专利名称：一种环形连接多态无主机泊车辅助系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种泊车辅助系统，尤其是涉及一种采用环形连接方式和超声波测距传感器(SENSOR)作为数字通讯主体的环形连接多态无主机泊车辅助系统。
背景技术：
为了提醒车辆驾驶人员，一般通过声音报警或距离显示等方式辅助驾驶人员，以达到安全驾驶的目的。现有的超声波泊车辅助系统一般由传感器、主机、声音报警单元、距离显示单元、电源和汽车接口等组成，其中要求传感器布设在汽车的车身外侧，例如前后保险杆上，而主机则设在车内。由于使用的传感器个数较多，而且比较分散，因此传感器与主机的信号传输以及电源馈电十分复杂，目前采用的技术方案主要有直接连接、四线制、三线制和二线制，但普遍存在系统稳定性较差以及成本较高等问题。中国专利CN1818714提供一种汽车倒车雷达，包括控制主机、至少I个探头，主机包括电源稳压电路，主机中，中心处理器连接超声发射电路和超声接收电路，每路超声发射电路包括发射信号转换器、发射信号放大器、与传输线的A端相连接的发射叠加器；超声接收电路包括电子开关和回波处理电路。倒车雷达还包括传感器组件，其包括发射分离器和发射信号升压器，传输线的B端连接发射分离器，而探头连接发射信号升压器，还包括回波叠加器和回波选频预放大器，超声接收电路包括连接在传输线A端和电子开关之间的回波分离电路。中国专利CN101078766公开一种可解决泊车辅助系统中低成本和高稳定性的矛盾，采用二线三态全数字传输设计方案的二线三态泊车辅助系统。设有主机、传感器和传输线；主机设有传感器馈电电路、主机发射电路、单片机、三态电平提取电路和回波处理电路。传感器设有电源电路、收发信号隔离电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路、数字信号转换电路和三态信号驱动电路，主机到传感器的馈电线、主机与传感器之间通讯的信号线共用一根传输线。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种稳定性较高、成本较低、反应速度更快的环形连接多态无主机泊车辅助系统。本实用新型设有超声波测距传感器、传输线和电源模块。所述超声波测距传感器设有电源电路、上行通讯电路、下行通讯电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路和单片机；所述电源电路的输入端通过电源模块与汽车电源连接，电源电路的输出端分别与上行通讯电路、下行通讯电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路和单片机电连接；上行通讯电路的输出端与单片机输入端连接，单片机的发送输出端与上行通讯电路的输入端连接，下行通讯电路的输入端与单片机输出端连接；发射驱动电路的输入端与单片机的输出端连接，发射驱动电路的输出端与压电陶瓷传感器输入端连接，压电陶瓷传感器的输出端与接收放大电路的输入端连接，接收放大电路的输出端与单片机的输入端连接；[0008]上行通讯电路与上级超声波测距传感器连接(输出报警单元传感器与电源模块连 接，作为报警输出单元)；下行通讯电路的输出端接环内的超声波测距传感器；所述传输线 一端连接超声波测距传感器，传输线另一端连接电源模块。[0009]本实用新型设定信号线直接连接电源模块的为输出报警单元传感器，其他的为 环内超声波测距传感器。[0010]本实用新型设定各传感器之间采用环形连接，传感器连接的线束其中一连接点 还接到电源模块。[0011]所述报警单元最好设有声音报警电路和距离显示电路。[0012]所述电源模块最好设有用于将汽车电源转换成超声波测距传感器使用的电源电 压的电压转换电路。[0013]所述超声波测距传感器通过上行通讯电路与输出单元传感器连接，超声波测距传 感器通过下行通讯电路(最远离报警单元触感器的下行通讯电路互相连接)与环内远离输 出报警单元的超声波测距传感器连接。[0014]本实用新型采用超声波测距传感器闭环通讯线，不设倒车雷达主机，采用超声波 测距传感器作为数字通讯主体，负责环内超声波测距传感器的通讯和运算，完成泊车雷达 系统功能，同时具有多态管理即采用一个单独发射或多个传感器同时发射超声波的信号； 采用一种或多种工作频率的传感器。[0015]超声波测距传感器用于发出告知环内传感器工作状态数据或听取数据，以确定适 时启动超声波测距传感器发射特定频率的超声波，并且处理超声波测距传感器的回波，通 过单片机来判断障碍物的距离。[0016]由此可见，与现有的泊车辅助系统相比，本实用新型具有以下突出优点[0017]I)超声波测距传感器采用环形连接。[0018]2)实现多态工作管理(超声波测距传感器单独发射或多个同时发射，并接收处理 回波)。[0019]3)反应速度更快。[0020]4)性能稳定由于超声波测距传感器与超声波测距传感器之间全部用数字信号通 讯，可靠性高，抗干扰能力强，而且信号放大等在超声波测距传感器中已处理；另多态管理， 传感器扫描速度更快，更稳定(传统的设计为逐个发射工作，扫描一周需要的时间较长，多 个同时发射，同时接收处理，使得扫描时间短，所以速度快，性能稳定)。[0021]5)安装更为方便，自动成型。
