙物的距離，較為穩(wěn)定，不會(huì)受到障礙物形狀或顏色等因數(shù)的影響，在測(cè)量距離方面都有很大的優(yōu)勢(shì)。不過，過于靈敏會(huì)讓它很多時(shí)候會(huì)出現(xiàn)對(duì)道路情況的誤判。造價(jià)較為昂貴，在實(shí)際應(yīng)用中很難有大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)[12]。 激光測(cè)距：它的優(yōu)勢(shì)在于測(cè)時(shí)較短、測(cè)程較遠(yuǎn)、精度較高，目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域有應(yīng)用。只是要想應(yīng)用到汽車防撞系統(tǒng)中，激光不適合，霧天中激光會(huì)被吸收，影響系統(tǒng)的正常工作，會(huì)傷害人的眼睛，激光體型巨大影響了它的應(yīng)用[13]。 攝像系統(tǒng)測(cè)距：利用傳統(tǒng)攝像機(jī)獲得被測(cè)視野的圖片。將間隔固定的兩臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)對(duì)同一物體成像，然后通過對(duì)兩幅圖分析處理，獲得距離信息。但目前造價(jià)較高，對(duì)軟件硬件的要求高，目前難以廣泛應(yīng)用。 3.2超聲波測(cè)距原理 超聲波測(cè)距的原理：通過檢測(cè)超聲波發(fā)射后反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射超聲波和接收到回波的時(shí)間差T，然后通過公式： 求出障礙物距離。 其中C為超聲波的傳播速度。我們確定環(huán)境下的聲速后，只要計(jì)出超聲波在往返過程所用的時(shí)間，即可通過公式求得距離。 由系統(tǒng)發(fā)出40 KHz超聲波頻率信號(hào)經(jīng)放大器輸出給升壓變壓器，通過由變壓器和壓電換能晶片構(gòu)成的LC振蕩電路轉(zhuǎn)換成40KHz頻率的超聲波，組成20T(周期)為一超聲波發(fā)射波束，壓電換能晶片可將電能轉(zhuǎn)換成超聲波發(fā)射到被檢測(cè)物體，或把被檢測(cè)物體反射的聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 換能晶片在系統(tǒng)控制單元送出的40 KHz信號(hào)，推動(dòng)空氣發(fā)出超聲波，超聲波能在固體、液體和氣體類的彈性介質(zhì)中傳播，所以不管是雨雪還是霧霾天氣，都能夠正常工作。因?yàn)閾Q能晶片發(fā)出的超聲波自振效應(yīng)越短越好，所以要給LC振蕩電路加阻尼電阻，來降低LC振蕩電路的Q值，使發(fā)出超聲波后的阻尼振蕩衰減，以等待接收障礙物反射回饋的超聲波信號(hào)。 在超聲波傳感器發(fā)出的聲波碰到障礙物后反射到換能晶片，在壓電反應(yīng)下產(chǎn)生振蕩電壓送到運(yùn)算放大器電路進(jìn)行運(yùn)算放大并整形后送至主機(jī)控制單元，主機(jī)根據(jù)發(fā)送和接收信號(hào)的時(shí)間差及相應(yīng)的回波，得出距離。 超聲波信號(hào)經(jīng)超聲波傳感器發(fā)出去以后，遇到固體或者液面等障礙物后會(huì)反射回來，超聲波接收器接收到反射回來的超聲波，并且將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，根據(jù)接收到的發(fā)射波與發(fā)射波的時(shí)間差，就可以算出所測(cè)的距離，計(jì)算公式是： 其中：S是所測(cè)得的距離，V是超聲波在空氣中的傳播速度， 取331.4m/s，T是超聲波從發(fā)射到接收到第一個(gè)回波經(jīng)過的時(shí)間[14]。 [鍵入文字] 第四章 車門防撞系統(tǒng)組成 第四章 車門防撞系統(tǒng)的組成 4.1單片機(jī) 4.1.1單片機(jī)選取 在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，選取合適的核心元件是完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心，所以選取合適的單片機(jī)尤為重要。選擇到最佳的單片機(jī)作為系統(tǒng)核心能夠簡(jiǎn)化許多的操作，得到適宜的功能，獲得比較高的可靠性。如今市場(chǎng)上的單片機(jī)各式各樣，而且各有各的優(yōu)勢(shì)與局限。我通過考慮以下幾點(diǎn)來選取單片機(jī)： 一、執(zhí)行輸入指令的快慢與存儲(chǔ)器的容量，引腳數(shù)； 二、一些相對(duì)于其他單片機(jī)的增強(qiáng)與不足點(diǎn)； 三、考慮工作時(shí)的溫度，選擇適合溫度環(huán)境的單片機(jī)； 四、選擇功耗比較低并且能完成設(shè)計(jì)功能的單片機(jī)； 五、要用到的單片機(jī)能否在市場(chǎng)上輕易買到，并且以比較便宜的價(jià)格獲得； 六、賣家是不是能給我買家提供完整的說明資料等。 綜合上述，我選取由深圳宏晶科技有限公司生產(chǎn)STC89C52單片機(jī)，因?yàn)樗鼉r(jià)格便宜，編程簡(jiǎn)單，工作消耗低。