基于CAN总线的重型汽车内轮差预警系统设计

2010-02-26 07:54:00来源: 中国传动网 关键字:CAN总线  重型汽车  内轮差  预警系统

1 内轮差原理

  内轮差是车辆转弯时的前内轮的转弯半径与后内轮的转弯半径之差。由于内轮差的存在,车辆转弯时,前、后车轮的运动轨迹不重合。内轮差的大小与转动方向盘的幅度和车辆轴距的长短有关,方向盘转动幅度越大即转向角度越大,内轮差越大,反之越小;车辆的轴距越长,内轮差越大,反之则越小。重型汽车车身都比较长,尤其是车头转过去后,还有很长的车身没有转过来,极易形成大型车辆司机的“视觉盲区”,路人步入内轮范围后,容易造成生命危险。如图1中的阴影部分为内轮差的形成区域。

 
图1 内轮差示意图
 

2 超声波预警原理

2.1超声波测距原理

  谐振频率高于20KHZ的声波被称为超声波。超声波为直线传播,频率越高,则绕射能力越弱,反射能力越强。超声波测距的方法多种多样,如相位检测法、声波幅值检测法和往返时间检测法等。相位检测法虽然精度高,但检测范围有限;声波幅值检测法易受反射波的影响。本文采用往返时间检测法,其工作原理是:使超声波发射探头向介质发射超声脉冲,声波遇到被测物体后必有反射波作用于接收探头。若已知介质中的声速为V,发射脉冲时刻与第一个反射波到达时刻的时间差为 T,则探头与被测物体距离S=VT/2,对距离值改变的测算可以实现所需的控制目的。超声波的速度V与温度相关,空气中的声速与温度的关系可表示为:

  (1)

2.2 轮差检测中超声波传感器的布置

  汽车在行驶中即会向左侧转弯也会向右侧转弯,因此超声波传感器应该在车身的两边对称安装。本系统中一共需要安装三对传感器,一对安装在前轮附近,为了提醒司机转弯时车身后面是否会撞到转弯内侧的物体;第二对安装在轴距中间附近,为了防止有物体在汽车转弯时突然出现在转弯内侧;第三对安装在后轮附件,为了及时提醒司机危险状况。

3 系统硬件设计

  本系统将单片机技术、超声波测距技术与CAN总线通信技术等相结合,可检测汽车在转弯过程中汽车内侧状况。预警系统的三对测距传感器独立工作,通过CAN 总线经接口芯片PCA82C250驱动将数据传输到主控制器。测距采用SensComp 600传感器和SensComp 6500超声波距离模块;单片机采用低成本的AT89C51主要功能为:1、用于控制测距传感器并把测量数据实时通过CAN控制器SJA1000发送到 CAN总线上;2、通过温度传感器DS18B20传送过来的温度参数,修正超声波在空气中的传播速度;在PCA82C250与SJA1000之间还增加了高速线性光耦6N137进行隔离,有效地防止汽车在恶劣工作环境下的瞬态干扰,确保数据传输的准确性。因为三对测距传感器硬件系统完全相同,此次只用一个进行说明,系统硬件结构如图2所示。


图2 轮差预警系统硬件结构图
 

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关键字:CAN总线  重型汽车  内轮差  预警系统

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/0226/article_1588.html
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