[0022]图1为本实用新型实施例的电路组成框图。[0023]图2为本实用新型实施例的超声波测距传感器电路组成原理图。[0024]图3为本实用新型实施例的电源模块电路组成原理图。[0025]以下给出图1中的各标记电源电路111、上行通讯电路112 (输出报警单元传感 器为报警输出驱动电路)、单片机113、发射驱动电路114、下行通讯电路115、接收放大电路 116和压电陶瓷传感器117;[0026]单片机113输出端I输出信号到发射驱动电路114 ；[0027]单片机113输出信号端2发送信号到上行通讯112 ；[0028]单片机113输入信号端5接收上行通讯112回来的信号；[0029]单片机113输出信号端3接收并发送信号到下行通讯电路115 ；[0030]单片机113的输入端4接收自身超声信号放大回来的信号。
具体实施方式
[0031]以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。[0032]参见图1，本实用新型实施例设有超声波测距传感器A、传输线和电源模块101(同 是101还作为报警单元)。[0033]所述超声波测距传感器A设有电源电路111、上行通讯电路112 (在最上级传感器 的115为报警输出单元)、下行通讯电路115、发射驱动电路114、压电陶瓷传感器117、接收 放大电路116和单片机113 ;所述电源电路111的输入端通过电源模块101与汽车电源连 接，电源电路111的输出端分别与上行通讯电路112、下行通讯电路115、发射驱动电路114、 压电陶瓷传感器117、接收放大电路116和单片机113电连接；上行通讯电路112的输出端 与单片机113输入端连接，单片机113的发送输出端与上行通讯电路112的输入端连接，下 行通讯电路115的输入端与单片机113输出端连接；发射驱动电路114的输入端与单片机 113的输出端连接，发射驱动电路114的输出端与压电陶瓷传感器117输入端连接，压电陶 瓷传感器117的输出端与接收放大电路116的输入端连接，接收放大电路116的输出端与 单片机113的输入端连接；[0034]上行通讯电路112与上级超声波测距传感器102连接(输出报警单元传感器与电 源模块101连接，作为报警输出单元)；下行通讯电路115的输出端接环内的超声波测距传 感器103 ;所述传输线一端连接超声波测距传感器，传输线另一端连接电源模块。[0035]本实用新型设定信号线直接连接电源模块101的为输出报警单元传感器，其他 的为环内超声波测距传感器。[0036]本实用新型设定各传感器之间采用环形连接，传感器连接的线束其中一连接点 还接到电源模块。[0037]所述报警单元最好设有声音报警电路和距离显示电路。[0038]所述电源模块最好设有用于将汽车电源转换成超声波测距传感器使用的电源电 压的电压转换电路。[0039]所述超声波测距传感器A通过上行通讯电路112与输出单元传感器连接，超声波 测距传感器通过下行通讯电路115 (最远离报警单元触感器的下行通讯电路115互相连接) 与环内远离输出报警单元的超声波测距传感器连接。[0040]本发是设有环内超声波测距传感器A、传输线、报警单元、电源模块、至少一级上级 超声波测距传感器和至少一级下级超声波测距传感器。[0041]本实用新型实施例采用4个超声波测距传感器，两条电源线与电源模块连接，电 源模块并接到汽车供电上，其它为通讯端，连接环内传感器。[0042]图2给出本实用新型实施例的电源模块电路组成原理图。[0043]在图2 中，二极管 D1，电感 LI，电容 C01、C02、C03、C04、C05、C06、C07，电阻 R01，热敏电阻PI，稳压芯片Ul等组成图1中的电源模块101，为超声波测距传感器提供工作点电源。图3给出本实用新型实施例的超声波测距传感器电路组成原理图，在图3中，只给出一个超声波测距传感器，其它超声波测距传感器类似；在图3中，电感LI，电容C11、C12、C13、C14、C15，电阻R11，热敏电阻P1，稳压芯片U3等组成图1中的电源电路111，为超声波测距传感器提供能源。电阻R12、R32，电容C38、C21、C22，中周Tl，电感L2，三极管Qll等组成图1中的发射驱动电路114。放大器U1，反馈电阻R27、R24及外围电路等组成接收放大电路116。电阻町4、1 16、1 15、1 12、1 18，三极管Q2，电容C33等组成上行通讯电路112，在最
