第一篇：超声波测距汽车倒车防撞雷达设计[精选]

目 录 ? 摘要 1

? 关键词 1

1，引言 3

1．1 倒车雷达研究的背景及意义 3

1．2 国内外倒车雷达的发展现状 3

2，超声波测距 4

2.1 超声波测距的基本原理 4

2.1.1 认识超声波 5

2.1.2 利用超声波测距 5

2.2 超声波倒车雷达系统工作原理

2.2.1 系统工作原理框图 6

3，超声波倒车雷达的芯片选择 6

3.1 单片机控制芯片 6

3.2 超声波发送和接收芯片 6

3.3 声光报警电路芯片 6

3.4 测温电路芯片 6

4，超声波倒车雷达硬件设计 7

4.1 超声波倒车雷达的工作原理 7

4.2 超声波发射电路 8

4.3 超声波接收电路 9

4.4 声光报警电路 10

4.5 测温电路 10

4.6 显示电路 10

4.7 电源电路 10

5，软件设计 11

5.1 系统程序的设计 11

5.2.1 超声波倒车雷达的算法设计 12

5.2.2 主程序 13

5.2.3 超声波发生子程序 18

5.2.4 超声波接收中断程序 18

5.2.5 显示子程序 19

6，结束语 19

7，致谢

8，参考文献

题目：

基于超声波测距汽车倒车防撞雷达

随着我国经济飞速发展，越来越多的人拥有了自己的汽车，同时由泊车和

倒车所引发的事故也越来越多。这些事故常常给驾驶员带来许多的麻烦，因此，有助于驾驶员泊车和倒车的倒车雷达应运而生。倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全

辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了

驾驶员泊车和启动车俩时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除视野的

死角和视线模糊的缺陷。本文介绍了以AT89C2051单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化，并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统，该倒车雷达根

据超声波测距原理研制，采用温度补偿技术、开机自检技术和优化的软硬件技术，将测得的结果送至数码管显示，同时进行三级声光报警。驾驶员只需坐在驾驶室

就能做到心里有数，极大的提高了泊车和倒车时的安全和效率。

关键词：倒车雷达、超声波、单片机

AT89C2O51

Title:Design car reversing aid systems based on ultrasonic

detections Abstract With the rapid development of economy of you country,more and more people

hace owed their cars, at the same time, more and more accidents occur

because of paring and reversing.the car reserving aid system which can

help drivers parking is invented.The car reserving aid systm is also called “parking auxiliary unit ”,it

is the automobile safe parking auxiliary unit,which can use sound or a

more direct demonstration to show the driver the obstacle situation

around.Thus relieve the difficulty of looking ahead and back when parking

or starting vehicles,and help the drive to eliminate the dead angle of

the field of vision and the flaw of sight.This paper introduces a low

cost,high-accuracy,micro-miniaturzation,digital display and

acousto-optics alarm intelligent parking radar that based on MCU

AT89C2051.The back-draft radar develops on the basis of uitrasonic

ranging principle.It uses the temperature compensation technology,the

opening machine self-checking technology and the optimized software

technology,the result obtained will be delivered to the digital tube and

showed.At the same time,the three levels of acusto-optics alarm will work，The driver only has to sit in the cab and can know fairly well.Thus the

driving security and efficiency enhance enormously.Keywords： 引言 1.1

倒车雷达研究的背景及意义

随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题

越来越成为人们关注的问题。其中倒车事故由于发生的频率极高，已引起了社会

和交通部门的高度重视。倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角，驾车

者目测距离有误差，视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事

故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来的许多麻

烦，例如撞上别人的车、消防水笼头，如果伤及儿童更是不堪设想，有鉴于此，汽车高科技产品家族中，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生，倒车

