智能型机动车倒车防撞语音提示器的设计.pdf

第 2 7卷第 9期 2 0 0 6年 9 月 煤矿机械 Co a l Mi n e Ma c h i n e r y V0 1 ． 2 7 No ． 9 S e p ． 20 06 文章编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 0 0 6 0 9 ． 0 1 3 5 ． 0 3 智能型机动车倒车防撞语音提示器的设计* 王松德’ 。宋全有。 。王灵芝’ 1 ． 洛 阳师范学院 ，河南 洛阳 4 7 1 0 2 2 ；2 ． 河南交通职业技术学 院，郑州 4 5 0 0 0 5 摘 要 利 用超声 波智 能测 距传 感 器及 语 音 录 放 电路 ， 设 计 了机 动 车 倒 车 防撞 语 音 提 示 器。 当机动车倒车时， 只要车后有障碍物存在， 语音录放 电路就能在超声波智能测距传感器的控制下， 根 据 测量 车尾 与 障碍物之 间 的距 离， 用不 同的语 句提 示 司机 倒 车。该装 置 用模 块 电路设 计 ， 安装 简 单 ， 抗震能力强， 工作稳定可靠。 关键 词 超 声波 ；智能测 距 ；语 音 录放 电路 ；机动 车倒 车 中 图号 T B 5 5 9 文献标识 码 A De s i g n o f I n t e l l i g e n t Vo i c e An t i c o l l i s i o n p r o mp t i n g De v i c e f o r Ba c k i n g Au t o mo b i l e WANG S o n gd e ’ ，S ONG Qu a ny o u 2 。WANG L i n gz h l ‘ 1 ． L u o y a n g N o r mo a l C o U e g e ， L u o y a n g 4 7 1 0 2 2，C h i n a ； 2． He n a n T r a ffic P r o f e s s i o n a l t e c h n o l o g y C o l l e g e ，Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 5 ，C h i n a Abs t r a c t Us i n g u l t r a s o n i c wa v e i n t e l l i g e n t d i s t a n c eme a s u rin g s e n s o r a n d v o i c e r e c o r dr e p r o d u c i n g c i r c ui t ， a v o i c e a n t i c o l l i s i o np r o mp t i n g d e v i c e f o r b a c k i n g a n a u t o mo b i l e i s d e s i g n e d．I f t h e r e i s a b a r r i e r b e h i n d t h e b a c k i n g a u t o mo b i l e ，t h e v o i c e r e c o r d r e p r o d u c i n g c i r c u i t ，wh i c h i s c o n t r o l l e d b y u l t r a s o n i c wa v e i n t e l l i g e n t d i s t a n c e me a s uri n g s e n s o r ，c a n r e mi n d t h e d ri v e r wi t h d i ffe r e n t s e n t e n c e s a c c o r d i n g t o t h e d i s t a n c e b e t we e n t h e t a i l s t o c k an d t h e b a r r i e r ．W i t h t h e d e s i gn o f i n t e g r a t e d s t r u c t u r e s ，t h e d i s t a n c e wa rni n g d e v i c e h a s s o me a d v a n t a g e s o f s i mp l e i n s t a l l i n g，s t r o n g an t i d e t o n a t i o n a b i l i t y an d wo r k i n g s t a b i l i t y． Ke y wo r d s u l t r aso n i c w a v e；i n t e l l i g e n t d i s t an c eme asu rin g；v o i c e r e c o r dr e p r o d u c i n g c i r c u i t ；b a c k i n g a n t o mo b i 】 e 0 引 言 机动车倒车防撞语音提示器是用一体化超声波 智能测距传感器 T X 0 7 A控制语音录放电路 A P R 9 6 0 0 工作 ， 实现语音提示 ， 以保证倒车安全。