我選取該單片機(jī)作為設(shè)計(jì)系統(tǒng)的核心元件。它由深圳宏晶科技有限公司生產(chǎn)。 4.1.2單片機(jī)部分引腳功能 STC89C52部分引腳的功能介紹，見引腳功能介紹表4.1。 表4.1 引腳功能 引腳 功能 RST 復(fù)位信號(hào)輸入端 RXD/P3.0 串行輸入口 TXD/P3.1 串行輸出口 INTO/P3.2 外部中斷0 INT1/P3.3 外部中斷1 XTAL2 接外部晶體和微調(diào)電容的一端。在單片機(jī)內(nèi)部它是振蕩電路反向放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體固有頻率。 XTAL1 接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。 Vss 接地 Vcc 電源端，接+5v 4.2無線收發(fā)器 4.2.1 無線收發(fā)器選取　 NRF24L01是一款單片射頻收發(fā)器件,工作在2.4 GHz～2.5 GHz ISM頻段。它內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊,其中輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。NRF24L01功耗低,在以-6dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有9mA;接收時(shí)，工作電流只有12.3mA，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便[15]。NRF24L01主要特性如下： 一、GFSK調(diào)制，硬件集成OSI鏈路層； 二、具有自動(dòng)應(yīng)答和自動(dòng)再發(fā)射功能； 三、片內(nèi)自動(dòng)生成報(bào)頭和CRC校驗(yàn)碼； 四、數(shù)據(jù)傳輸速率為l Mb/s或2Mb/s； 五、SPI速率為0 Mb/s～10 Mb/s； 六、125個(gè)頻道與其他NRF24系列射頻器件相兼容； 七、QFN20引腳4 mm×4 mm封裝； 八、供電電壓為1.9 V～3.6 V； 4.2.2 NRF24L01無線收發(fā)器的引腳功能 各引腳如圖4.2.2所示。CE：能發(fā)射或接收；CSN，SCK，MOSI，MISO：SPI引腳端，微處理器可通過此引腳配置NRF24L01：IRQ：中斷標(biāo)志位；VDD：電源輸入端； VSS：電源地；XC2，XC1：晶體振蕩器引腳； VDD_PA：為功率放大器供電，輸出為1.8 V； ANT1,ANT2：天線接口；IREF：參考電流輸入。 圖4.2.2 NRF24L01封裝圖 4.2.3 工作模式 通過配置寄存器可將NRF24L01配置為發(fā)射、接收、空閑及掉電四種工作模式，如表4.2.3所示。 表4.2.3 NRF24L01工作模式 模式 PWR_UP PRIM_RX CE FIFO寄存器狀態(tài) 接收模式 1 1 1 - 發(fā)射模式 1 0 1 數(shù)據(jù)在TX_?FIFO?寄存器中 發(fā)射模式 1 0 1→0 停留在發(fā)送模式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送完 待機(jī)模式2 1 0 1 TX_FIFO為空 待機(jī)模式1 1 - 0 無數(shù)據(jù)傳輸 掉電 0 - - - 待機(jī)模式1主要用于降低電流損耗，在該模式下晶體振蕩器仍然是工作的；待機(jī)模式2則是在當(dāng)FIFO寄存器為空且CE=1時(shí)進(jìn)入此模式；待機(jī)模式下，所有配置字仍然保留。在掉電模式下電流損耗最小，同時(shí)NRF24L01也不工作，但其所有配置寄存器的值仍然保留。 [鍵入文字] 第五章 車門防撞系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) 第五章 車門防撞系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì) 5.1硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案 超聲波無線測(cè)距器測(cè)出障礙物的距離，其距離數(shù)據(jù)經(jīng)過第一個(gè)單片機(jī)計(jì)算和分析后，NRF24L01無線裝置發(fā)射端將信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送到對(duì)應(yīng)連接的無線裝置的接收端。我在這采用STC89C52單片機(jī)作為主控單元，繪制出超聲波無線測(cè)距發(fā)射端總體原理圖如圖5.1.1所示： 圖5.1.1 超聲波無線測(cè)距采集端總體電路圖 NRF24L01無線裝置接收端收到發(fā)射端傳遞過來的距離信號(hào)后，將距離信息傳給單片機(jī)進(jìn)行處理分析，然后在LCD液晶上進(jìn)行顯示測(cè)得的障礙物距離，當(dāng)檢測(cè)出的障礙物距離小于設(shè)置距離時(shí)，蜂鳴器和發(fā)光二極管進(jìn)入工作狀態(tài)發(fā)出聲光報(bào)警。