專利名稱：汽車倒車安全顯示報警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子測量領(lǐng)域，更進一步屬于超聲波測距應用于汽車安全領(lǐng)域的汽車倒車安全報警裝置。
隨著交通運輸業(yè)的不斷發(fā)展，司機需全面顧及各方位的操作，難度加大，倒車時及時發(fā)現(xiàn)后面障礙物是其中之一。消除駕駛員的后顧之憂，提高倒、停車的安全性和準確性，減少事故的發(fā)生率是當今交通運輸中的重要課題之實用新型ZL.93.2.47625.2提出了一種采用超聲波測距技術(shù)以分立元件及CMOS鎖相環(huán)電路為超聲接收處理單元，COMS門電路為40KHz振蕩器，小規(guī)模門電路及分利元件為控制處理單元，發(fā)光二極管指示大至范圍內(nèi)障礙物的汽車倒車指示裝置。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺點，提出了一種以紅外線遙控接受芯片為40KHz超聲模擬信號處理芯片，雙時基集成電路NE556為40KHz振蕩器，單片機為核心控制處理器件，用雙位數(shù)碼管顯示距離，由超聲傳感器向車后發(fā)射超聲波脈沖，根據(jù)反射回波測得車尾距障礙物距離的汽車倒車安全報警裝置。駕駛員駕駛汽車倒車時，若距車尾2米之內(nèi)有障礙物，駕駛員能從本實用新型顯示控制器的顯示屏上觀察到車尾距障礙物的距離。并能根據(jù)距障礙物的距離發(fā)出不同報警聲，指示駕駛員停車。
本實用新型由顯示控制器(8)、左路探頭(9)、右路探頭(10)組成，包括一中心控制處理單元(2)，中心控制處理單元(2)的數(shù)字信號輸出端口RA0～RA3接顯示單元(1)的數(shù)字信號輸入端口RA0～RA3，中心控制處理單元(2)的信號輸入端ICI接模擬信號處理單元(4)信號輸出端ICI，中心控制處理單元(2)的左路振蕩控制輸出端OS1接振蕩單元(3)的左路振蕩控制輸入端OS1，中心控制處理單元(2)的右路振蕩控制輸出端OS2接振蕩單元(3)的右路振蕩控制輸入端OS2，中心控制處理單元(2)的左路振蕩輸出控制輸出端T1接振蕩單元(3)的左路振蕩輸出控制輸入端T1，中心控制處理單元(2)的左路振蕩輸出控制輸出端T2接振蕩單元(3)的右路振蕩輸控制輸入端T2，中心控制處理單元(2)的左路輸入控制輸出端R1接模擬信號處理單元(4)的左路輸入控制輸入端R1，中心控制單元的右路輸入控制輸出端R2接模擬信號處理單元(4)的右路輸入控制輸入端R2，模擬信號處理單元(4)的左路模擬信號輸入端U1接左路探頭電路單元(6)的左路模擬信號輸出端U1，模擬信號處理單元(4)的右路模擬信號輸出端U2接右路探頭電路單元(7)的右路模擬信號輸出端U2，模擬信號處理單元(4)的模擬信號輸入端IN接振蕩單元(3)的振蕩反饋輸出端IN，振蕩單元(3)左路振蕩輸出端S1接左路探頭電路單元(6)的振蕩輸入端S1，振蕩單元(3)的右路振蕩輸出端S2接右路探頭電路單元(7)的振蕩輸入端S2，電源單元(5)的P端口接在汽車倒車燈電源上，將12V不穩(wěn)電源變?yōu)?V穩(wěn)壓電源供給其它單元使用。
本實用新型工作過程如下由中心控制處理單元(2)控制振蕩單元(3)產(chǎn)生一40KHz0.8ms左右脈沖送左路探頭電路單元(6)，左路探頭電路單元(6)發(fā)出一束超聲波，超聲波遇障礙物返回，由左路探頭電路接收放大送模擬信號處理單元(4)，模擬信號處理單元(4)將放大整形后的信號送中心控制處理單元(2)，經(jīng)處理變換后的信號送顯示單元顯示。接著中心控制處理單元(2)控制振蕩單元(3)產(chǎn)生一40KHz0.8ms左右脈沖送右路探頭電路單元(7)，右路探頭電路單元(7)發(fā)出一束超聲波，超聲波遇障礙物返回，由右路探頭電路接收放大送模擬信號處理單元(4)，模擬信號處理單元(4)將放大整形后的信號送中心控制處理單元(2)，經(jīng)處理變換后的信號送顯示單元顯示。


圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實用新型探頭部分的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本實用新型電路的整體框圖。
圖4是本實用新型的顯示單元的電路原理圖。
圖5是本實用新型的中心控制處理單元的電路原理圖。
圖6是本實用新型的振蕩單元的電路原理圖。
圖7是本實用新型的模擬信號處理單元的電路原理圖。
圖8是本實用新型的電源單元的電路原理圖。
圖9是本實用新型的左路探頭電路單元的電路原理圖。