在机动车倒 车过程中， 只要车后有障碍物存在， 语音录放电路就 能在超声波智能测距传感器的控制下， 根据车尾部 与障碍物之间 的距离， 用不同的语句 提示司机。如 机动车的车尾距障碍物 3 0 ． 5 m时 ， 语音录放电路 会提示司机“ 倒车注意 ， 有障碍物” ； 继续倒车， 距离 小于 0 ． 5 m时， 又 自动改换语句， 用“ 危险， 危险” 或 “ 停车， 停车” 等录音 ， 来提示司机刹车。采用超声波 测距、 语音录放新技术 ， 能给使用者带来很大 的方 便。 1 工作原 理 超声波是频率在 2 0 k H z以上 的机械波 ， 由于它 具有波长短 、 频率高、 容 易反射和接 收等特点 ， 可用 于 检测 领域 。超声 波 测距是通 过不 断检 测超声 波发 射后 遇 到 障碍 物 所 反 射 的 回波 ， 测 出发射 和 接 *河南 省教育厅科技 攻关项 目 2 0 0 6 5 1 0 0 1 5 收回波的时间差 t ， 然后求出距离 ￡ 。由图 1 可知 1 ￡ 1 v t c o s [ a r c t an A ／ L ] 1 二 一 般说来 ， 2个探头放得很近 ， 即 A很小 ， 被测 距离 ￡远远大于A， 又因 C O S [ a r c t a n A ／ L ] 一1 ， 所以 式 1 变 为 1 L妻v t 2 二 式 2 即为超声波测距公式。在空气 中， 常温下 超声波的传播速度 3 3 4 m ／ s ， 只要测量 出超声波 的传播时间 t ， 就可达到测量 ￡的目的。 1 ． 1 一体化超 声 波智 能测距传 感 器 T X 0 7 A T X 0 7 A是模块化结构 ， 由超声波发射探头 T 、 接 收探头 R 、 微处理器 A T 8 9 C 5 1 、 功能转换键、 输 出端 口及 L E D数码管等组成 ， 结构见 图 1 所示 ， 外形尺 寸 为 1 0 0 m m7 5 m i l l o 模块上有 3个功能设定键 ， 其 中 N ， 为功能转换 键 。按 一下 N ， 键 ， 数字增 加 一个 ， 按住 不放 ， 数字 连 续增加 。按 一下 N ， 键 ， 数字 减少 一个 ， 按住 不放 ， 数 字连续 减少 。 1 3 5 维普资讯 v o 1 ． 2 7 N o ． 9 智能型机动车倒车防撞语音提示器的设计王松德， 等 第 2 7卷第 9期 卜 一l 0 0 n n 胬 嚣 图 1 T X O 7 A超声 波智能测距传感器模块 Fi g． 1 T XO 7A mo du l e o f ult r a s on i c wa v e i n t e l l i g e nt d i s t a nc eme a s u r i ng s e n s o r 近距离设定 按一下 N 。 键 ， 显示“ A A A” 之后转 为数字 ， 按 “ ”“ 一”键 ， 可将近距离设定为 0 ． 5 m。 中距离设定 再按一下 N 。键， 显示“ B B B ” 之后 转为数字 ， 按 “ ”“ 一”键 ， 可将 中距离设定为 3 m。 控制输出可用 T X 0 7 A的 a 、 b端 口， T X 0 7 A工作 电压为 9 1 5 V ， 极限值为 7一l 8 V。当工作电压选 为 1 2 v时， 工作电流为 6 3 m A 。 1． 2语 音 录放 集成 电路 AP R 9 6 0 0 A P R 9 6 0 0语音录放集成 电路是采用模拟存储技 术的一款音质好、 噪音低、 不怕断电、 可反复录放的 新型语音 电路。单片电路 可录放 3 26 0 S ， 串行控 制时可分 2 5 6段 以上， 并行控 制时最多可分 8段 。 它可以直接用普 通驻极 体话筒 录音 ， 直接用 81 6 Q喇叭放音 ， 可以通过“ O S C R ” 端的电阻设置调节录 放音的时间长度和音质效果， 可以置功能开关来选 择录／ 放音状态 ， 选择分段控制方式， 可以通过按键 来实现开始、 循环 、 停止等功能。 A P R 9 6 0 0工作电压 为 4 ． 5 6 ． 5 V， 静态 电流 1 A， 工作 电流 2 5 m A 。A P R 9 6 0 0的外接振荡 电阻与 采样率、 语音频带、 录放时间的关 系见表 1 。 表 1 振荡电阻与采样率 、 语音频带、 录放时间的关系 Ta b． 