此外設(shè)計(jì)了按鍵電路，可以用來設(shè)置安全距離。如圖5.1.2所示為超聲波無線測(cè)距接收端總體電路圖。 圖5.1.2 超聲波無線測(cè)距接收端總體電路圖 5.2單片機(jī)最小系統(tǒng) 要使單片機(jī)工作起來最基本的電路構(gòu)成為單片機(jī)最小系統(tǒng)，如圖5.2示。 圖5.2 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)由單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路構(gòu)成。STC89C52 單片機(jī)的工作電壓范圍：4V-5.5V,所以通常給單片機(jī)外界5V直流電源。連接方式為單片機(jī)中的40腳VCC接正極5V，而20腳VSS接電源地端。 復(fù)位電路就是確定單片機(jī)的工作起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過程。單片機(jī)接通電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)確定單片機(jī)起始工作狀態(tài)。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到外界環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開始執(zhí)行。一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在RESET端持續(xù)給出2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。本設(shè)計(jì)采用的是外部手動(dòng)按鍵復(fù)位電路，需要接上上拉電阻來提高輸出高電平的值。 時(shí)鐘電路好比單片機(jī)控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。時(shí)鐘電路就是振蕩電路，是向單片機(jī)提供一個(gè)正弦波信號(hào)作為基準(zhǔn)，決定單片機(jī)的執(zhí)行速度。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為2個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有12個(gè)振蕩周期。 5.3單片機(jī)的時(shí)鐘電路與復(fù)位電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用STC系統(tǒng)列單片機(jī)，相比其他系列單片機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)。一般STC單片機(jī)資源比其他單片機(jī)要多，而且執(zhí)行速度快；STC系列單片機(jī)使用串口對(duì)單片機(jī)進(jìn)行燒寫,下載程序較為方便；STC89C52單片機(jī)內(nèi)部集成了看門狗電路；且具有很強(qiáng)抗干擾能力。 本系統(tǒng)采用內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路和加電自復(fù)位的復(fù)位電路，如下圖5.3.1和圖5.3.2所示： 圖5.3.1 時(shí)鐘電路 圖5.3.2 復(fù)位電路 由于單片機(jī)P0口內(nèi)部不含上拉電阻，為高阻態(tài)，不能正常地輸出高/低電平，因而該組I/O口在使用時(shí)必須外接上拉電阻。 5.4液晶顯示模塊 顯示模塊采用LCD1602液晶顯示器，能夠清晰的在液晶上顯示字符和數(shù)字，看到能讓人感覺到舒服。液晶的命令操作腳是RS、RW、EN,數(shù)據(jù)腳接單片機(jī)的P0口。 圖5.4 顯示電路 5.5按鍵控制電路 超聲波無線測(cè)距系統(tǒng)主機(jī)有三個(gè)按鍵可以設(shè)定報(bào)警距離，一個(gè)是設(shè)置鍵，一個(gè)是參數(shù)加，一個(gè)參數(shù)減鍵，按著不放可以實(shí)現(xiàn)連加和連減功能?？梢愿斓脑O(shè)置好報(bào)警距離。按鍵電路圖如圖5.5所示 圖5.5按鍵連接電路圖 5.6電源模塊 超聲波無線測(cè)距系統(tǒng)的發(fā)射和接收我都采用3節(jié)1.5 V干電池共4.5V做電源，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)、傳感器的工作電壓穩(wěn)定能夠滿足系統(tǒng)的要求，而且電池更換方便。在本系統(tǒng)中采用的是NRF24L01無線距離的數(shù)據(jù)傳輸，所以需要一個(gè)3.3V的穩(wěn)壓電路，所以在本設(shè)計(jì)中采用了ASM1117-3.3V的直流穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓成3.3V，電容C6,C7濾波提供NRF24L01無線模塊的穩(wěn)定的3.3V電源。 電源接口電路如圖17，其中P1為電池接口，SW1為電源開關(guān)，R28為二極管的限流電阻，D5為電源指示燈。 