上级传感器作为报警输出单元。电阻R3、R39，电容C35等组成图1中的下行通讯电路115。以下给出本实用新型的系统工作方式环内超声波测距传感器通过下行通讯电路115与下级超声波测距传感器103通讯，同时与接近电源模块101的上级超声波测距传感器102通讯。下级超声波测距传感器103通过和环内超声波测距传感器A通讯的数据决定是否开始工作，并将数据通过自身的上行通讯电路112和下行通讯电路115传给环内报警超声波测距传感器。报警输出单元超声波测距传感器对自身接收到障碍物离超声波测距传感器的距离信号和环内超声波测距传感器103报告的障碍物的距离数据等进行处理，并通过上行通讯电路112(此时作为报警信号输出单元)报警提醒驾驶人员，起到辅助安全驾驶的目的。超声波测距传感器的工作原理如下上行通讯电路112和下行通讯电路115为单线双向通讯，接电源模块的输出报警单元传感器112为报警输出，当报警时有单片机输出驱动Q2线外驱动报警系统或作为报警信号通讯输出(输出报警单元传感器)。当发送数据时，单片机113输出数据的方波信号通过通讯线发送数据；当接收数据时，单片机113通过电阻R17接收数据。当需要发射超声波时，单片机输出固定频率的方波信号驱动三极管Q11。当单片机输出高电平时，三极管Qll导通，集电极为低电平；当单片机输出低电平时，三极管Qll截止，集电极为高电平。充放电电流通过中周变压器的初级线圈，该信号经过变压器升压后驱动超声波测距传感器发射超声波。当压电陶瓷传感器117接收到反射回来的超声波时，压电陶瓷传感器117产生微弱的电信号，该电信号经过Ul及外围电路的接收放大电路116放大后到单片机113。单片机113通过判断发射超声波和接收到反射回来超声波的时间差来计算障碍物离超声波测距传感器的距离。本实用新型采用具有多态管理即采用一个单独发射或多个传感器同时发射超声波信号；采用一种或多种工作频率的超声波传感器；各传感器之间采用环形连接，传感器连接的线束其中一连接点还接到电源模块或者称报警单元。
权利要求1.一种环形连接多态无主机泊车辅助系统，其特征在于设有超声波测距传感器、传输线和电源模块； 所述超声波测距传感器设有电源电路、上行通讯电路、下行通讯电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路和单片机；所述电源电路的输入端通过电源模块与汽车电源连接，电源电路的输出端分别与上行通讯电路、下行通讯电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路和单片机电连接；上行通讯电路的输出端与单片机输入端连接，单片机的发送输出端与上行通讯电路的输入端连接，下行通讯电路的输入端与单片机输出端连接；发射驱动电路的输入端与单片机的输出端连接，发射驱动电路的输出端与压电陶瓷传感器输入端连接，压电陶瓷传感器的输出端与接收放大电路的输入端连接，接收放大电路的输出端与单片机的输入端连接； 上行通讯电路与上级超声波测距传感器连接；下行通讯电路的输出端接环内的超声波测距传感器；所述传输线一端连接超声波测距传感器，传输线另一端连接电源模块。
2.如权利要求1所述的一种环形连接多态无主机泊车辅助系统，其特征在于所述报警单元设有声音报警电路和距离显示电路。
3.如权利要求1所述的一种环形连接多态无主机泊车辅助系统，其特征在于所述电源模块设有用于将汽车电源转换成超声波测距传感器使用的电源电压的电压转换电路。
4.如权利要求1所述的一种环形连接多态无主机泊车辅助系统，其特征在于所述超声波测距传感器通过上行通讯电路与输出单元传感器连接，超声波测距传感器通过下行通讯电路与环内远离输出报警单元的超声波测距传感器连接。
专利摘要一种环形连接多态无主机泊车辅助系统，涉及泊车辅助系统。设超声波测距传感器、传输线和电源模块。超声波测距传感器设电源电路、上下行通讯电路、发射驱动电路、压电陶瓷传感器、接收放大电路和单片机；上行通讯电路输出端与单片机输入端连接，单片机发送输出端与上行通讯电路输入端连接，下行通讯电路输入端与单片机输出端连接；发射驱动电路输入端与单片机输出端连接，发射驱动电路输出端与压电陶瓷传感器输入端连接，压电陶瓷传感器输出端接接收放大电路输入端，接收放大电路输出端接单片机输入端；上行通讯电路与上级超声波测距传感器连接；下行通讯电路输出端接环内超声波测距传感器；传输线一端接超声波测距传感器，另一端接电源模块。
文档编号G01S15/08GK202837545SQ201220421618
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者柯文河 申请人:柯文河