1 Re l a t i o n s b e t we e n o s c il l a t i o n r e s is t a nc e a nd s a mp l i ng f r e q ue nc y an d v o i c e f r e q ue nc yba n d an d r e c o r dp l a y b a c k t i mes p a n 2电 路原理 机动车倒车防撞语音提示器 电路如图 2所示 。 主要 由超声波智能测距传感器、 语音 录放电路及分 段循环放音控制电路组成。 I c A P R 9 6 0 0 语音录放集成电路与 4位拨码开 关 s 。 、 按键开关 M。 、 M 及阻容元件等构成语音录放 电路。将／ M S E L 1设为 “ 0 ” ， ／ MS E L 2设 为“ 1 ” 。分 2 l 3 6 段录音 ， 并行控制， 每段 录音时间最大 3 0 S 。S 。 一 。 为 录放开关 ， 合 为录音 ， 开为放 音。合上 s 。 一 。 并按 下 M ． ， 用本机话筒 录音 ， 先 录音第 1段 内容 ， 如“ 倒 车 注意 ， 有障碍物” ， 松开 M。 键 ， 该段录音便停止。按 下 M ， 键用相 同方法录第 2段 ， 如 “ 危险， 危险” 。录 音完毕， 将 s ． ． ． 打开 ， 使语音录放电路呈放音状态。 放音时， 按住 M 键不放松 ， 可循环放音第 1 段 ， 按住 M ， 键不放松 ， 可循环放音第 2段。音频功率放大器 由 I c 。 L M 3 8 6 及外围元件组成 ， 其作用进一步放大 I c ， 输出的语音信号 ， R P J 为音量调节电位器 ， 调节 R P ． 可改变音量的大小。 Fi g- 2 Ci r c ui t d i a g r a m o f v o i c e p r o mp t i ng d e v i c e f o r b ac k i n g a ut omo bi l e I C 。 T X 0 7 A 与晶体三极管 V T I 、 Ⅵ 9 0 1 3 及继 电器 K s 。 、 K S H R M 2 H 组成分段循环放音控制电路 放音时 ， 用继电器 的触点开关代替 M。 、 M 按键开 关 。 自动分段循环放音工作过程是 由图 2可 以看 出， K S 。 一 。 与 K S 2 一 串联后与 M。 键并联 K S 。 一 。 为继 电 器 K S 的一组常开触点 ， K S 2 一 为继 电器 K S 2的一组 常闭触点 。在倒车过程中， 如机动车的车尾距障碍 物 3 0 ． 5 I n时， I c 。 的 8端 口输 出高 电平 实测 6 V ， V T l 导通 ， K S 。 工作， K S 。的常开触点 K S 。 一 。 闭合 相当于按下 M。 键 ， 语 音录放电路开始循环放音 第一段。如继续倒车， 距离小于 0 ． 5 I n时 ， I c 的 b 端口输 出高 电平 实测 6 V ， V T 2导通 ， 工作 ， K S 的常开触点 K S 2 一 闭合 相 当于按下 M 2 键 ， 此时 K S 一已断开 ， 第 1 段循环放音停止 ， 开始循环放音 第 2段 ， 直至停车关断倒车灯电源。 3结语 T ● ，上 维普资讯 第 2 7卷第 9期 2 0 0 6年 9月 煤矿机械 C o a l Mi n e Ma c h i n e r y V0 1 ． 2 7 N0 ． 9 S e p．20 06 文章 编号 1 0 0 3 ． 0 7 9 4 2 0 0 6 0 9 ． 0 1 3 7 ． 0 2 基于 P L C的自动排水监控系统设计 祝 良荣 。高奇峰 浙江工业 职业技术学 院，浙江 绍兴 3 1 2 0 0 0 摘 要 在现代排水 系统中， 为适应不同涌水量的情况， 水泵房一般使用多水泵集中控制。 自 动排 水监 控 系统 。 使 用 P L C作 为控 制 器 ， 根 据 涌 水 量的 大 小 ， 自动 控 制 水 泵起 停 和 投入 使 用 的 台 数 ， 提 高使 用效 率。 关键 词 P L C ； 自动控 制 ；排 水 系统 中图号 T D 7 4 文献 标识码 A Au t o ma t i c Dr a i n a g e S y s t e m De s i g n e d Ba s e d o n P LC Z HU Li a n gt o n g 。GAO Qi f e n g Z h e j i a n g I n d u s tr y P o l y t e c h n i c C o l l e g e -S h a o x i n g 3 1 2 0 0 0 C h i n a Ab s t r a c t I n mo d e m d r a i n a g e s y s t e m，mu l t i p l e wa t e r p u mp s a r e u s e d f o r a d a p t i n g t h e p u r r i n g s i t u a t i o n s．