圖5.6 電源接口電路 5.7聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中聲光報(bào)警電路采用NPN型S8550三極管，當(dāng)單片機(jī)的P2.3口輸出低電平時(shí)，三極管的VE>VB>VC>0。三極管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，三極管飽和導(dǎo)通，此時(shí)發(fā)光二極管和蜂鳴器發(fā)出聲光報(bào)警，當(dāng)單片機(jī)的P2.3口輸出高電平時(shí)，三極管截止，聲光報(bào)警停止工作。具體電路圖如圖5.7所示。 圖5.7聲光報(bào)警電路 5.8無線傳輸模塊 超聲波無線測(cè)距采用NRF24L01無線模塊，電路接法如圖5.8所示，一個(gè)作為電能的發(fā)射，一個(gè)作為電能接收。 圖5.8NRF24L01無線發(fā)射與接收模塊接線圖 [鍵入文字] 第七章 軟件設(shè)計(jì) 第六章 軟件設(shè)計(jì) 6.1 軟件設(shè)計(jì)原則 應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)的，應(yīng)穩(wěn)定正確的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。在本系統(tǒng)中，軟件設(shè)計(jì)要求做到以下幾點(diǎn)： 一、軟件結(jié)構(gòu)清晰，簡(jiǎn)捷，流程合理。 二、各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化。這樣，即便于調(diào)試，鏈接，又便于移植，修改。 三、程序存儲(chǔ)區(qū)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)要合理規(guī)劃，既能節(jié)約內(nèi)存容量，又使操作方便。 四、運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)標(biāo)志化管理。各個(gè)功能程序運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行結(jié)果以及運(yùn)行要求都要設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志以便查詢，程序轉(zhuǎn)移，控制都可通過狀態(tài)標(biāo)志條件來控制。 6.2主程序流程圖設(shè)計(jì) 6.2.1 發(fā)送部分 發(fā)送部分的一個(gè)循環(huán)的總體思路是這樣的先初始化超聲波的引腳，通過以STC89C52單片機(jī)為工作處理器核心，超聲波的原理是利用超聲波發(fā)射和接收，根據(jù)超聲波在空氣中的傳播時(shí)間來計(jì)算出傳播距離。將超聲波的距離寫入發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)組，然后初始化NRF24L01，將距離發(fā)送，其流程圖如圖6.2.1所示。 初始化 測(cè)量出距離 將距離數(shù)據(jù)寫入發(fā)射數(shù)組 發(fā)射數(shù)據(jù) 延時(shí) 開始 圖6.2.1超聲波無線測(cè)距發(fā)射部分總體流程圖 6.2.2接收部分 接收部分的總體思路是這樣的，首先還是初始化NRF24L01，然后進(jìn)入大循環(huán)判斷狀態(tài)寄存器是否有接收中斷。如果有就從FIFO_buffer讀入二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制在LCD1602液晶上顯示出來，其流程圖如圖6.2.2所示。 LCD1602液晶顯示 圖6.2.2接收部分總體流程圖 6.3子程序設(shè)計(jì) 6.3.1無線發(fā)射模塊軟件設(shè)計(jì) 首先進(jìn)行初始化操作，初始化包括設(shè)置單片機(jī)I／O和SPI相關(guān)寄存器兩部分其可以和NRF24L01通信。通過SPI總線配置射頻芯片使其進(jìn)入正確的工作模式。發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，首先將NRF24L01配置為發(fā)射模式。接著把發(fā)送端待發(fā)射數(shù)據(jù)的目標(biāo)地址TX—ADDR和數(shù)據(jù)TX—PLD寫入NRF24L01緩沖區(qū)，延時(shí)后發(fā)射數(shù)據(jù)，其流程圖如圖6.3.1所示。 6.3.2 無線接收模塊軟件設(shè)計(jì) 接收數(shù)據(jù)時(shí)，首先將NRF24L01配置為接收模式。接著延遲進(jìn)入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。當(dāng)接收方檢測(cè)到有效地址和CRC時(shí)，就將數(shù)據(jù)包儲(chǔ)存在接收堆棧中，同時(shí)狀態(tài)寄存器中的中斷標(biāo)志位RX—DR置高，產(chǎn)生中斷使IRQ引腳變?yōu)榈碗娖?，以便通知MCU去取數(shù)據(jù)，其流程圖如圖6.3.2所示。 