基于单片机的智能倒车系统设计

曾昱欣

摘 要 私家车越来越多，随之而来的就是新手司机的不断增加，由于新手司机技术不娴熟导致潜在的危险。本制作设计了一种智能倒车系统，从而解决了新手司机因经验的匮乏而导致的倒车难的问题。本制作通过利用雷达的探测功能，构造了详细的倒车环境，驾驶员能够明确规划出下一步的行动；利用了倒车雷达的测距功能与声音配置，使驾驶员清楚地知道车与障碍物之间的具体距离，再经过单片机系统内部计算，实现了对将要发生碰撞车辆的及时制动，从而实现对人车的安全保护。经过多次方案论证得出了，在新手司机在驾驶车辆时能较为直接方便地做出准确地判断并保证人车的安全，从而也验证了本设计的可行性与合理性。

关键词 单片机；智能倒车；系统设计

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）196-0057-02

随着生活质量的提高，小轿车已然成为人们较为常用的交通工具，拥有小轿车的人数也逐日攀升，但许多新手的开车技术不娴熟，就容易导致行车交通事故的发生。随着智能化的普及，科技已逐步深入到了人们的日常生活，现急需一种行车系统，能够保证倒车、停车时人车的安全，而倒车雷达的产生，就保证了司机能够安全顺利地倒车、停车。

传统的倒车方式中，司机大数情况下凭感觉来判断车与障碍物之间的距离情况，但这对经验不足的新手司机而言较为困难，而且主观因素过多也易导致危险的发生。现有的避障倒车装置中大多采用的是声音提醒的方式，但仍会带来误判的后果。本设计制作了一种智能停车系统，能够随车与障碍物之间的距离变化而发出不同频率的声响作为提示与警醒，在距离过近时实施强制停车，以保证人车的安全。

1 总体设计

本设计制作的是一款智能倒车系统。其硬件包括负责探测地形的倒车雷达、作为控制部件的单片机以及作为执行装置的发声模块与制动系统，此外还加入了蓝牙模块以增加本设计的实用性。本设计的原件结构图如图1所示。

2 硬件设计

2.1 倒车雷达

随着雷达技术的发展进步，倒车雷达也应运而生，其可以在倒车时起到很重要的安全辅助作用。其主要在工作时，利用声音或者影像等信息告知驾驶员周围路况。由于驾驶过程中的视觉死角问题以及驾驶员的能力水平，难免会出现一些不方便甚至危险的事故，而倒车雷达可以很轻松的解决这些问题，解除了驾驶员的这些缺陷，极大地保证了行车安全。

倒车雷达由3部分组成，包括环境信息的检测，内部信息的处理以及信号的输出，对应的器件主要为超声波传感器、控制器和显示器或蜂鸣器等。超声波传感器的任务为发送、接收声波，然后将信号输入到主机，通过显示设备显示出来；控制器主要负责对信号的处理，并对距离与方位进行运算，最终将相应的信息传送給单片机；蜂鸣器的主要任务是在接收到单片机的命令时发出警报，提醒驾驶员。而雷达运用超声波原理是由车尾探头发出声波，再经障碍物反射后，计算出车与障碍物距离，以保证安全的

车距。

2.2 单片机

单片机是系统的神经中枢，作为一种集成电路芯片，其主要是由运算器、控制器、存储器、I/O设备组成。也是一种微型计算机系统，它具有应用广泛，操作简单方便，价格低廉等优点。单片机具有接收信号并对接收的信号进行处理、发送与执行的功能。最常见的倒车系统单片机有以下两种。

2.3 蓝牙

蓝牙作为一种无线技术，可实现设备与设备之间信息的快速交流，可同时连接多台设备。因此蓝牙用途广泛，发展迅速。最常见的就是平时手机与手机之间或者手机与笔记本或平板电脑之间的文件传输，这种方式虽然有距离的限制，大都在十米之内，但是由于操作简单易行，依然得到了很多人的青睐。

3 软件设计

该制作能够通过手机设定车的安全距离，当安全距离小于设定值时，发声装置给出提示，同时制动装置及时执行制动命令，从而实现安全倒车避免事故的目的。

该制作通过蓝牙与手机等移动设备的连接，可将固定的距离信息发送给单片机，单片机再将处理后的信息反馈给倒车雷达。倒车雷达时刻检测着环境信息，在检测到障碍物与车的距离小于安全距离时，单片机对信息进行分析计算，再发出指令信号到发声装置，使其发出清晰锐耳的警示声。当倒车雷达检测到车与障碍物之间的距离大于安全车距但车距在变小时，单片机通过控制发声装置使其发出越来越急促的提示音。当倒车雷达检测到车与障碍物之间的距离已经小于设定的安全车距时，单片机将制动指令发送给制动装置，将车进行强制停止，以保证及时停车避免安全事故的发生。系统具体的流程图如图2所示。

图2 系统流程图

4 结论

传统的倒车系统是并不够完善，主要的工作原理就是利用摄像机摄像，再将影像信息通过显示器显示出来。当系统工作时，系统屏幕上会出现两条标线，标线会随着方向盘的转动角度变换为一定的弧度以辅助驾驶员驾驶。但这种方式起到的作用并不是很明显。许多新手司机在驾驶时，对车尾摄取的画面不够敏感，仍不能准确无误的将车安全倒入，而且有时也出现了很严重的事故。

本设计通过声音的提醒，能较为直接明了地使驾驶员了解到车后方的环境情况，同时调动驾驶员的听觉，这样能够减少司机视线的交换转移，使驾驶员将全部的精力都集中在手中的方向盘上。新手司机可以根据系统发出的声音的频率直接判断车与障碍物距离的远近，即使经验匮乏的驾驶员也能够较好地掌握。还可以将蓝牙与耳机相连，通过手机依照个人的自身情况设定车的安全距离，在达到安全值时，将控制器与制动器直接相连，可实现强制停车的效果以达到安全保护的作用，这样不仅极大地提高了安全系数而且真正地实现了人车的安全保障。

参考文献

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