雷达的加装可以解决驾驶人员后顾之忧，大大降低了倒车事故的发生。

倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全

辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了

驾驶员泊车和启动车俩时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除视野的

死角和视线模糊的缺陷。提高驾驶的安全性。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过

感应装置发生超声波，然后通过反射回来的超声波判断前方是否有障碍物，以及

障碍物的距离、大小、方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的

限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。

1.2 国内外倒车雷达的发展现状

通常的倒车雷达主要由感应器（探头）、主机、显示设备等三部分组成。感

应器发出和接受超声波信号，并将接受到的信号传输到主机，再通过显示设备显

示出来。感应器装在后保险杠上，以角45度辐射，检测目标，能探索到那些低

于保险杠而驾驶员从后窗又难以看见的障碍物并报警，如花坛、蹲在车后玩耍的

儿童等；显示设备装在仪表板上，提醒驾驶员汽车距后面物体还有多少距离，到

危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提示驾驶员停车。根据感应器种类不同，倒车

雷达可分为粘贴式、钻孔式和悬挂式。粘贴式感应器后有1层胶，可直接粘在后

保险杠上；钻孔式感应器是在保险杠上钻一个洞，然后把感应器嵌进去；悬挂式

感应器主要用于载货车。根据显示设备种类不同，倒车雷达又可分为数字式、颜

色式和蜂鸣式。数字式显示设备是一只如传呼机大小的盒子，安装在驾驶台上，直接有数字表示汽车与后面物体的距离，并可精确到1厘米，让驾驶员一目了然。

倒车防撞雷达发展到现在已经历经5代。

第一代的倒车雷达系统是轰鸣器。倒车时，如果车后1.5米-1.8米处有障

碍物，轰鸣器就会开始工作，轰鸣越急，表示车辆离障碍物越近。没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾

驶员帮助不大。

第二代倒车雷达可以显示车后障碍物离车的距离。这一代产品有两种显示方

式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由三种颜色来区别：绿色代表

安全距离，表示障碍物离车体距离有0.8米以上；黄色代表警告距离，表示离障

碍物的距离只有0.6米-0.8米；红色代表危险距离，表示离障碍物只有不到0.6米的距离，必须停止倒车。

第三代用液晶荧屏显示，特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒

档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围的障碍物的距离。

该雷达动态显示，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很

方便。不过液晶显示器外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报

也较多。

第四代魔幻镜倒车雷达，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2米内的障碍物，并一不用等级的声音提示和直观的显示提 醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达把后视镜倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气

污染显示等多功能整合在一起，并设计了语音功能，是目前市面上最先进的倒车

雷达系统。其外型就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内

倒视镜的位置。

第五代倒车雷达是专门为高档轿车生产的，它的整合了高档轿车具备的影音

系统，可以在显示器上观看DVD影像。因为是新品，售价也较高。

倒车雷达的发展实际上已经融入了整车的设计，随着技术的成熟，价格的降

低，倒车雷达将会逐渐普及成为标准配置。

2，超声波测距

2.1 超声波测距的基本原理

1、超声波发生器

为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上

讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机

械方式产生超声波。电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有

加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各

不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。

2、压电式超声波发生器原理

压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器

内部结构如图1所示，它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信

号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共

振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超 声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波

接收器了。

3、超声波测距原理

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波

在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即

停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就

可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2

2.1.1认识超声波

超声波是指振动频率大于20KHz以上的,其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声

和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动，通常以纵波的方

式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声频率高，波长

短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性，目前腹部超声成象所

用的频率范围在 2∽5MHz之间，常用为3∽3.5MHz（每秒振动1次为1Hz，1MHz=106Hz,即每秒振动100万次，可闻波的频率在16－20，000HZ 之间）。