圖6.3.1無線發(fā)射軟件流程圖 圖6.3.2 無線接收軟件流程圖 6.3.3 超聲波探測(cè)程序流程圖 圖6.3.3超聲波探測(cè)流程圖 6.4調(diào)試 步驟一 繪制電路原理圖。 步驟二 完成硬件電路的焊接。 步驟三 首先將接收端STC89C52單片機(jī)燒入液晶顯示程序，檢驗(yàn)液晶顯示有沒有問題。 步驟四 將其中一片STC89C52與液晶及按鍵模塊相連，寫入電表計(jì)數(shù)的程序。測(cè)試按鍵和液晶顯示。 步驟五 將NRF24L01的收發(fā)部分分別與兩片STC89C52相連，寫入發(fā)射一個(gè)常數(shù)的程序，檢測(cè)收發(fā)模塊及程序好使。 步驟五 將顯示、收發(fā)、超聲波顯示按鍵程序整合，檢測(cè)系統(tǒng)是否能將發(fā)送端的超聲波檢測(cè)的距離測(cè)量出來發(fā)送到接收端在液晶上顯示，檢測(cè)報(bào)警參數(shù)的設(shè)置和報(bào)警。 經(jīng)過調(diào)試裝置各組件的正常運(yùn)行，達(dá)到預(yù)期的效果。 [鍵入文字] 第七章 實(shí)驗(yàn) 第七章 實(shí)驗(yàn) 7.1驗(yàn)證功能實(shí)驗(yàn) 我對(duì)系統(tǒng)正常啟動(dòng)，距離測(cè)量誤差，報(bào)警準(zhǔn)確性，報(bào)警靈敏度進(jìn)行測(cè)試。 一、正常啟動(dòng)的測(cè)試。在兩只機(jī)體的電池盒中裝入電池后，按下各自的開關(guān)，使電路閉合，觀察電源指示燈是否如預(yù)期亮起，接著觀察超聲波測(cè)距裝置的指示燈是否亮起。再然后觀察通過觀察無線設(shè)備連接指示燈是否亮起，液晶顯示器是否工作，亮起。如果電源指示燈沒有亮起，一方面要檢查電池電量是否足夠，如若電池電量低則需要我們更換電池；一方面則需要排查電路是否存在短路和斷路的故障，如若有這方面的問題，則需要排查連線是否存在質(zhì)量問題，熔斷設(shè)備連接，查出問題后改正連接方式。一步步排查超聲波測(cè)距裝置是否出故障，液晶顯示器是否損壞等元件的完好。經(jīng)過反復(fù)數(shù)十次接通電路，斷開電路。驗(yàn)證電路不存在斷路和短路的狀況，元件工作指示燈正常，元件正常工作。系統(tǒng)中的元件都處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。 二、距離測(cè)量誤差分析。將帶有超聲波測(cè)距裝置的機(jī)體固定在空曠處，在正對(duì)方向9.0米到11.0米處，取出20個(gè)距離樣本。11.0米到13.0米處同樣取出20個(gè)樣本距離。13.0米到15.0米處取出20個(gè)距離樣本，算出并校核超聲波測(cè)距的誤差。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7.1.1 表7.1.1 測(cè)量距離誤差表 實(shí)際距離（單位米） 超聲波測(cè)出距離（單位米） 誤差（百分比） 實(shí)際距離（單位米） 超聲波測(cè)出距離（單位米） 誤差（百分比） 9.0 8.96 0.45 11.9 11.82 0.32 9.1 9.02 0.32 12.0 11.92 0.35 9.2 9.12 0.64 12.1 12.32 0.41 9.3 9.25 0.38 12.2 12.18 0.43 9.4 9.34 0.34 12.3 12.34 0.46 9.5 9.42 0.44 12.4 12.37 0.42 9.6 9.56 0.40 12.5 12.43 0.43 9.7 9.65 0.38 12.6 12.54 0.20 9.8 9.76 0.35 12.7 12.64 0.46 9.9 9.85 0.42 12.8 12.69 0.50 10.0 9.92 0.34 12.9 12.83 0.43 10.1 10.08 0.43 13.0 12.91 0.48 10.2 10.15 0.36 13.1 13.01 0.44 10.3 10.24 0.35 13.2 13.14 0.44 10.4 10.34 0.33 13.3 13.25 0.43 10.5 10.45 0.36 13.4 13.36 0.46 10.6 10.53 0.31 13.5 13.51 0.35 10.7 10.61 0.37 13.6 13.56 0.35 10.8 10.74 0.36 13.7 13.71 0.37 10.9 10.82 0.30 13.8 13.76 0.43 11.0 10.89 0.30 13.9 13.85 0.34 11.1 10.899 0.35 14.0 14.15 0.46 11.2 11.233 0.42 14.1 14.13 0.53 11.3 11.345 0.43 14.2 14.23 0.51 11.4 11.367 0.36 14.3 14.28 0.52 11.5 11.432 0.38 14.4 14.34 0.50 11.6 11.534 0.36 14.5 14.56 0.34 11.7 11.678 0.38 14.6 14.59 0.33 11.8 11.789 0.33 14.7 14.64 0.32 由實(shí)驗(yàn)可得到超聲波距離測(cè)量的誤差在千分之三十到千分之五十之內(nèi)。在允許誤差內(nèi)，測(cè)距準(zhǔn)確性得到驗(yàn)證。 