摘 要

随着社会的进步，科技给人们带来了越来越多的便捷，在人们生活的各个方面有着重大的影响，在汽车领域，为了提供更方便、安全的服务，倒车雷达系统起到了很大的作用。倒车雷达系统的主要功效在于能够及时准确地给驾驶员提供倒车的实时情况，车距小于最低测量距离时会发出警报让驾驶员做出相应的行动。

市面上大部分使用的是基于51系列的单片机，本课题主要研究的是基于Arduino开源平台的倒车雷达系统，该开源平台相较于51系列或者32系列，更容易上手、更加的智能、方便、快捷，为了满足汽车倒车辅助系统越来越智能，选择Arduino开源平台更加符合要求。

本课题主要研究的是通过Arduino平台开发板上设计出一款倒车雷达，最后通过设计实现了测距、显示、报警等作用，也最终达到了设计目标。

关键词：汽车倒车雷达；Arduino平台；测量距离

Abstract

With the progress of society, science and technology have brought more and more convenience to people, which has a great influence on all aspects of people’s life. In the field of automobile, in order to provide more convenient and safe service, the reversing radar system has played a great role. The main effect of reversing radar system is that it can provide real-time reversing situation to the driver in time and accurately, and when the distance is less than the minimum measuring distance, the alarm will be issued to the driver to make corresponding action.

Most of the market is based on 51 series of single-chip computers, this topic is mainly based on Arduino open source platform reversing radar system, this open source platform is easier to meet automotive reversing auxiliary system more intelligent, choose Arduino open source platform more in line with the requirements.

The main research of this project is to design a reverse radar on the Arduino platform development board. At last, through the design, the functions of ranging, display and alarm are realized, and finally the design goal is achieved.

Key Words: reversing radar system; Arduino open source platform; measuring distance

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2国内外的研究现状分析 1

1.3主要研究内容 2

第2章 超声波测距原理 3

2.1超声波测距的概述 3

2.1.1超声波检测的发展 3

2.1.2超声波测距的特性 3

2.2超声波发生器 4

2.3压电式超声波发生器原理 4

2.4超声波测距原理 4

第3章 系统结构及硬件设计 6

3.1系统的设计要求 6

3.2系统结构 6

3.3 Arduino的介绍 7

3.3.1基本信息及功能 7

3.3.2特点 7

3.4单片机系统介绍 8

3.4.1单片机ATmega328P的介绍 8

3.4.2引脚及功能 9

3.4.3单片机的内部功能 10

3.5超声波测距电路 11

3.6超声波的发射与接收电路 13

3.7系统显示电路 13

3.8仿真电路图 14

第4章 系统的软件设计 15

4.1系统的软件设计框图 15

4.2系统程序流程图 16

4.3超声波发射与接收程序 16

4.4超声波测距的程序设计 16

4.5显示程序 17

4.6软件调试 19

第5章 系统测试及结果分析 21

5.1系统测试 21

5.2结果分析 22

第6章 结论 23

参考文献 24

致 谢 25

第1章 绪论

1.1目的及意义

随着汽车的越来越普及，汽车倒车辅助系统的智能化程度越来越高，提高道路安全也越来越重要，设计汽车倒车雷达的必要性也越来越大，这样才能更好为人民服务。

现在高端的轿车上的倒车雷达更加方便、高档、清晰，倒车时我们可以通过车上的显示屏看到车尾后方的大部分实景，并且会有声音提示车的倒车情况，低端一点的车只会告诉驾驶员倒车是否安全，通过警报声来实现，制作出更好的系统，才能使驾驶员在倒车时有一个清晰的概念，使倒车更容易。

1.2国内外的研究现状分析

总的来说，汽车倒车雷达经历了五代，第一代的倒车系统实际说来不算是真正的倒车雷达，因为运行原理就是在汽车尾部安装一个喇叭，当汽车倒车时喇叭就会响起以此用于警告车后方的人，但是对驾驶员没有任何的帮助，根本看不到后方的情况，第二代的倒车系统是通过蜂鸣器实现的，这也是真正的倒车雷达，与第一代相比，第二代实现了超声波探测，当车后有物体时蜂鸣器会发出提示音，用以告诉驾驶员小心倒车，但是驾驶员不知道实际上车后多远有物体，第三代就比第二代智能很多，实现了超声波测距，可以实时告诉驾驶员车后多远处有障碍物，但是测量距离不大，第四代使倒车雷达到达了一个新的高度，只要车一启动就能通过液晶显示屏观察到车周围物体的距离，但是容易出现误差，第五代应用了GPS技术，使倒车更加的方便，驾驶员也能很容易地实现安全倒车。

目前，国内外的反馈雷达有望成为第六代。一种新型的无线LCD背向雷达，它集成了无线连接、背向雷达和彩色LCD显示器、电流，因为在安装常规反馈雷达时，屏幕必须安装在从后面的雷达主机到前台的一条线上。最近一代的产品较好的解决了这个问题，并且这一代产品在连接上更加智能，显示器与主机的连接方式是无线连接，这样更容易安装较长的车辆，如公共汽车、卡车等，能更好地测量各种环境中周围障碍物的距离。第六代雷达系统集后视镜、手机、温度计于一体，方便驾驶员操作^[1]。

通过查看文献绝大部分的倒车雷达系统都是使用AT89C51、AT89C52、PIC等单片机，这次通过Ardiuno平台来做倒车雷达，Arduino是一个使用atmelavr的单片开源微控制器，一个用于简单输出/输入接口的硬件平台和开源软件，以及一个使用Java和C语言的开发环境。相较于单片机，它不需要对寄存器进行操作，直接调用函数，简单快捷，而且不同的arduino开发板可以直接使用相同的函数，这也使得自己使用起来更加容易^[2]。但是，因为简单所以导致使用不灵活，开发片上资源也少，所以使用的时候也应该需要细心留意，所以在设计的时候也应该兼顾多种方法。

1.3主要研究内容

本课题主要研究的是通过在Arduino开发板上设计出一款智能的倒车雷达系统，通过此雷达测出目标物后方障碍的距离，并且在LCD显示屏上显示出来，然后根据设置距离通过蜂鸣器发出声音进行报警。