2.1.2 利用超声波测距

超声波测距是单片机控制超声波传感器发射出超声波束，遇到障碍后返回，然后接收它的回波，利用发、收过程中产生的时间差，就可以计算出前方物体离

超声波传感器的实际距离。设计为了能测量汽车不同位置障碍物距离，设计成多

传感器测距。经分析可知：频率为400KHZ左右的超声波在空气中传播的效率最 佳，因此，为了方便处理，发射的超声波被调制成40KHZ左右、具有一定间隔的

调制脉冲波信号，如图1所示。

2.2 超声波倒车雷达系统工作原理

倒车雷达只需要在汽车倒车时工作，为驾驶员提供汽车后方的信息。由于倒

车时汽车的行驶速度较慢，和声速相比可以认为汽车是静止的，因此在系统中可

以忽略多普勒效应的影响。在许多测距方法中，脉冲测距法只需要测量超声波在

测量点与目标间的往返时间，实现简单，因此本系统采用了这种方法。

2.2.1 系统工作原理框图

如图A所示，驾驶员将手柄转到倒车档后，系统自动启动，超声波发送模块

向后发射40kHz的超声波信号，经障碍物反射，由超声波接收模块收集，进行放

大和比较，单片机AT89C2051将此信号送入显示模块，同时触发语音电路，发出

同步语音提示，当与障碍物距离小于1m、0.5m、0.25m时，发出不同的报警声，提醒驾驶员停车。

3，超声波倒车雷达的芯片选择

3.1 单片机控制芯片

AT89C2051简介：AT89C2051是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含 2k bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据

存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标

准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大

AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。

AT89C2051是一个功能强大的单片机，但它只有20个引脚，15个双向输入

/输出（I/O）端口，其中P1是一个完整的8位双向I/O口，两个外中断口，两

个16位可编程定时计数器,两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。同时

AT89C2051的时钟频率可以为零，即具备可用软件设置的睡眠省电功能，系统的

唤醒方式有RAM、定时/计数器、串行口和外中断口，系统唤醒后即进入继续工

作状态。省电模式中，片内RAM将被冻结，时钟停止振荡，所有功能停止工作，直至系统被硬件复位方可继续运行。

主要功能特性：

兼容MCS51指令系统 2k可反复擦写(>1000次）Flash ROM

5个双向I/O口 6个中断源

两个16位可编程定时/计数器 2.7-6.V的宽工作电压范围

时钟频率0-24MHz 128x8bit内部RAM

两个外部中断源 两个串行中断

可直接驱动LED 两级加密位

低功耗睡眠功能 内置一个模拟比较放大器

可编程UARL通道 软件设置睡眠和唤醒功能

3.2 超声波接收芯片

3.3 声光报警电路芯片

3.4 测温电路芯片

4，超声波倒车雷达硬件设计

4.1 超声波倒车雷达的工作原理

倒车雷达只需要在汽车倒车时工作，为驾驶员提供汽车后方的信息。由于倒

车时汽车的行驶速度较慢，和声速相比可以认为汽车是静止的，因此在系统中可

以忽略多普勒效应的影响。在许多测距方法中，脉冲测距法只需要测量超声波在

测量点与目标间的往返时间，实现简单，因此本系统采用了这种方法。

如图A所示，驾驶员将手柄转到倒车档后，系统自动启动，超声波发送模块向

后发射40kHz的超声波信号，经障碍物反射，由超声波接收模块收集，进行放大

和比较，单片机AT89C2051将此信号送入显示模块，同时触发语音电路，发出同

步语音提示，当与障碍物距离小于1m、0.5m、0.25m时，发出不同的报警声，提

醒驾驶员停车。

4.2 超声波发射电路

超声波发射电路

超声波发送器包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两个部分，超声波

探头（又称“超声波换能器”）选用CSB40T，可采用软件发生法和硬件发生法 产生超声波。前者利用软件产生40kHz的超声波信号，通过输出引脚输入至驱动

器，经驱动器驱动后推动探头产生超声波。这种方法的特点是充分利用软件，灵

活性好，但需要设计一个驱动电流在100mA以上的驱动电路。第二种方法是利用

超声波专用发生电路或通用发生电路产生超声波信号，并直接驱动换能器产生超

声波。这种方法的优点是无须驱动电路，但缺乏灵活性。

本设计采用第一种方法产生超声波，电路设计如图B所示。40kHz的超声波

是利用555时基电路振荡产生的。其振荡频率计算式为f=1.43/((R 9+2·R 10)·C 5)