三、報(bào)警準(zhǔn)確性測(cè)試。設(shè)置報(bào)警距離為10米、12米、14米、16米測(cè)試物體在這設(shè)定距離附近的報(bào)警準(zhǔn)確性。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表7.1.2所示。 表7.1.2 報(bào)警實(shí)驗(yàn)結(jié)果 設(shè)定報(bào)警距離（單位米） 實(shí)際距離（單位米） 是否報(bào)警 10 9.5 是 10.5 否 12 11.5 是 12.5 否 14 13.5 是 14.5 否 16 15.5 是 16.5 否 綜上一系列測(cè)試實(shí)驗(yàn)可以得出裝置的連接沒有出現(xiàn)問題，各個(gè)裝置正常運(yùn)行，能夠準(zhǔn)確測(cè)距，準(zhǔn)確報(bào)警。實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。 7.2 應(yīng)用實(shí)驗(yàn) 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初衷是提醒駕乘人員在上下車時(shí)注意周圍環(huán)境，以達(dá)到降低由于駕乘人員分心致使的事故發(fā)生幾率。所以我們需要將設(shè)計(jì)出來的設(shè)備來切實(shí)地運(yùn)用到實(shí)際之中。實(shí)際生活中上下車時(shí)的安全隱患可以靜止的物體、移動(dòng)的物體。初步計(jì)劃將裝置置于左后視鏡下，和車尾部。 一、首先將裝有超聲波測(cè)距氣的機(jī)體固定在交車左后視鏡的下部。根據(jù)現(xiàn)有的條件做了幾項(xiàng)障礙物正對(duì)車輛左后視鏡的實(shí)驗(yàn)。 （1）對(duì)報(bào)警距離內(nèi)的靜物的實(shí)驗(yàn)。報(bào)警距離設(shè)置為0.5米與10米，以0.5米為間隔。靜物選擇靜止蹲著的人、靜止站著的人、靜止電動(dòng)車如圖7.2.1。并且離裝置的距離都小于或等于設(shè)定的報(bào)警距離實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7.2.2。 表7.2.2 報(bào)警實(shí)驗(yàn)表 報(bào)警距離 是否報(bào)警 報(bào)警距離 是否報(bào)警 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 0.5m 是 是 是 5.5m 是 是 是 1.0m 是 是 是 6m 是 是 是 1.5m 是 是 是 6.5m 是 是 是 2m 是 是 是 7m 是 是 是 2.5m 是 是 是 7.5m 是 是 是 3m 是 是 是 8m 是 是 是 3.5m 是 是 是 8.5m 是 是 是 4m 是 是 是 9 m 是 是 是 4.5m 是 是 是 9.5m 是 是 是 5m 是 是 是 10m 是 是 是 圖7.2.1 實(shí)驗(yàn)實(shí)況圖 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠?qū)@些在報(bào)警距離內(nèi)的靜物能夠進(jìn)行檢測(cè)并報(bào)警。 （2）對(duì)報(bào)警距離內(nèi)的橫向移動(dòng)物體的實(shí)驗(yàn)。報(bào)警距離同樣設(shè)置為0.5米與10米，以0.5米為間隔。實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)物體包括人，自行車，電動(dòng)車，如圖7.2.10。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7.2.3所示。 表7.2.3 移動(dòng)物體實(shí)驗(yàn)表 報(bào)警距離（單位米） 是否報(bào)警 報(bào)警距離（單位米） 是否報(bào)警 自行車 人 電動(dòng)車 自行車 人 電動(dòng)車 0.5 否 否 否 5.5 是 否 否 1.0 否 否 否 6 是 否 否 1.5 否 否 否 6.5 是 否 否 2 否 否 否 7 是 是 否 2.5 否 否 否 7.5 是 是 否 3 是 否 否 8 是 是 否 3.5 是 否 否 8.5 是 是 否 4 是 否 否 9 是 是 否 4.5 是 否 否 9.5 是 是 否 5 是 否 否 10 是 是 否 實(shí)驗(yàn)結(jié)果是在安全距離設(shè)置為3米以上時(shí)行人能夠正常的報(bào)警，3米以內(nèi)報(bào)警沒想行人便能撞上裝置。而自行車在安全距離設(shè)置為7米以上時(shí)能夠正常報(bào)警，7米以內(nèi)同樣出現(xiàn)幾乎撞上度沒能報(bào)警的情況。而電動(dòng)車在我實(shí)驗(yàn)所取得安全距離沒有能成功觸發(fā)警報(bào)的。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)我將報(bào)警距離設(shè)置更長(zhǎng)后，系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)更快的移動(dòng)物體，但是移動(dòng)速度較快的物體側(cè)系統(tǒng)失效，沒能夠及時(shí)有效的報(bào)警。