基于CAN總線通信設計的的重型汽車內輪差預警系統(tǒng)

圖3 超聲波測距電路的硬件示意圖

3.3 溫度補償設計

　　由于溫度每改變10℃，聲速改變量為0.6m/s，因此溫度對測距的影響是相當大的。為了更精確的實現(xiàn)檢測功能，本設計使用了美國DALLAS半導體公司的單線溫度傳感器DS18B20。該傳感器能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式，測溫范圍 -55℃～+125℃，精度達±0.5℃，現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，整個產品體積小、價格低、使用靈活，在測溫精度、轉換時間、傳輸距離、分辨率等方面都能夠滿足系統(tǒng)的要求。如圖4為溫度傳感器與單片機的連接原理圖。

圖4 溫度校正部分原理圖

4 系統(tǒng)軟件設計

　　軟件采用模塊化設計，程序由主程序、測距子程序、CAN總線通信子程序等模塊組成。調試過程中對其中每個功能模塊和子程序逐一調試，在每個子程序都完成其指定的功能后，再進行整合完成最后的綜合調試。輪差預警系統(tǒng)的主程序流程圖、測距子程序流程圖分別如圖5、6所示。汽車轉彎時啟動預警系統(tǒng)，AT89C51先把P1.0置0，啟動超聲波傳感器發(fā)射超聲波，同時啟動內部定時器T0開始計時。我們采用的超聲波傳感器是收發(fā)一體的，在發(fā)送完16 個脈沖后超聲波傳感器還有余震，為了從返回信號識別消除超聲波傳感器的發(fā)送信號，要檢測返回信號必須在啟動發(fā)射信號后2.38ms才可以檢測。當超聲波信號碰到障礙物時信號立刻返回，微處理器不停的掃描INT0引腳，如果INT0接收的信號由低電平變?yōu)楦唠娖剑藭r表明信號已經返回，微處理器進入中斷關閉定時器。再把定時器中的數(shù)據(jù)結合溫度傳感器送來的現(xiàn)場溫度經過校正換算，可以得出超聲波傳感器與障礙物之間的真實距離;然后顯示測距結果，若測距結果低于設定閥值則產生報警信號;最后把得到的距離數(shù)據(jù)實時的通過CAN總線網絡向汽車主控制器發(fā)送，這樣就可以實現(xiàn)預警系統(tǒng)與CAN網絡其他節(jié)點和上位機的通信和網絡控制功能。

5 結論

本文提出了一種應用于重型汽車的輪差預警系統(tǒng),基于超聲脈沖測距原理進行測距，根據(jù)現(xiàn)場溫度對數(shù)據(jù)進行校正，并通過CAN總線將輪差預警系統(tǒng)與汽車的數(shù)字化平臺接軌，降低了環(huán)境因素的影響，提高了系統(tǒng)的檢測精度。根據(jù)障礙物到車體的距離遠近進行實時顯示，當該計算距離小于安全距離時，可以進行預警，提醒司機采取必要措施以避免發(fā)生碰撞事故。本系統(tǒng)結構簡單、可靠性高，可以經濟、有效地降低大型汽車輪差事故發(fā)生率，具有很好的應用前景。

參考文獻

　　[1] 黃世霖等. 汽車碰撞與安全[M]. 北京: 清華大學出版社, 2000.

　　[2] 何希才.傳感器及其應用電路[M] . 電子工業(yè)出版社, 2001.

　　[3] 鄔寬明. CAN總線原理和應用系統(tǒng)設計[M]. 北京: 北京航空航天大學出版社, 1996.

　　[4] 陽憲惠. 現(xiàn)場總線技術及應用[M]. 北京: 清華大學出版社, 1999.

　　[5] 王紹銧, 夏群生, 李建秋等. 汽車電子學[M]. 北京: 清華大學出版社, 2005.

　　[6] 黃世霖, 張金換, 王曉冬等. 汽車碰撞與安全[M]. 北京: 清華大學出版社, 2000.