。将R 10设计为可调电阻的目的是为了调节信号频率，使之与换能器的40kHz

固有频率一致。为保证555时基具有足够的驱动能力，宜采用+12V电源。CNT为

超声波发射控制信号，由单片机进行控制。

4.3 超声波接收电路

超声波接收器包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路三部分。

超声波探头必须采用与发射探头对应的型号，关键是频率要一致，本设计采用

CSB40R，否则将因无法产生共振而影响接收效果，甚至无法接收。由于经探头变

换后的正弦波电信号非常弱，因此必须经放大电路放大。正弦波信号不能直接被

单片机接收，必须进行波形变换。按照上面所讨论的原理，单片机需要的只是第

一个回波的时刻。接收电路的设计可采用专用接收电路，也可采用通用电路来实

现，如图C所示。

超声波在空气中传播时，其能量的衰减与距离成正比，即距离越近信号越

强，距离越远信号越弱，通常在1mV～1V之间。当然，不同接收探头的输出信号

强度存在差异。由于输入信号的范围较大，对放大电路的增益提出了两个要求：

一是放大增益要大，以适应小信号时的需要；二是放大增益要能变化，以适应信

号变化范围大的需要。另外，由于输入信号为正弦波，因此必须将放大电路设计

成交流放大电路。为减少负电源的使用，放大电路采用单电源供电，信号放大和

变换采用了一片LM324通用运算放大器，前三级为放大器设计，后一级为比较器

设计。LM324既可以双电源工作，也可以单电源工作，因此能满足使用要求。为

满足交流信号的需要，每一级的放大器均采用阻容电路进行电平偏移，即图3中 的C7、C21、C22和C24，容量均为10μF，实现单电源条件下交流信号的放大。

对于交流信号而言，电容为短路，因此前三级放大电路的增益均为10。距离较

近时，两级放大的增益已能够输出足够强度的信号了，第三级有可能出现信号饱

和，但距离较远时，必须采用三级放大。合理调节电位器R27，选择比较基准电

压，可使测量更加准确和稳定。

4.4 声光报警电路

声光电路设计

声光报警是指当倒车雷达探测到的距离小于所设定的安全值时，发出声音提

醒驾驶员，声光电路设计如图D所示。M3720是单声一闪灯报警音效集成电路，芯片内存储一种报警音效，可直接驱动蜂鸣器发声或经外接功放三极管推动扬声

器放音，同时还能驱动一只LED闪烁。该芯片各引脚功能为：5脚VDD；1脚VSS 分别为电源输入端与负端，VDD电压3～3.5V；8脚X和1脚Y分别为芯片外接

振荡电阻器；6脚TG为触发控制端，低电平触发有效；3脚BZ和2脚BB分别为

报警音效输出端，可直接外接压电陶瓷蜂鸣器，如果驱动扬声器则由3脚BZ端

引出；4脚L为闪灯输出端，可直接驱动LED发光。

4.5显示电路

基于MAX7219的6位共阴极数码管显示

目前市面上已有的LED显示驱动芯片种类繁多，从性价比以及功能实用性的

角度考虑。本次设计取用MAX7219。其峰值电流可达40MA，最高串行扫描频率为

10MHz，典型为1.3KHz。仅使用3条线串行接口传送数据。多片级联时可控制更

多的LED。本设计的显示电路原理图如下图所示：

5，软件设计

AT89C2051单片机及其开发应用系统具有语言简洁、可移植性好、表达能

力强、可进行结构化设计、可以直接控制计算机硬件、生成代码质量高、使用方

便等诸多优点。该系统的主程序处于键控循环工作方式，当手柄转入倒车档，主

程序开始调用测量子程序、显示子程序和语音提示

5.1 系统程序的设计

工作时，微处理器AT89C2051先把P1.0置0，启动超声波传感器发射超声

波，同时启动内部定时器T0开始计时。由于我们采用的超声波传感器是收发一

体的，所以在发送完16个脉冲后超声波传感器还有余震，为了从返回信号识别 消除超声波传感器的发送信号，要检测返回信号必须在启动发射信号后2.38ms