由此能得出該設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的靈敏度太低，所以本系統(tǒng)能對(duì)靜止的物體，和運(yùn)動(dòng)速度較低的物體作用明顯，但是對(duì)于速度較快的物體則會(huì)出現(xiàn)有時(shí)失效的情況，工作遲緩，所以要考慮提高裝置的靈敏度。 （3）考慮到安全隱患可以來自多個(gè)方向，不僅僅正對(duì)著后視鏡，還會(huì)出現(xiàn)在車身側(cè)面的情況。我以超聲波測(cè)距裝置正對(duì)方向?yàn)?線，以障礙物和超聲波裝置為兩點(diǎn)連線為轉(zhuǎn)過的角度線。兩線共同構(gòu)成一個(gè)扇形區(qū)域，實(shí)驗(yàn)實(shí)況如圖7.2.11。我要通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)得該設(shè)計(jì)裝置的最大扇形區(qū)域。將安全距離統(tǒng)一設(shè)置為2米，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)物體均靜止，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7.2.4。 表7.2.4 安全距離2米扇形范圍實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 0 是 是 是 18 否 否 否 1 是 是 是 19 否 否 否 2 是 是 是 20 否 否 否 3 是 是 是 21 否 否 否 4 是 是 是 22 否 否 否 5 是 是 是 23 否 否 否 6 是 是 是 24 否 否 否 7 是 是 是 25 否 否 否 8 是 是 是 26 否 否 否 9 是 是 是 27 否 否 否 10 是 是 是 28 否 否 否 11 是 是 是 29 否 否 否 12 是 是 是 30 否 否 否 13 是 是 是 31 否 否 否 14 是 是 是 32 否 否 否 15 是 是 是 33 否 否 否 16 否 否 否 34 否 否 否 17 否 否 否 35 否 否 否 18 否 否 否 36 否 否 否 如實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見將裝置裝在汽車左后視鏡下，系統(tǒng)所發(fā)覆蓋的扇形區(qū)域大概是28度，但不然發(fā)現(xiàn)測(cè)量較低物體時(shí)扇形區(qū)域會(huì)變得更小，比如此次實(shí)驗(yàn)中的蹲著的人，測(cè)得的區(qū)域開角只有11度。 將安全距離設(shè)置為3米，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7.2.5。 圖7.2.11 實(shí)驗(yàn)實(shí)況圖 表7.2.5 安全距離3米扇形范圍實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 0 是 是 是 18 否 否 否 1 是 是 是 19 否 否 否 2 是 是 是 20 否 否 否 3 是 是 是 21 否 否 否 4 是 是 是 22 否 否 否 5 是 是 是 23 否 否 否 6 是 是 是 24 否 否 否 7 是 是 是 25 否 否 否 8 是 是 是 26 否 否 否 9 是 是 是 27 否 否 否 10 是 是 是 28 否 否 否 11 是 是 是 29 否 否 否 12 是 是 是 30 否 否 否 13 是 是 是 31 否 否 否 14 是 是 是 32 否 否 否 15 是 是 是 33 否 否 否 16 否 是 是 34 否 否 否 17 否 否 否 35 否 否 否 18 否 否 否 36 否 否 否 安全距離設(shè)置為4米，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7.2.6。 表7.2.6 安全距離4米扇形范圍實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 0 是 是 是 18 否 否 否 1 是 是 是 19 否 否 否 2 是 是 是 20 否 否 否 3 是 是 是 21 否 否 否 4 是 是 是 22 否 否 否 5 是 是 是 23 否 否 否 6 是 是 是 24 否 否 否 7 是 是 是 25 否 否 否 8 是 是 是 26 否 否 否 9 是 是 是 27 否 否 否 10 是 是 是 28 否 否 否 11 是 是 是 29 否 否 否 12 是 是 是 30 否 否 否 13 是 是 是 31 否 否 否 14 是 是 是 32 否 否 否 15 是 是 是 33 否 否 否 16 否 是 否 34 否 否 否 17 否 否 否 35 否 否 否 18 否 否 否 36 否 否 否 安全距離設(shè)置為5米，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7.2.7。 