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基于单片机的超声波测距倒车防撞报警系统
作者：赵金成
来源：《数码设计》2018年第14期
摘要：随着我国科技的发展和社会的进步，各种新型技术开始涌现，其中超声波技术是一种应用非常广泛的智能型非接触性技术，结合当前我国的应用实际来讲，其具有着传播距离较远、聚向功能较好等优势，并且能源在利用超声波进行传播的过程中消耗比较缓慢。基于此，我国倒车防撞报警系统的设计过程中会采用超声波技术来进行测距，其应用原理简单易懂，构成的重要配件价格也非常便宜。本文主要探讨了，基于单片机的超声波测距倒车防撞报警系统的建立，以及相应的测试结果，希望能够为以后该技术的研发和应用提供助力。 关键词：单片机;超声波测距;倒车防撞;报警系统
中图分类号：U463.6;;; 文献标识码：A;;;; 文章编号：1672-9129（2018）14-0102-01 ～般情况下城市轨道交通的检修工作为了不打扰列车的正常运行，需要在半夜进行，受周围环境的影响，想要在这一时段进行非接触性的检测项目实验，会受到光线或者检测条件的影响，传统的解决方式一般都是通过老员工结合自己多年的检查经验来进行主观判断，这种检修形式存在着误差较大的情况，不利于列车的稳定出行，超声波测距技术的应用，能够很好的解决这一问题，具有传播距离远，聚向性能强的特点，并且还能够减少能源消耗，是科技发展所带来的新工作形式。 1超声波测距的工作原理
当前我国所运用的超声波测距原理有三种，一种是渡越时间检测法，一种是相位检测法以及声波幅值检测法，其中相位检测法能够通过相位之间的角度来进行精确度的计算，但是计算的过程是比较复杂，并且涉及到的软件价格也非常昂贵，如果我们采用声波幅值检测法来进行检测的话，很容易受到反射波的干扰，从而导致检测的结果精准度并不高，在检测过程中的灵敏度也很低。所以，相对比较来讲渡越时间检测法，其检测原理非常简单，不会受到反噬和干扰，灵敏度、精确度都很高，因此，在进行检测过程中，比较常见的就是渡越时间检测法的超声波测距原理。
具体的测距过程是：通过超声波发射装置，来向其中一个地点和方向进行超声波发射，在发射的同时能够激发单片机内部的计时装置，这样能够保证超声波在发射之后如果遇到障碍物，被反射就会直接通过接受端口进行接收，并且单片机所拥有的计时装置也会随之停止，那么我们就可以判定单片机的内部定时器在发射的这段时间一直处于渡越时间，所得到的渡越时间能够通过单片机进行详细的读取，并且得到精确的计算，计算结果会通过单片机直接显示到数码管上。
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2超声波测距的系统组成
经过总结，整个测距系统都是通过C51单片机来进行整体控制的，c51单片机是整个控制系统的核心和基础，无论是发射模块还是报警模块、接收模块、显示模块以及电源组成模块，都要通过c51单片机来进行控制，主要为整个系统提供的功能就是在发射的端口实现高频方波信号传输，然后经过系统内的换能器以及驱动电路的工作，来将所得到的超声波进行发射，在进行电路反射波的接收之后，会直接向单片机核心发送低电平的信号。单片机接受这一点信号之后会立刻停止计时，将所得到的内部数值通过系统内部的软件计算，来得出计算结果，简单的进行计算结果处理之后，就会让其直接显示在三位共阳数码管上，一旦整个过程中测距的距离超出了额定的距离范围之内，单片机就会及时的进行报警。 3软件编程设计思路
超声波测距软件编程的优势就在于他能够将整个软件所执行的不同内容进行模块划分，通过不同模块的管理来实现整体系统的稳定运行，基本上可以分为主程序模块、超声波输出模块以及接收模块、显示模块，其中主程序就是整个系统的核心，所以，在编程设计的过程中需要将主程序作为重要的设计对象，要满足其能够在运用过程中进行其他子程序和模块的调解，这一程序的设计保证时间的稳定性，这就需要设计人员需要仔细的进行计算，结合当前所应用的整个系统数值，进行转换和计算，综合整个设计程序，单片机c51语言编辑系统比传统的汇集语句进行编辑更加有效，主程序模块帮助整个系统环境进行初始化，恢复原始变量设置。 总结：整个系统的研发都要通过硬件的焊接和软件的编程来实现，在完成这一内容之后，需要对测距系统的精确性进行验证，明确是否符合相应的指标，验证的过程可以在学院的实验室内进行，正常标准应该是在范围50-500cm之间都能够进行精准测量，测量的最大误差要保持在1cm之内，超声波测距倒车防撞报警系统和传统的报警系统相比，具有稳定性更高，结构简单，体积小，价格便宜等优点。基本上产生较小误差的原因都是反射面出现不平整导致延时，这一误差可以根据实际系统应用情况来调整脉冲的宽度或者是频率参数来解决。 参考文献：
[1]张珩，刘亚杰.基于单片机的超声波测距倒车防撞报警系统[J].广西轻工业，2009，25（09）：61-62.
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