才可以检测，这样就可以抑制输出得干扰。当超声波信号碰到障碍物时信号立刻

返回，微处理器响应。如图3

5.2.1 超声波倒车雷达的算法设计

计算超声波传播时间

在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0，利用定时器的计数功

能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波反射波时，接收电

路输出端产生一个负跳变，在INT0或INT1端产生一个中断请求信号，单片机响

应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。其部分源

参

考 文 献 [1] 康华光，陈大钦，电子技术基础，第4版，北京：高等教育出版社，1999.6

[2] 汪吉鹏，马云峰，于乃功，穆效江，微机原理与接口技术，北京：高等教

育出版社，2001

[3] 藤志军，基于超声波策距雷达设计资料，今日电子网站

第二篇：汽车倒车雷达原理

倒车雷达原理

倒车雷达(PDC，Parking Distance Control)全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器(或蜂鸣器)等部分组成。在倒车时，帮助司机“看见”后视镜里看不见的东西，以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。

倒车雷达也存在一定的盲区，包括过于低矮的障碍物(低于探头中心10~15cm以下的障碍物)、过细的障碍物(例如隔离桩、斜拉钢缆)还有沟坎。

国内品牌：雷兽、铁将军、亿车安、四创、蓝霹雳、安极星、豪迪、探路神、路标、固地、宝仕达、Linfor、二朗神、世博、德首、国邦、黑鹰、奇真等。

倒车雷达的工作原理

PDC系统的工作原理就是通常是在车的后保险杠或前后保险杠设置雷达侦测器，用以侦测前后方的障碍物，帮助驾驶员“看到”前后方的障碍物，或停车时与它车的距离，此装置除了方便停车外更可以保护车身不受刮蹭。

PDC是以超音波感应器来侦测出离车最近的障碍物距离，并发出警笛声来警告驾驶者。而警笛声音的控制通常分为两个阶段，当车辆的距离达到某一开始侦测的距离时，警笛声音开始以某一高频的警笛声鸣

叫，而当车行至更近的某一距离时，则警笛声改以连续的警笛声，来告知驾驶者。PDC的优点在于驾驶员可以用听觉获得有关障碍物的信息，或它车的距璃。PDC系统主要是协助停车的，所以当达到或超过某一车速时系统功能将会关闭。

选购倒车雷达需要注意的方面：

1、质量方面：倒车雷达作为一种汽车用品，最重要的是看其质量是否过硬，优质产品提供的服务较好，承诺的包修期较长。

2、功能方面：从功能方面区分，倒车雷达可分为LCK距离显示、声音提示报警、方位指示、语音提示、探头自动检测等，一个功能齐全的倒车雷达应具备以上这些功能。

3、性能方面：性能主要从探测范围、准确性、显示稳定性和捕捉目标速度来考证。探测范围至少在0.4米到1.5米间;准确性主要看两个方面，首先看显示分辨率，一般为10厘米，好的能达到1厘米，其次看探测误差，即显示距离与实际距离间的误差，好产品的探测误差低于3厘米;显示稳定性指在障碍物反射面不好的情况下，能否捕捉到并稳定显示出障碍物的距离;捕捉目标速度反映倒车雷达对移动物体的捕捉能力。倒车雷达性能方面的要求是：测得准、测得稳、范围宽和捕捉速度快。

4、外观工艺方面：作为汽车的内外装饰件，需要和汽车的整体结构、颜色相协调。

后倒车雷达

后倒车雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器(或蜂鸣器)等部分组成。能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。