圖10是本實用新型的右路探頭電路單元的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述。
本實用新型的整體結(jié)構(gòu)見
圖1，由顯示控制器(8)、左路探頭(9)、右路探頭(10)組成。顯示控制器(8)包括顯示單元(1)、中心控制處理單元(2)、振蕩單元(3)、模擬信號處理單元(4)、電源單元(5)。本實用新型左右路探頭的結(jié)構(gòu)見圖2。左路探頭(9)和右路探頭(10)分別由探頭電路單元6(7)、超聲傳感器(11)、硅橡膠套(12)、金屬外殼(13)組成。在金屬外殼(13)與超聲傳感器(11)之間有一硅橡膠套(12)，其作用有兩個一是減少汽車行駛中振動對超聲傳感器的影響；二是減少收發(fā)超聲傳感器之間的直達波干擾。探頭電路單元被封在金屬外殼內(nèi)，使外部電磁波不至于干擾探頭電路單元正常工作。
參見圖4，本實用新型顯示單元(1)中，8字數(shù)碼管SX1～SX4、集成電路IC1、IC2組成四位動態(tài)掃描屏，控制信號由RA0～RA3端輸入。RA0～RA3是本單元的數(shù)字信號輸入端口。
參見圖5，本實用新型中心控制處理單元(2)中，電容C1、C2晶振J、單片機集成電路IC3組成控制處理核心電路，其負責整個裝置的時序并對信號進行處理和變換。電阻R1、三極管V1、電容C3、直流蜂鳴器SPK組成發(fā)聲報警電路，報警聲由單片機IC3的第6腳控制。當?shù)?腳輸出高電平時，經(jīng)電阻R1限流，由三極管V1推動蜂鳴器SPK發(fā)出聲音。濾波電容C3并在SPK兩端，減小蜂鳴器發(fā)音后的交流干擾串入電源所造成的干擾。RA0～RA3是本單元數(shù)字信號輸出端口，ICI是本單元信號輸入端，OS1是本單元左路振蕩控制輸出端，OS2是本單元右路振蕩控制輸出端，T1是本單元左路振蕩輸出控制輸出端，T2是本單元右路振蕩輸出控制輸出端，R1是本單元左路輸入控制輸出端，R2是本單元右路輸入控制輸出端。
參見圖6，本實用新型振蕩單元(3)中，電阻R3、R4、可變電阻W1、可容C4、C5、時基電路IC4A組成頻率可調(diào)受控左路振蕩電路，其振蕩頻率由W1調(diào)節(jié)。其振蕩輸出端IC4A第5腳輸出的受控振蕩信號，一路經(jīng)R2衰減送模擬信號處理單元的模擬信號輸入端IN，另一路經(jīng)模擬開關(guān)IC5A接在左路探頭電路的振蕩輸入端S1。電阻R6、R7、可變電阻W2、電容C6、C7、時基電路IC4B組成頻率可調(diào)受控右路振蕩電路，其振蕩頻率由W2調(diào)節(jié)。其振蕩輸出端IC4B第9腳輸出的受控振蕩信號，一路經(jīng)R5衰減送模擬信號處理單元的模擬信號輸入端IN，另一路經(jīng)模擬開關(guān)IC5B接在右路探頭電路的振蕩輸入端S2。IN是本單元振蕩反饋輸出端，S2是本單元左路振蕩輸出端，S2是本單元右路振蕩輸出端，T1是本單元左路振蕩輸出控制輸入端，T2是本單元右路振D蕩輸出控制輸入端，OS1是本單元左路振蕩控制輸入端，OS2是本單元右路振蕩控制輸入端。
參見圖7，本實用新型模擬信號處理單元(4)中，電容C8～C12、電阻R8～R12、集成電路IC6組成一個40KHz信號放大整形電路。兩個模擬開關(guān)IC5C、IC5D通過C8接在IC6的第1腳上做為左右路信號輸入選擇器。U1是本單元左路模擬信號輸入端，U2是本單元右路模擬信號輸入端，R1是本單元左路輸入控制輸入端，R2是本單元右路輸入控制輸入端，IN是本單元模擬信號輸入端。
參見圖8，本實用新型電源單元(5)中，汽車倒車燈上12V電源經(jīng)D1～D4組成的全橋加在穩(wěn)壓集成電路IC7上，設(shè)計全橋的目的是使兩根輸入的電源線無正負之分，有利于本裝置的安裝。C13、C16是電源濾波電容，C4、C15是防高頻自激電容。
參見圖9，本實用新型的左路探頭電路單元(6)中，CS40/S、CS40/F分別是收發(fā)超聲傳感器，電阻R13、R14、三極管V2組成射級跟隨器，其作用是阻抗變換。電阻R15～R18、電容C17、C18、三極管V3組成既有交直流電壓并聯(lián)負反饋又有直流電流負反饋的共發(fā)射級放大電路，它提供了較高的放大增益。電阻R19、R20、R22、電容C9、三極管V4組成電壓并聯(lián)負反饋共發(fā)射級電路，它有較低的輸出阻抗，有利于降低長線傳輸干擾，本單元有兩級電源濾波，一級由電阻R23、電容C21組成，另一級由電阻R21、電容C20組成。U1是本單元左路模擬信號輸出端。