表7.2.7 安全距離5米扇形范圍實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 0 是 是 是 18 否 否 否 1 是 是 是 19 否 否 否 2 是 是 是 20 否 否 否 3 是 是 是 21 否 否 否 4 是 是 是 22 否 否 否 5 是 是 是 23 否 否 否 6 是 是 是 24 否 否 否 7 是 是 是 25 否 否 否 8 是 是 是 26 否 否 否 9 是 是 是 27 否 否 否 10 是 是 是 28 否 否 否 11 是 是 是 29 否 否 否 12 是 是 是 30 否 否 否 13 是 是 是 31 否 否 否 14 是 是 是 32 否 否 否 15 是 是 是 33 否 否 否 16 否 否 否 34 否 否 否 17 否 否 否 35 否 否 否 18 否 否 否 36 否 否 否 安全距離設(shè)置為6米，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7.2.8。 表7.2.8 安全距離5米扇形范圍實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 0 是 是 是 18 否 否 否 1 是 是 是 19 否 否 否 2 是 是 是 20 否 否 否 3 是 是 是 21 否 否 否 4 是 是 是 22 否 否 否 5 是 是 是 23 否 否 否 6 是 是 是 24 否 否 否 7 是 是 是 25 否 否 否 8 是 是 是 26 否 否 否 9 是 是 是 27 否 否 否 10 是 是 是 28 否 否 否 11 是 是 是 29 否 否 否 12 是 是 是 30 否 否 否 13 是 是 是 31 否 否 否 14 是 是 是 32 否 否 否 15 否 是 是 33 否 否 否 16 否 否 否 34 否 否 否 17 否 否 否 35 否 否 否 18 否 否 否 36 否 否 否 安全距離設(shè)置為7米，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7.2.9。 表7.2.9 安全距離7米扇形范圍實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 0 是 是 是 18 否 否 否 1 是 是 是 19 否 否 否 2 是 是 是 20 否 否 否 3 是 是 是 21 否 否 否 4 是 是 是 22 否 否 否 5 是 是 是 23 否 否 否 6 是 是 是 24 否 否 否 7 是 是 是 25 否 否 否 8 是 是 是 26 否 否 否 9 是 是 是 27 否 否 否 10 是 是 是 28 否 否 否 11 是 是 是 29 否 否 否 12 是 是 是 30 否 否 否 13 是 是 是 31 否 否 否 14 是 是 是 32 否 否 否 15 否 否 否 33 否 否 否 16 否 否 否 34 否 否 否 17 否 否 否 35 否 否 否 18 否 否 否 36 否 否 否 通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以畫出最小可監(jiān)測(cè)區(qū)域的扇形圖，如圖7.2.10。系統(tǒng)的作用區(qū)域較小為14度，但考慮檢測(cè)區(qū)域應(yīng)該是左右對(duì)稱的，為此我猜想，裝置的檢測(cè)區(qū)域是可以通過調(diào)整所對(duì)的方向來擴(kuò)大，為此我調(diào)整了超聲波測(cè)距裝置的指向，適當(dāng)將其向左側(cè)調(diào)整方向，轉(zhuǎn)過14度，如圖7.3.1。依然以車身的側(cè)面線為0度。安全距離設(shè)置為2米，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7.3.2。 140 圖7.2.10 扇形區(qū)域圖 表7.3.2 安全距離2米扇形范圍實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 0 是 是 是 19 是 是 是 1 是 是 是 20 是 是 是 2 是 是 是 21 是 是 是 3 是 是 是 22 是 是 是 4 是 是 是 23 是 是 是 5 是 是 是 24 是 是 是 6 是 是 是 25 是 是 是 7 是 是 是 26 是 是 是 8 是 是 是 27 是 是 是 9 是 是 是 28 是 是 是 10 是 是 是 29 是 是 是 11 是 是 是 30 是 是 是 12 是 是 是 31 否 是 是 13 是 是 是 32 否 否 否 14 是 是 是 33 否 否 否 15 是 是 是 34 否 否 否 16 是 是 是 35 否 否 否 17 是 是 是 36 否 否 否 18 是 是 是 37 否 否 否 安全距離設(shè)置為3米。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7.3.3所示。 表7.3.3 安全距離3米扇形范圍實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 所在位置角度（度） 是否報(bào)警 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 蹲著的人 站著的人 電動(dòng)車 0 是 是 是 19 是 是 是 1 是 是 是 2