后倒车雷达探头装在后保险杠上，探头以大约45度角辐射，上下左右搜寻目标。它最大的好处是能探索到那些低于保险杠而司机从后窗难以看见的障碍物，并报警，如花坛、蹲在车后玩耍的小孩等。

挡位杆挂入倒挡时，倒车雷达自动开始工作，当探头侦测到后方物体时蜂鸣器发出警示，当车辆继续倒车时，警报声音的频率会逐渐加快，最后变为长鸣音。

第三篇：超声波测距

超声波测距

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离s，即：s=340m/s× t / 2。这就是所谓的时间差测距法。本实验利用超声波测得的距离从串口中显示。

元器件清单：

Arduino UNO × 1； USB数据线 × 1 ； 杜邦线若干；

超声波传感器 × 1； 无线蓝牙模块×1；

知识要点：

pulseIn()：用于检测引脚输出的高低电平的脉冲宽度。pulseIn(pin, value)pulseIn(pin, value, timeout)Pin---需要读取脉冲的引脚 Value---需要读取的脉冲类型，HIGH或LOW

Timeout---超时时间，单位微秒，数据类型为无符号长整型。

使用方法及时序图：

1、使用Arduino采用数字引脚给SR04的Trig引脚至少10μs的高电平信号，触发SR04模块测距功能；

2、触发后，模块会自动发送8个40KHz的超声波脉冲，并自动检测是否有信号返回。这步会由模块内部自动完成。

3、如有信号返回，Echo引脚会输出高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。此时，我们能使用pulseIn()函数获取到测距的结果，并计算出距被测物的实际距离。

SR04与Arduino接线示意图：

Arduino示例程序：

/* 功能：利用SR04超声波传感器进行测距，并用串口显示测出的距离值

// 设定SR04连接的Arduino引脚 const int TrigPin = 2;const int EchoPin = 3;float distance;void setup()

{

// 初始化串口通信及连接SR04的引脚

Serial.begin(9600);

pinMode(TrigPin, OUTPUT);

// 要检测引脚上输入的脉冲宽度，需要先设置为输入状态

pinMode(EchoPin, INPUT);

Serial.println(“Ultrasonic sensor:”);}

void loop(){

// 产生一个10us的高脉冲去触发TrigPin

digitalWrite(TrigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(TrigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(TrigPin, LOW);

// 检测脉冲宽度，并计算出距离

distance = pulseIn(EchoPin, HIGH)/ 58.00;

Serial.print(“The distance is “);

Serial.print(distance);

Serial.print(“cm”);

Serial.println();

delay(1000);}

连线实物图：

下载完程序后，打开串口监视器，并将超声波传感器对向需要测量的物体，即可看到当前超声波传感器距物体的距离，如下图：

第四篇：汽车倒车雷达汽车倒车雷达市场调研报告

汽车倒车雷达市场调研报告

一、调查目的：

随着汽车的普及，越来越多的家庭拥有了汽车。交通拥挤状况也随之出现，撞车事件也是经常发生，人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时，更加注重的是汽车的安全性，许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。为了解决这个安全问题，设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。

二.调查意义

根据相关资料对各年汽车事故的分析结果，得出在驾驶员、汽车和道路三个环节中，驾驶员这一环节的可靠性低于另外两个环节。80%以上的车祸是由于驾驶员反应不够迅速或者误判所引起的，特别是在汽车高速行驶情况下，超过65%的车辆相撞是追尾相撞。此外汽车倒车，仅靠后视镜有视觉盲区，亦常出现撞车、撞人、撞物的意外事故。据统计, 在危险情况下, 如果能给驾驶员0.5s的预处理时间, 则能够减少30%的汽车追尾事故、50%路面相关事故、60%的迎面撞车事故, 这说明了安全报警系统的作用, 因而在汽车防撞装置还应具有报警系统。

汽车倒车防撞系统可以在司机倒车时，检测后方靠近车身的障碍物，在距离过短时及时以报警的方式告知驾驶员，可以避免因后视镜的视觉盲区而出现与障碍物的碰撞，起到倒车辅助功能。在汽车前进时也