PL C i s u s e d a s t h e c o n t r o l l e r i n a u t o ma t i c mo n i t o r a nd c o n t rol s y s t e ms，a c c o r d i n g t o t h e p u r r i n g．W o r k i n g e ff i c i e n c y C an b e i mp rov e d，t h rou g h t h e c o n t rol me tho d t o d e t e r mi n e w hi c h an d h o w ma n y p u mp s t o n l n． Ke y wo r d s PL C；a u t o ma t i c c o n t rol ；d rai n a g e s y s t e m O 引 言 排水系统是厂矿企业重要的安全保障系统。传 统的水泵房排水系统使用人工检测控制方式 ， 不仅 效率低 ， 水泵工人劳动强度大 ， 而且很容易出现误操 作 ， 影响水泵房的正常工作 ， 甚至引发危险事故。为 提高水泵房排水效率 ， 提高水泵使用寿命 ， 水泵房结 合水井涌水特点 ， 对排水系统进行检测控制， 使水泵 站根据涌水量大小 自动控制每台水泵的运行情况， 达到优化配置的 目的， 并且提高排水 系统的安全可 靠性 ， 降低操作工人的劳动强度， 实现水泵房无人化 操作 。 1监 控 系统 实现 功 能 1 水位实时检测显示 水井水位信号是系统 工作 的主要控制信号 ， P L C要根据水位变化情况来 控制水泵 的运行 情况 ， 而水井 的涌水 量是 随机的。 所以， 在正常情况下， 检测系统要不间断监视水位情 况 ， 输送水位信号到 P L C进行处理 ， 同时输 出至显 示报警装置， 便于管理人员及时了解水位情况 ， 危险 情况下发出报警信号。 2 水泵平稳起停根据水泵工作要求 ， 要控制 水泵启动和停止过程都要平稳 ， 尤其要达到缓开缓 闭要求。启动过程 中， 各种运行参数 真空度、 压力 等 达不到要求， 不能使系统进入运行状态 。 3 水泵轮班工作制 水泵房多 台水泵并联工 作 ， 但并不是一起使用 ， 而是有用有备。所 以控制系 统还要合理安排水泵 的备用情况 ， 避免有 的水泵长 期 闲置 。 4 泵站运行 优化控制 泵站运行优化控制是 系统经济性和可靠 性 的反 映。根据水井涌水量大 小 ， 自动决定投入水泵运行 台数 涌水量小时， 投入 少量水泵； 涌水量大时 ， 投入多台水泵。避免泵站频 繁起停 。 又能及时排出积水， 防止水灾发生。用电高 该装置的使用， 可以克服机动车倒车直接用蜂 鸣器或语音电路模糊报警的不足 ， 从而提高了机动 车的使用性能 。装置采用模块电路设计 ， 安装简单， 安全距离可以任意设定 ， 适合在机动车上使用。如 果将产品投入市场 ， 将会得到很好的收益。 参考文献 [ 1 ] 王松 德， 韩运侠 。 等 ． 近红外传感器在汽车改造技术中的应用研究 [ J ] ． 光谱学 与光谱分析 ， 2 0 0 5 ， 2 5 7 1 0 6 1 1 0 6 3 ． [ 2 ] 赵 志洲． 超声 与超声检测[ J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 0 4 7 1 3 8 1 3 9 ． [ 3 ] 颜兴亮 。 等 ． 超声波料位仪 [ J ] ． 矿山机械 。 2 0 0 3 7 4 0． [ 4 ] 卢文 科 ， 等 ． 超 声 波式 数 字测 距 仪的 研究 [ J ] ． 仪 器仪 表 学 报， 2 0 0 3 ， 2 4 2 2 1 82 1 9 ． [ 5 ] 温淑慧 。 等 ． 超声波接近开关的智能设计 [ J ] ． 传感技术学 报， 2 0 0 3 3 3 4 1 3 4 4． [ 6 ] 刘兆坤 ， 何健 ． 用语音录放 芯片 A P R 9 6 0 0制作倒计时触 发器 [ J ] ． 电子世界， 2 O 0 0 2 5 2 ． 作者简介 王松 德 1 9 5 1 一 。 河南 汝州人 ， 教授 ， 主要从事 电视 技术理论与实验教学 及智能仪表研究。在电子技 术应用方 面发表论 文 3 O余篇 ， T e l 0 3 7 9 6 5 5 1 8 9 8 1 ， Em a i l w s d l y n u ． e d u ． c n或 w l s d l 2 6 ． c o m． ● 收稿 日期 2 0 0 6 ． 0 5 ． 0 2 1 3 7 维普资讯