【摘要】 本文以大型車輛的輔助倒車為背景，根據(jù)大型車輛在倒車過(guò)程中由于車身較長(zhǎng)、盲區(qū)較大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種能夠方便部署、基于RFID等無(wú)線射頻信號(hào)傳輸?shù)闹悄艿管囕o助系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)超聲波測(cè)距原理和文中系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的介紹，利用溫度補(bǔ)償方式來(lái)消除溫度對(duì)超聲波測(cè)距精度所產(chǎn)生的影響，并通過(guò)無(wú)線射頻技術(shù)來(lái)減少雷達(dá)主機(jī)和顯示器之間的諸多不便。

【關(guān)鍵詞】 倒車輔助系統(tǒng) 無(wú)線射頻 超聲波測(cè)距

基于RFID技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)雙向通信，為數(shù)據(jù)和信息的遠(yuǎn)程和批量獲取提供基礎(chǔ)，能夠識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物體，已經(jīng)成為無(wú)線傳輸中的主要技術(shù)。以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，輔以超聲波測(cè)距技術(shù)、紅外感應(yīng)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等，文中實(shí)現(xiàn)了對(duì)大型車輛的倒車輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

一、系統(tǒng)需求分析與設(shè)計(jì)

對(duì)于大型車輛而言，其最大的特點(diǎn)就是車身普遍較長(zhǎng)，倒車過(guò)程中的盲區(qū)較大。所以，文中所設(shè)計(jì)的基于RFID技術(shù)的車輛倒車輔助系統(tǒng)，就針對(duì)該特點(diǎn)，將系統(tǒng)分為兩個(gè)不同的部分，分別是雷達(dá)主機(jī)和駕駛室終端，同時(shí)，這兩部分之間還可以通過(guò)射頻信號(hào)進(jìn)行通信。通常，將雷達(dá)主機(jī)布置在車尾，其主要功能是通過(guò)各種模塊來(lái)檢測(cè)車身尾部的各種信號(hào)，如距離信號(hào)、生命體信號(hào)、外部溫度信號(hào)等，其中，距離信號(hào)用超聲波收發(fā)模塊來(lái)檢測(cè)、生命體信號(hào)用紅外感應(yīng)模塊來(lái)檢測(cè)、溫度信號(hào)用溫度傳感器模塊來(lái)檢測(cè)。此外，系統(tǒng)中的MCU模塊可以對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理，并將結(jié)果傳送到射頻模塊，經(jīng)由射頻天線發(fā)送到駕駛室終端。系統(tǒng)的駕駛室終端部署在車輛的駕駛室內(nèi)部，可以作為倒車輔助系統(tǒng)與駕駛?cè)藛T的人機(jī)接口。

二、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)說(shuō)明

在系統(tǒng)的MCU模塊，主要采用性能較高的C805IF340芯片來(lái)構(gòu)建，該芯片為一種集成子啊單塊芯片上的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)單片機(jī)。在C805IF340內(nèi)部，其內(nèi)核為增強(qiáng)的CIP-51，主要采用流水線結(jié)構(gòu)，將峰值執(zhí)行速度提高到100MIPS。

2.1 溫度傳感器、超聲波模塊和紅外感應(yīng)模塊設(shè)計(jì)說(shuō)明

在本系統(tǒng)中，采用了DS18B20數(shù)字式溫度傳感器來(lái)完成溫度測(cè)量，該傳感器的溫度測(cè)量范圍能夠控制在-55～125℃之間，具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。而測(cè)距模塊則選用HY-SRF05超聲波測(cè)距模塊，能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供2～450cm的非接觸式測(cè)距功能，其精度可以達(dá)到3mm，能夠滿足車輛距離測(cè)量的需要，不過(guò)，由于缺少溫度補(bǔ)償功能，需要在測(cè)量溫度后，在通過(guò)軟件編程對(duì)溫度進(jìn)行補(bǔ)償?；贖C-SR501的人體紅外感應(yīng)模塊，能夠用于對(duì)車輛周圍生命體的檢測(cè)，且其感應(yīng)范圍小于120錐角，7m范圍內(nèi)，如果在此范圍內(nèi)檢測(cè)到生命體的進(jìn)入，HC-SR501則產(chǎn)生高電平，當(dāng)生命體離開(kāi)感應(yīng)范圍后，就會(huì)自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平。

