一種多方位的無線超聲與紅外汽車防撞檢測裝置的制作方法

本實用新型涉及一種汽車運行監視的防撞檢測裝置,特別是汽車駕駛員視野盲區內存在人與動物下，及時提醒的汽車防撞裝置。

背景技術：

目前，在汽車防撞裝置的發明中，上海速朗電子科技有限公司的高軍發明了霧霾天汽車防撞系統，利用安裝在車頂的前熱成像儀、后熱成像儀、無線信號發射裝置測量前后車所排出的高溫排氣，計算出前后車與本車的距離，從而防止撞車；無錫市崇安區科技創業服務中心的葉強、陳偉新、潘琳發明了一種具有溫度補償的采用脈沖計數的超聲波汽車防撞系統，通過測量車距提醒駕駛員防止撞車；杭州奧騰電子有限公司的沈群、姜顯揚、嚴偉中、裘榮旺發明了一種基于圖像的防撞系統，當車輛轉向時攝像頭能同步轉動，估計距離防止碰撞；無錫科思電子科技有限公司的朱杰發明了基于脈沖計數紅外測距裝置的汽車防撞系統；鴻富錦精密電子(天津)有限公司的肖貴富、陽夢良、封鵬發明了一種基于磁場斥力測量進行防撞的系統，等。但這些專利，多用于前后車或者停車后避免撞車的裝置，不能應用于由于汽車行駛時，由于視野、輔助視野不足，造成的汽車撞人、物或者汽車自身油缸被劃破等事故。

從前面的背景技術可以看出，目前的汽車防撞裝置采用的檢測方式有超聲波、紅外、電磁、無線、攝像頭、GPS等方法；一般是在測量距離后，進行本車控制、報警及向后車提出警示。

這些裝置存在的問題是：一方面沒有考慮視野、輔助視野不足，造成的汽車撞人、物或者汽車自身油缸被劃破等情況；另一方面沒有考慮防撞裝置安裝不便、與汽車現有系統集成困難等問題。

由于汽車的安全行駛非常重要，需要能提供輔助視野的裝置，同時也需要能獨立或與現有系統集成安裝的系統；而這方面裝置的發明還很少或沒有。

技術實現要素：

本實用新型專利的目的是提供一個能增加多方位視野的汽車防撞裝置，能夠識別人、動物以及障礙物與汽車的距離，達到防撞的目的；其結構特點在于使用多個無線的超聲波與紅外探測模塊；安裝在汽車的四周、底部與頂部的無線超聲波裝置，對汽車的各方位進行距離探測；而在四周安裝的熱釋電被動紅外探測器，對近距離的人與動物進行探測；其連接方式如下：超聲波測距模塊通過其輸出接口與處理器模塊的UART口相連，無線通信模塊通過其輸出接口與處理器模塊的SPI接口、3個擴展的IO口相連，紅外人體探測模塊通過其輸出接口與處理器模塊的A/D轉換口相連，而可充電電池為前述的發送機中各模塊供電；所述汽車防撞裝置還包括一個接收機，該接收機由無線通信模塊、ARM處理器系統、TFT液晶屏和電源組成；無線通信模塊通過其輸出接口與ARM處理器系統的SPI接口、3個擴展的IO口相連， TFT液晶屏通過其液晶接口與ARM處理器系統相連，而電源為接收機中的各模塊供電。

本實用新型所采用的技術方案是：一是采用發送機和接收機構成防撞裝置，測量部分為發送機，車內顯示部分為接收機，通過2.4GHz的射頻信號進行通信；二是采用超聲波收發模塊進行汽車與障礙物距離的測量；三是采用被動紅外進行人與動物的探測；四是采用基于TDMA的無線傳輸通信協議，保證系統實時通信。

本裝置發送機包括可充電電池、超聲波測量模塊、安裝支架、處理器模塊、無線通信模塊、紅外模塊等部分組成；其中電池提供系統電源，超聲波測量模塊進行距離檢測，紅外模塊實現人和動物檢測，處理器處理測量數據，并把數據傳輸給無線通信模塊，無線通信模塊實現裝置的無線通信。

