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摘要：超声波具有一定速度并能够在遇到障碍物以后反射回来的特性。也以其便于产生和检测的特点而成为汽车测距防撞的绝佳工具。该系统通过单片机输出高电平给多谐振荡器使其发射超声波信号并通过反相器74HC04放大信号从探头中发射超声波，与此同时在单片机中开始计时并延迟0.1ms以避免衍射误报现象。当发射的超声波反射回来被以CX20106A为核心构成超声波接收模块接收到的时候产生一个中断信号并输入到单片机的中断管脚，单片机接收到中断信号以后，将获得的计时数据加入到数据分析中以获得最后的距离计算结果，并最后显示在数码管上。
1引言
随着我国在近年来经济快速增长的背景下，汽车市场也随之快速的扩大，私家车已经成为了人们出行所必不可少的交通工具。在全国范围内中国千人汽车保有量达到了一百四十辆，甚至在中国发达的东南沿海城市一个家庭拥有两辆以上的车辆也已经是不足为奇了。过快的车辆增长速度使得整个城市的交通变得过于拥挤了。随之产生的各种安全问题也是越来越多。车辆在保证驾驶的基本功能的同时保证与之相关的人员的安全和和谐的人车关系也是第一要务，因此提高行车安全性的产品设计是具有极高必要性的，也是汽车工程设计的一个重要的课题。这是一个充满前景而又大有可为的方向。也是对我国建设一个和谐安全的以人为本的社会环境做出了贡献。
2基于智能测距下的车辆管理系统的作用探析
2.1智能测距的要求
能够保证较低的开发成本的前提下，完成整个超声波测距防撞系统的功能构建，实现在汽车后方有障碍物接近时的对其与汽车之间距离的测量并提供预警能力。在超声波发射模块中运用555时基电路来构成超声波载波信号发生器。在超声波接收模块中运用sony生产的CX20106A红外线检波芯片对超声波回波进行检测并对单片机输出中断信号，并对该超声波接收模块电路进行仔细分析，设计出恰当的硬件电路并使其增益可调。最后运用四位八段数码管对测距结果进行显示。
2.2基于智能测距下的车辆管理系统的工作原理
超声波是指频率超过20khz的声波，其频率突破了人耳能获得的上限而得名为超声波。它具有方向性好、透过性强的特点也能够易于取得较为聚集的声能。超声波测距运用了超声波在大气等介质中传播速率较为固定，且当超声波碰到物体以后会反射的特性。以此可以将其运用到测距当中，且其与目标物非接触的特性，符合倒车系统的设计要求，但也可搭配温度补偿模块来进一步提高该系统的精度要求。超声波在15℃一个标准大气压下为传播速率为340m/s，环境温度以及空气密度的因素会影响到超声波在空气中的传播速率，但考虑到车辆倒车只需要了解周围一米至两米左右的距离以内是否存在障碍物即可，距离较短，精度要求也只需要厘米级，因此只需要将室温下的超声波速度作为标准即可。从超声波换能器发射超声波到超声波接收模块对单片机输入中断信号为止的时间记为“T”，由此可知，超声波在空气中传播了T/2。类似于雷达系统。我们就能够获得汽车到目标物之间的距离数据，即：L=340*T/2。这些数据通过单片机AT89C51进行处理即可，最后再由显示模块进行距离显示。
2.3基于智能测距下的车辆管理系统的作用
超声波测距的方法是运用了超声波遇到障碍物会反射的特性，通过计算发射超声波的时间点和接收到反射回来的超声波回波的时间点之间的时间差来获得与目标障碍物之间的距离数据。首先通过单片机产生超声波发射信号，当由555定时器构成的时基电路接收到该信号时，在555定时器的4管脚处产生一个高电平使其开始工作并在3管脚去输出占空比为百分之五十的40kHz的超声波信号，并通过反相器将信号输出给发射头，发射出去的超声波在遇到障碍物后反射回来之后由cx20106a组成的超声波接收模块进行检波整形并将中断信号传递给单片机。单片机通过对信号数据的分析获得车辆到障碍物之间的间距数据并显示在显示模块上。并通过蜂鸣器来对危险距离进行报警。对于超声波发射和接收装置采用了常见的分体式传感器T/R40。
3结束语
该超声波测距防撞系统使用了AT89C51单片机、555定时器、CX20106A红外线检波芯片、74HC04反相器芯片、T40-10超声波传感器、4位阳级数码管、74LS2443态八位缓冲器以及其他一干元器件来完成整个硬件设计，其中555定时器74HC04和传感器构成了超声波发送模块的主要部分，CX20106A和传感器构成了超声波接收模块，数码管、74LS244和三极管等组成了显示模块，这些模块通过AT89C51单片机整合而成，并通过C语言编程来完成整个功能的实现。其具有足够高的精度和稳定性和较低的成本达到了超声波倒车测距防撞系统的整个设计要求。虽然本案的设计已经做到了大部分的考虑，但这些还是远远不够的，单个探头对整个汽车后方并不能做到全面精确的测量，通过在车后对称布置两枚超声波发射传感器然后对获得的数据进行三角函数的处理是可能更加周全的汽车与障碍物之间距离的参数的。超声波的速率也与空气湿度有关系，为了获得更高的精确度温度数据也是可以引入的一个数据。汽车在行使过程中本身就是具有一定的速度的，这也是需要考虑到的一个方面。
参考文献
[1]黄丽雯，韩荣荣，宋江敏.基于Arduino/Android的语音控制小车设计[J].实验室研究与探索.2015（12）.
[2]戈惠梅，徐晓慧，顾志华，等.基于Arduino的智能小车避障系统的设计[J].现代电子技术.2014（11）.
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作者:唐思均 单位:宜宾职业技术学院
