基于CAN总线的倒车报警系统.doc

《检测与传感综合应运》设计报告题目：基于CAN总线的倒车报警系统学院：专业：班级：姓名：学号：摘要随着汽车产业的发展和人们生活水平的提高，汽车的保有量逐年增加。新手司机、技术不过关的司机越来越多。由于视野受限和固定的盲区使得倒车对大多数驾驶员来说还是一个难题，据统计由汽车倒车引起的事故所占比列不可小视，倒车的问题日益受到驾驶员和相关厂商的关注。汽车倒车报警系统是一种智能电子监控系统，在驾驶员驾驶车辆进行停车或倒车时，检测车辆侧面和后面的障碍物距离并输出方向盘转向提示，当障碍物与车之间的距离超过设定的域值及安全驾驶距离时倒车会发出声音报警，提醒驾驶员控制汽车与障碍物保持一定的安全距离。这样一来即使驾驶员视野处于盲区也能使车辆有效躲避障碍物，避免发生碰撞，从而实现安全倒车。本文对基于CAN总线的汽车倒车报警系统的研制进行了深入探讨和研究。测距控制器通过CAN与超声波测距机进行数据交换，并利用CAN总线将障碍物距离信息实时传给主控制器。主控制器结合所有超声波测距机的距离值，利用模糊控制算法求解出汽车转向并输出给显示器，同时驱动蜂鸣器报警。CAN总线是一套开放式多主串行总线通讯协议。单个电子设备作为CAN总线中的一个普通节点，所有节点构成整个网络，共享数据信息。在本系统中，6个测距控制器和1个主控制器分别作为节点组成了整个CAN通讯网络，每个节点控制器均以STM-32f103VET6微处理器为核心，TJA1050为收发器，设计硬件电路。节点控制器的软件系统是在Keil-uVision5集成开发环境中，利用C语言编写、调试和烧录的。这其中，模糊控制算法程序、显示器和蜂鸣器的驱动程序全在主控制器中实现。论文最后，在我们搭建的硬件平台上对汽车倒车报警系统进行测试实验并得出结论，CAN总线通讯网络稳定、安全、实时性好。倒车模糊控制方法实现简单、可靠，能为驾驶员提供有效的操作指示，整个系统的性能满足设计目标。关键词：CAN总线超声波测距报警设计名称基于CAN总线的倒车报警系统二、设计目的及思路汽车倒车报警系统既是俗称的倒车雷达，是汽车的泊车辅助装置。在汽车倒车时，倒车雷达采用超声波测距原理探测汽车尾部里障碍物的距离，当汽车尾部离障碍物的距离达到探测范围时，倒车雷达通过串口打印实时动态显示距离。当汽车尾部离障碍物的距离达到设定的安全警告时，倒车系统发出报警声，以警示驾驶员，辅助驾驶员安全倒车，为驾驶员的倒车安全提供保证和方便。本课题为“基于CAN总线的倒车报警系统”。首先需要明确倒车雷达的概念及大体的发展状况，从而给出适当的设计方案。本课题主要研究超声波测距的原理、性能特点及作用、基于网络的功能及作用。思路：该倒车报警系统主要通过单片机来控制，软件采用C语言进行编程，主要通过C语言实现相应的测距算法和中断、计时及单片机与其他各器件的串口通信，从而进行障碍物与汽车距离的测量，实现数据的显示。目前要解决的主要问题是如和编程实现超声波测距过程的中断、计算以及单片机与显示器与其他外围电路的串口通信的实现。三、设计方案利用can总线传输技术将测的的数据分段报警0-10cm，流水灯闪烁同时蜂鸣器报警10-50cm，流水灯较缓慢闪烁50-100cm，流水灯缓慢闪烁>100cm，灯常亮四、设计内容介绍4.1CAN总线介绍4.1.1CAN是ControllerAreaNetwork的缩写（以下为CAN），是ISO*1国际标准化的串行通信协议。在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的CAN通信协议。此后，CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化，现在在欧洲已是汽车网络的标准协议。现在，CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。4.1.2CAN的特点(1)多主控制在总线空闲时，所有的单元都可以发送消息（多主控制）。最先访问总线的单元可获得发送权。多个单元同时开始发送时，发送高优先级ID消息的单元可获得发送权,所有的消息都以固定的格式发送。(2)系统的柔软性与总线相连的单元没有类似于“地址”的信息。因此在总线上增加单元时，连接在总线上的其它单元的软硬件及应用层都不需要改变。(3)通信速度根据整个网络的规模，可设定适合的通信速度。在同一网络中，所有单元必须设定成统一的通信速度。即使有一个单元的通信速度与其它的不一样，此单元也会输出错误信号，妨碍整个网络的通信。不同网络间则可以有不同的通信速度。4.2硬件电路设计4.