本實用新型的有益效果是采用TDMA實時無線通信，保證各裝置之間有序通信，在此基礎上，裝置使用固定安裝或臨時安裝方式分別安裝在汽車的四周與底部、頂部，拓寬汽車的障礙感知能力，對危險物體、人等及時報警，減少安全事故；裝置采用低功耗的工作方式，能在一般的工作條件下，以1000mAH的電池可以連續工作200小時以上。

附圖說明

圖1是本實用新型防撞裝置發送機連接方框圖，圖中：

1是超聲波測距模塊

2是無線通信模塊

3是控制器與處理器模塊

4是紅外人體探測模塊

5是電源單元

圖2 是本實用新型發送機采用的外形機械結構形式，圖中

1 是安裝螺釘孔

2 是超聲波傳感器

3 是綁扎安裝孔

4 是紅外傳感器

5 是電池盒

圖3是本實用新型防撞裝置接收機連接方框圖，圖中：

1 是無線通信模塊

2 是ARM9處理器系統

3 是4.3’TFT顯示器

4 是電源部分

具體實施方式

以下結合附圖和實例，對依據本實用新型提供的具體實施方式、結構、特征詳述如下：

一種多方位的無線超聲與紅外汽車防撞裝置，該裝置包括發送機與接收機，其中發送機如圖1所示，接收機如圖3所示，圖2是發送機的外形結構形式。

如圖1所示，防撞裝置發送機的信號探測部分由超聲波測距模塊1，紅外人體探測模塊4組成，這2個部分構成了汽車四周、底部與頂部障礙物、人的檢測及與其距離測量的信號采集部分；控制器與處理器模塊3對測量數據進行處理，并把數據通過無線通信模塊2傳輸到車內無線防撞接收器裝置內；電源5包括電池與開關組成，它為系統提供電源。

圖1所述的超聲波測距模塊1采用US-100測距模塊，由控制器與處理器模塊3中3.3V的電壓提供電源，它自帶溫度傳感器能對測距結果進行校正；紅外人體探測模塊4采用HC-SR501熱釋電人體紅外感應模塊，利用電源模塊5中6V電池直接提供電壓輸入。

圖1所述的控制器與處理器模塊3采用STM32F103CDE系統，包括32.768kHz時鐘晶振、USART輸出接口、穩壓芯片ASP1117-3.3等，它通過SPI總線與無線通信模塊2相連，工作電壓3.3V。

圖1所述的無線通信模塊2是NRF24L01+ ，1.9～3.6V低電壓工作，通信距離10米左右。

圖1所述的電源由6V可充電鋰電池（600mAH組成）、開關組成，6V電池經開關與處理器模塊相連接,為整個裝置提供電源，其中6V電壓還給紅外感應模塊4供電，3.3V電壓給超聲波測距模塊1、無線通信模塊2供電。

所述的防撞裝置的發送機按照圖2的結構進行安裝；發送機通過四個安裝螺釘孔1、2個綁扎安裝孔或粘帶固定在汽車上；超聲波傳感器安裝在發送機的頭部；紅外傳感器安裝在發送機的中部；后部有電池盒放電池。

如圖3所示，防撞裝置的接收機由無線通信模塊1、ARM處理器系統2、TFT液晶屏3和電源4組成；無線通信模塊1是2.4GHz的NRF24L01，模塊有UART轉換芯片，可以通過UART與ARM系統交換信息；ARM處理器系統2采用S3C2440系統；TFT 液晶屏是4.3’的，顯示內容；電源4由汽車上電源供電，并通過穩壓芯片7805與ARM處理器系統2相連，無線通信模塊1和TFT液晶屏3的3.3V由ARM處理器提供。

具體的實施方式是接收機采用TDMA機制，在每個周期1秒輪詢四周的發送機2次，發送機總共數量在4-8個，每個發送器接收到需要自己回答的信息后，發送測量數據給接收機，否則就不發送；例外情況上，存在明顯報警時，發送機一直發送直至接收機確定；在不存在報警的情況下，當接收機連續3次以上沒有就接收到某個發送機的數據，產生報警；接收機接收發送機數據進行判斷，當需要警示時，提供系統警示。