可以开启倒车防撞系统，用以检测后方靠近的车辆，及时提醒驾驶员做出判断。因此，研究开发汽车防撞等主动式汽车辅助安全装置，对

于减少交通事故和经济损失具有重要意义。

三、倒车雷达的市场状况

（一）倒车雷达的市场前景

中国国家汽车行业“十五”规划研究组预测； 2005年和2010

年，全国轿车保有量将分别达到843—869万辆和1423—1542万辆。2004年我国轿车的销售量为232万辆，2005年我国轿车的销量预计高达275万辆，同比增长18.5%；未来五年，国内轿车需求量以两位数的速度快速增长，尤其值得关注的是中高档轿车的私人消费迅速升温，中高档轿车已成为市场需求主流。另据国际汽车制造商协会（DICA）最近预测，中国将成为第四大汽车市场，同时也将成为全球汽车配套服务产业的第四大市场，汽车用品及服务行业正赶上历史上从未有过的空前繁荣期。根据国际惯例，汽车生产厂商的利润与汽车用品及今后服务行业的利润之比在1：10以上，另据有关专业机构统计，目前有车一族用于每辆新购汽车的平将装璜费用4500元。在欧美国家，轿车倒车雷达的安装使用率达80％以上，而我国目前轿车（高、中、低档次的轿车）的平均安装率只有10％左右。随着国产中高档车产量和需求量的快速攀升，倒车雷达的需求量将进入快速增长期，倒车雷达市场前景广阔。

（二）系统组成和工作原理

(1)功能：功能较齐全的倒车雷达应该有距离显示、声音/语音报警、区域警示和方位指示、探头自动检测等。

(2)性能：性能主要从探测范围、准确性、显示稳定性和捕捉目标速度来考虑，要求是测得准、测得稳、范围宽和捕捉速度快。

(3)外观工艺：作为汽车的内外装饰件，要考虑显示器和探头安装后是否美观，与车是否协调。从探头外形看，可以选择的有纽扣式和融合式两种。纽扣式的探头表面是平的，融合式探头表面是有造型变化的，追求与后保险杠的自然过渡。从尺寸上看，有超小型、中型和较大尺寸的，主要取决于车后保险杠的大小和个人偏好。从颜色上看，应选择与汽车保险杠相同或相近的颜色。

显示器应根据驾驶员的倒车习惯选用前置式或后置式的，有的产品可以同时使用两个显示器。

(4)质量与可靠性：倒车雷达作为汽车用品，对其质量和可靠性应有比较高的要求，尤其是探头的质量直接关系到倒车雷达所应起的作用，特别是产品的灵敏度、是否存在盲区、产品是否正常工作等。此外，质量好的产品提供的服务较好，承诺的包换期和包修期比较长。

（三）汽车倒车雷达的发展 水平

倒车雷达的快速发展始于20世纪末21世纪初，经过几年的时间，随着技术发展和用户需求的变化，倒车雷达在几年的时间里大致经过了六代的演变。

第一代：倒车时通过喇叭提醒。“倒车请注意”！想必不少人还记得这种声音，这就是倒车雷达的第一代产品，只要司机挂上倒档，它就会响起，提醒周围的人注意，不能算真正的倒车雷达，基本属于淘汰产品。

第二代：采用蜂鸣器不同声音提示驾驶员。这是倒车雷达系统的真正开始。倒车时，如果车后1.8m～1.5m处有障碍物，蜂鸣器就会开始工作。蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。但没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。

第三代：数码波段显示具体距离或者距离范围。这代产品比第二代进步很多，可以显示车后障碍物离车体的距离。如果是物体，在1.8m开始显示；如果是人，在0.9m左右的距离开始显示。这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由3种颜色来区别：绿色代表安全距离；黄色代表警告距离；红色代表危险距离，必须停止倒车。第三代产品把数码和波段组合在一起，比较实用，但安装在车内影响美观。