2.2 MCU射頻收發(fā)模塊說(shuō)明

系統(tǒng)中所設(shè)計(jì)的MCU射頻模塊，其功能主要是實(shí)現(xiàn)雷達(dá)主機(jī)與駕駛室終端的數(shù)據(jù)收發(fā)和管理。在雷達(dá)主機(jī)和駕駛室終端各設(shè)置一個(gè)射頻收發(fā)模塊，這兩個(gè)模塊都是采用nRF905芯片，是一種單片射頻發(fā)射器芯片，工作電壓控制在1.9～3.6V，工作于3個(gè)不同的ISM頻道，芯片中包含了頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等多種功能模塊，其輸出功率和通信頻道可以通過(guò)程序來(lái)進(jìn)行配置。芯片的能耗低，滿足系統(tǒng)的節(jié)能需求。

RF905芯片能夠采用的天線有多種形式，本系統(tǒng)中采用的就是50Ω的阻抗天線，其兩個(gè)不同的輸出引腳為差分輸出，使得輸出阻抗與天線的輸入阻抗不同，需要在ANT引腳和天線之間設(shè)置匹配網(wǎng)絡(luò)，用以提高無(wú)線傳輸?shù)男阅堋?/p>

2.3 駕駛室終端的硬件電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的顯示模塊采用RT12864-S液晶顯示模塊，能夠顯示字幕、數(shù)字和漢字，設(shè)置了三種控制接口，分別是8位微處理器接口、4位微處理器接口、串行接口等，這里，PSB接地主要選擇串行接口模式，其引腳19和20能夠提供背光電源；在系統(tǒng)主機(jī)上，還設(shè)計(jì)了按鍵和蜂鳴報(bào)警電路，可以為用戶提供參數(shù)設(shè)置和報(bào)警感應(yīng)。

三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在Nrf905芯片中，由于采用了ShockBurst技術(shù)，能夠?yàn)橛脩籼峁┗顒?dòng)和節(jié)電模式，即ShockBurst RX、ShockBurst TX、掉電和SPI編程，以及STANDBY和SPI編程等。在ShorckBurst工作模式下，可以在最大速率連接的情況下，通過(guò)降低數(shù)字應(yīng)用部分的速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用平均電流的降低。在系統(tǒng)中所收發(fā)的數(shù)據(jù)包中主要包括：Preamble、Address、Payload、CRC。其中，Preamble數(shù)據(jù)包的引導(dǎo)字節(jié)，Address為接收模塊的地址，Payload表示數(shù)據(jù)位，如有無(wú)生命體、環(huán)境溫度、距離數(shù)據(jù)，CRC則表示校驗(yàn)碼。在處于發(fā)送模式的情況下，nRF905能夠自動(dòng)生成前導(dǎo)碼和CRC校驗(yàn)碼，在接收到有效的數(shù)據(jù)包時(shí)，就可以對(duì)前導(dǎo)碼、地址和CRC校驗(yàn)碼進(jìn)行分別驗(yàn)證，接著，可以將PAYLOAD數(shù)據(jù)傳送到微控制處理器。

四、結(jié)語(yǔ)

本文以大型車輛的輔助倒車為背景，根據(jù)大型車輛在倒車過(guò)程中由于車身較長(zhǎng)、盲區(qū)較大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于RFID等無(wú)線射頻信號(hào)傳輸?shù)闹悄艿管囕o助系統(tǒng)。能夠有效減少大型車輛車尾到駕駛室布線的不便，還可通過(guò)對(duì)軟件來(lái)設(shè)置射頻工作模塊的不同切換方式，有效降低系統(tǒng)的能耗。

參考文獻(xiàn)

[1] 周超.具有聲光提示雙功能的倒車防撞系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 傳感器與微系統(tǒng). 2011（05）