本實用新型左路探頭電路單元(7)與本實用新型左路探頭電路單元(6)具有相同結(jié)構(gòu)。U2是本單元左路模擬信號輸出端。
本實用新型采用紅外線遙控接受芯片CXA20106為40KHz超聲模擬信號處理芯片，使本裝置抗干擾能力大大加強；采用雙時基集成電路NE556為40KHz振蕩器，使振蕩頻率相對穩(wěn)定；采用單片機為核心控制處理器件，提供整個裝置的時序并對信號進行處理和變換，使本裝置有較高的性能價格比；采用雙位數(shù)碼管顯示距離，使本裝置具有較直觀的指示。本裝置屬于確保汽車安全行駛的儀表，可以防止大多數(shù)倒車事故。不但有較高的經(jīng)濟效益，還有很高的社會效益。
權(quán)利要求1.汽車倒車安全報警裝置，包括一顯示控制器(8)、左路探頭(9)、右路探頭(10)，本實用新型的特征是所述的顯示控制器(8)包括一中心控制處理單元(2)，中心控制處理單元(2)的數(shù)字信號輸出端口RA0～RA3接顯示單元(1)的數(shù)字信號輸入端口RA0～RA3，中心控制處理單元(2)的信號輸入端ICI接模擬信號處理單元(4)信號輸出端ICI，中心控制處理單元(2)的左路振蕩控制輸出端OS1接振蕩單元(3)的左路振蕩控制輸入端OS1，中心控制處理單元(2)的右路振蕩控制輸出端OS2接振蕩單元(3)的右路振蕩控制輸入端OS2，中心控制處理單元(2)的左路振蕩輸出控制輸出端T1接振蕩單元(3)的左路振蕩輸出控制輸入端T1，中心控制處理單元(2)的左路振蕩輸出控制輸出端T2接振蕩單元(3)的右路振蕩輸控制輸入端T2，中心控制處理單元(2)的左路輸入控制輸出端R1接模擬信號處理單元(4)的左路輸入控制輸入端R1，中心控制單元的右路輸入控制輸出端R2接模擬信號處理單元(4)的右路輸入控制輸入端R2，模擬信號處理單元(4)的左路模擬信號輸入端U1接左路探頭電路單元(6)的左路模擬信號輸出端U1，模擬信號處理單元(4)的右路模擬信號輸出端U2接右路探頭電路單元(7)的右路模擬信號輸出端U2，模擬信號處理單元(4)的模擬信號輸入端I N接振蕩單元(3)的振蕩反饋輸出端IN，振蕩單元(3)左路振蕩輸出端S1接左路探頭電路單元(6)的振蕩輸入端S1，振蕩單元(3)的右路振蕩輸出端S2接右路探頭電路單元(7)的振蕩輸入端S2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車倒車安全報警裝置，其特征在于，所述的左路探頭(9)的金屬外殼(13)與超聲傳感器(11)之間有一硅橡膠套(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車倒車安全報警裝置，其特征在于，所述的右路探頭(10)的金屬外殼(13)與超聲傳感器(11)之間有一硅橡膠套(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車倒車安全報警裝置，其特征在于，所述的振蕩單元(3)中左路振蕩輸出端IC4A第5腳輸出的受控振蕩信號，一路經(jīng)R2衰減送模擬信號處理單元的模擬信號輸入端IN，另一路經(jīng)模擬開關(guān)IC5A接左路探頭電路的振蕩輸入端S1，其右路振蕩輸出端IC4B第9腳輸出的受控振蕩信號，一路經(jīng)R5衰減送模擬信號處理單元的模擬信號輸入端IN，另一路經(jīng)模擬開關(guān)IC5B接右路探頭電路的振蕩輸入端S2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車倒車安全報警裝置，其特征在于，所述的模擬信號處理單元(4)中兩個模擬開關(guān)IC5C、IC5D一端通過C8接在IC6的第1腳，另一端分別接左路探頭電路單元(6)的左路模擬信號輸出端U1與右路探頭電路單元(7)的右路模擬信號輸出端U2。
專利摘要本實用新型公開了一種電子測量領(lǐng)域的汽車倒車安全報警裝置，包括顯示控制器部分、左路探頭部分、右路探頭部分，分別安裝于汽車駕駛室內(nèi)及汽車車尾左右部，以單片機為核心控制處理器件，利用超聲波測距原理及微電子技術(shù)，將距車尾2米以內(nèi)障礙物的距離分左右兩路顯示于顯示控制器上，并根據(jù)障礙物遠近發(fā)出不同的報警聲，提醒駕駛員注意，幫助駕駛員準確地倒停，減少交通事故的發(fā)生率。
文檔編號B60Q1/02GK2247612SQ9524533
公開日1997年2月19日 申請日期1995年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月29日
發(fā)明者曹峻, 陳偉, 沈雪峰, 傅君眉, 索曉民 申請人:西安交通大學