第四代：液晶屏动态显示。不用挂倒档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。不过LCD外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。

第五代：魔幻镜倒车雷达。结合了前几代产品的优点，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2m以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达可以把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，并设计了语音功能。因为其外形就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内后视镜的位置。而且颜色款式多样，可以按照个人需求和车内装饰选配。

第六代：专为高档轿车生产。第六代产品在第五代的基础上新增了很多功能：外观上看，比第五代产品更为精致典雅；功能上看，它除了具备第五代产品的所

有功能之外，还整合了高档轿车具备的影音系统，可以在显示器上观看DVD影像。

（四）发展前景

(1)由加装向原装发展。越来越多的汽车在出厂时配有倒车雷达。

(2)原装倒车雷达车型呈现高档→中档→低档的发展态势。

(3)由主流探头向更多探头发展。

（4）功能更加强大，集成音响和音像播放功能。

(5)设备趋于小型化、人性化、智能化。

四 结语

汽车市场的快速发展将带动倒车雷达市场的繁荣。国内倒车雷达主流市场已经开始由进口高档汽车向中低档汽车发展；技术上向着单芯片功能集成、灵敏度更高、可视化等方向发展；后装市场竞争激烈，前装市场将是倒车雷达生产厂商的低风险高回报所在。

第五篇：《倒车雷达》教学设计（范文）

《倒车雷达》教学设计

学习目标

科学和工程：  超声波

 获取、评估和交流信息 数学：

 使用数学方法建模

 绘制、构造和描述几何图形及这些图形之间的关系 技术：

 在超声波传感器的帮组下，对机器人的移动进行控制  对中型电机模块的使用

一、联系

此部分用时5分钟

在车上，由于驾驶员视线的限制，存在很多盲区。很多新手司机倒车技术有限，停车成了他们的一个难题。有的车上装有倒车雷达，司机可以在没有他人帮忙的情况下通过车内的雷达提示音进行倒车。

本节课里，机器人将挑战“倒车”任务，即机器人能够检测到障碍物，并及时做出反应动作。例如，机器人倒退行驶，检测到距后方墙壁10cm时停止。这里我们需要为机器人增加一个“超声波传感器”。

人类耳朵能听到的声波频率为20Hz~20KHz。当声波的振动频率小于20Hz或大于20KHz时，我们就听不见了。因此，我们把频率高于20KHz的声波称为“超声波”。超声波方向性好，穿透能力强，在水中传播距离远。

任务挑战

1． 设计装有超声波传感器的机器人。2． 读取机器人与障碍物的距离。

3． 编写程序，使机器人检测到障碍物后及时停止。

二、建构

此部分用时10-15分钟

1.选择一个障碍物。将书本、墙壁、乐高整理箱或者前面用到的颜色方块，作为障碍物，用于超声波识别。2.认识超声波传感器。

3.设计一个超声波传感器并与驱动基座相连。4.认识“等待（超声波传感器）”模块。首先在流程控制类找到等待模块，选择“超声波传感器”，点击“更改”，选择“距离（厘米）”。

5.编写机器人检测障碍物的程序。机器人前进，行驶至距障碍物10cm处停止。

程序概述： 开始

移动转向装置—开启—功率[20] 等待—超声波传感器—更改距离 厘米[减少，10] 移动转向装置—关闭

将颜色块放在3号场地图的位置7.1上，将机器人放在3号场地图的起始位置7上，然后运行程序。

描述程序的各个部分使机器人执行的动作。

我的机器人向前移动，直至它在超声波传感器前方10厘米处检测到物体。检测到后，电机停止旋转。

三、反思 此部分用时10-15分钟

1.想一想，我们身边哪些设施上应用了超声波传感器？ 2.如何让机器人遇到障碍物时避开障碍物继续前行？

四、延续

设计一个智能倒车雷达，使机器人距离障碍物远时发出缓缓的提示音，距离障碍物近时发出急促的提示音。