防撞預(yù)警系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) - 裝甲車(chē)輛防撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

　　設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的主要目的是定位并顯示附近車(chē)輛位置，測(cè)量車(chē)距，危險(xiǎn)時(shí)發(fā)出警報(bào)。

　　根據(jù)實(shí)際的功能需求，將系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)分成探測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)兩個(gè)部分，其基本原理如圖1所示。其中，探測(cè)系統(tǒng)主要包括GPS模塊、超聲波測(cè)距模塊、無(wú)線模塊、電源模塊、主控電路和通信接口；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要包括顯示模塊、報(bào)警模塊、電源模塊和主控電路。

　　傳感器、GPS和無(wú)線模塊的選擇

　?。?）超聲波傳感器的選擇

　　超聲波傳感器采用美國(guó)SensComp公司的Sens600系列智能超聲波傳感器，Sens600是基于超靈敏測(cè)距模塊6500的增強(qiáng)型靜電傳感器系列，集發(fā)送、接收于一體，新的電壓控制電路使傳感器可工作在6V～24V 直流電源下，測(cè)量范圍0.15m～10.7m，可外部觸發(fā)或內(nèi)部觸發(fā)，封裝較小，終端引腳連接方便。由于超聲波傳感器接收到回波信號(hào)時(shí)，輸出高電平，因此需在回波輸出端連接反相器至單片機(jī)外部中斷口，以便即時(shí)響應(yīng)。另外，在超聲波傳感器開(kāi)口端面增加喇叭狀套筒設(shè)計(jì)，以限制和減少偏離發(fā)射軸中心較大的發(fā)射波和接收波，在一定程度上增強(qiáng)了抗干擾能力。

　?。?）溫度傳感器的選擇

　　目前存在的溫度傳感器主要分為兩種類(lèi)型，即數(shù)字溫度傳感器和模擬式溫度傳感器。

　　數(shù)字溫度傳感器測(cè)量溫度是將溫度值直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字值輸出。數(shù)字溫度傳感器具有以下的優(yōu)點(diǎn)：①具有高的測(cè)量精度和分辨率，測(cè)量范圍大；②抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好；③信號(hào)易于處理、傳送和自動(dòng)控制；④便于動(dòng)態(tài)及多路測(cè)量，讀數(shù)直觀；⑤安裝方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。

　　結(jié)合各種因素考慮，本文選用Dallas半導(dǎo)體公司推出的單線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20。

　?。?）GPS的選擇

　　智能天線模塊包含完整的GPS接收機(jī)，帶內(nèi)置天線在快速系統(tǒng)集成應(yīng)用中，使其具有完全獨(dú)立的GPS功能，基于這種充分設(shè)計(jì)的GPS子系統(tǒng)，集成只需要最短的開(kāi)發(fā)時(shí)間、最低的開(kāi)發(fā)成本以及最小的開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)GPS智能天線模塊的選擇主要考慮：①特性（如節(jié)能模式和支持SBAS）；②易用性（特別是易配置性）；③定量指標(biāo)（可測(cè)參數(shù)），如準(zhǔn)確度、啟動(dòng)性能、跟蹤靈敏度和功耗；④定性指標(biāo)，包括由外場(chǎng)測(cè)試獲得的可預(yù)期定位結(jié)果。

　　結(jié)合各種因素考慮，本文選用Starlight的ZG-P1121U模塊。

　　（4）無(wú)線模塊的選擇

　　無(wú)線模塊的選擇主要考慮以下因素：①傳輸距離，無(wú)線模塊的傳輸距離必須要滿(mǎn)足裝甲車(chē)輛野戰(zhàn)條件的需要；②抗干擾性，要具備抗突發(fā)干擾和隨機(jī)干擾的能力；③可操作性，要有可編程信道以滿(mǎn)足用戶(hù)多種通信組合方式；④經(jīng)濟(jì)性，性?xún)r(jià)比要高；⑤安全便利，安裝、維護(hù)、更換要方便快捷，小體積、重量輕等。

　　結(jié)合各種因素考慮，本文選用深圳市泰達(dá)鑫通信技術(shù)有限公司推出的TDX-2000無(wú)線數(shù)傳模塊。

　　探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　探測(cè)系統(tǒng)是指系統(tǒng)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)探測(cè)和傳送的部分，基本任務(wù)為接收數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的命令，利用GPS和超聲波傳感器定位和測(cè)距，通過(guò)無(wú)線模塊接收周?chē)?chē)輛位置并向外發(fā)送本車(chē)位置，并將探測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)通信接口傳送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。探測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

　　探測(cè)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)

　　探測(cè)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)主要包括超聲波模塊電路設(shè)計(jì)和通信接口電路設(shè)計(jì)。GPS模塊和無(wú)線模塊都是通過(guò)RS-232串口通信與單片機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

　　超聲波測(cè)距模塊電路設(shè)計(jì)

　?。?）超聲波發(fā)射電路設(shè)計(jì)

　　超聲波發(fā)射電路如圖2所示。

　　圖2 超聲波發(fā)射電路圖

　　（2）超聲波接收電路設(shè)計(jì)

　　超聲波接收電路如圖3所示。

　　圖3 超聲波接收電路圖