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作者：青岛大学 苏勇、潘鹏燕、金增航
指导教师：傅强

　　作品简介

　　随着我国国力的增强，国家的汽车工业得到了长足的发展，人均汽车占有率越来越高，但伴随而来的是汽车事故的激增。其中很大一部分是由于驾驶人在倒车时未能清楚的观察车辆后方的情况造成的。后来人们在倒车时加入了语音播报，但是在倒车时我们无法确定车辆后方是何种物体，语音播报不一定有效。因此，我们决定自己制作一种智能倒车雷达。
　　我们的系统是以STC15F2K61S2单片机作为我们的处理器，通过超声波模块在不同的角度进行距离的测量，保证在倒车时不会造成侧面和后面的刮擦，保证车辆的安全。同时，我们通过彩屏显示各个方向距离障碍物的距离，并进行距离显示。此外，通过蜂鸣器的鸣响间断时间的长短报告距离的长短。这样，就通过声音、图像、数字对驾驶员进行提醒，保证驾驶员能够得到准确的信息，并作出判断。
　　在使用过程中,本系统会对后方距离进行实时播报，当车辆距离后方障碍物较远时，本系统仅会进行彩屏显示，没有声音提醒。当距离达到警戒距离时，彩屏会进行相应显示并进行蜂鸣器鸣响提醒，鸣响的时间根据距离的远近进行调整。
　　本系统的核心结构就是STC15F2K61S2单片机，并配三个超声波模块进行距离的测量，一个块彩屏进行显示。本系统的供电部分为一块锂电池，通过稳压模块输出5V电供单片机和无线使用。　　

　　平台选型说明

　　对本系统来说，所给出的四种指定开发板都能完成任务，但我们通过对开发板的编写难易程度，系统运行的稳定性，系统的复杂性以及经济实用性等方面的综合考虑，最终决定采用单片机开发板作为我们控制核心。

　　设计说明

　　一、 设计原理
　　本系统主要通过单片机为三个超声波模块发出方波信号，超声波模块自动发出超声波并等待接收。当收到超声波反馈后超声波模块自动传回单片机，单片机进行分析计算时间，从而得到距离，并将数值在彩屏上进行显示。同时单片机将距离数据与原先设定的数据进行比较，并将比较结果进行分级，送到蜂鸣器记性相应等级的鸣响，同时送到彩屏进行相应等级显示并显示出哪个方向距离障碍物较近，达到信号反馈的目的。系统组成模块主要有电源模块、测距模块、显示模块。

　　二、 设计方案
　　1、 电源模块
　　方案一：采用干电池供电。此方案的优点是保证了电源的直流特性，纹波比较小，缺点则是干电池体积大，需要多节才能完成5V的电压要求，这样就会影响体积，而且其使用特性也较差，用过一段时间后需要重新更换电池。
　　方案二：采用锂电池加稳压芯片供电。此方案的优点为其体积轻巧，保证车身的轻便，而且动力强劲，有利于续航，保证小车的持续运行。缺点是用此方案直流特性不如干电池好，需要稳压芯片为其稳压。
　　综上所述，方案二个适合做本模块的电源。因为对于本模块来说，需要较长时间的续航能力，且超声波模块对电压的敏感程度也较强。方案二的方案注重了续航性能，且由于稳压芯片的存在，使得电压的稳定性能不比干电池差，所以选择方案二作为我们的电源。
　　2、 测距模块
　　方案一：采用红外测距模块。此方案的优点是程序简单，易于调试，切经济实惠。缺点是红外模块易于受到干扰，在强太阳光下很容易产生紊乱，同时红外模块测量的最大距离和最大面积也比较小，需要放置多个模块才能进行有效的区域覆盖。
　　方案二：采用超声波测距模块。此方案的优点是测量范围大，能够达到-15°到﹢15°，所以用较少的模块就能够进行区域覆盖。同时本模块的抗干扰能力强，外界光源的影响基本没有，有利于系统的稳定性，而且能够测量的距离更大。缺点是程序相对复杂，调试相对困难。
　　综上所述，方案二更符合要求。因为对于本系统来说，需要考虑外界的环境影响尤其是光源的影响，切需要进行相对较远的距离的测量以保证车辆在倒车时能够有转弯的空间。所以选择方案二作为本系统的测距模块。
　　3、 显示模块
　　方案一：采用128*64液晶进行显示。此方案的优点是在我们所使用的单片机中提供了12864液晶的端口，切显示程序较容易编写。切屏幕较大，比较容易进行辨认。缺点为12864没有色彩的变化，当模型距离障碍物较近时无法显示出转向的紧迫性。且当需要叫高频率的刷屏时12864无法进行正常显示，常常出现残影的现象。
　　方案二：采用2.4寸TFT彩屏进行显示。此种屏幕的分辨率达到320×240,能够显示262k色的色彩。此种屏幕的优点是能够显示色彩，而彩色的提示作用比黑白两色的要明显的多。且在高频率刷屏的情况下,显示清晰，不会出现残影的现象。缺点是程序相对复杂，管脚需要重新定义。
　　综上所述，选择方案二作为我们的显示模块。因为我们在进行试验的过程中发现，在很多时候都需要进行快速显示，且有时需要进行快速刷屏，采用12864无法消除残影现象，且通过对12864接口的重新定义，使得彩屏能够放在其管脚上。因此采用彩屏作为我们的显示模块。

　　作品特色

　　特色一：彩屏。彩屏的使用，使得本作品的显示部分变得动感而富有色彩，能够更清晰的显示出每个方向距离障碍物的距离。在彩屏中加入了图形化动态显示，通过图形化动态能够显示出各个方向距离的远近，比普通的倒车雷达更形象。
　　特色二：蜂鸣器。我们将距离进行了分级，通过计算可得超声波返回距离的等级，然后对蜂鸣器进行了不同高低电平的控制，让蜂鸣器能够在不同等级进行不同鸣响时间间断，且距离越近，鸣响与静止时间越短，使得我们能够更能清楚的了解距离障碍物的远近。
　　特色三：超声波模块。我们的超声波模块的精度能达到±3mm，距离的精确性能够给人更多操作的空间。而本模块的发射频率为40kHz，在此频率上的声波不会被人听见，减小了声音污染，且在空间传播时散射较小，容易捕捉。

系统演示视频：http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2733