系統的總體結構

　　設計本系統的主要目的是定位并顯示附近車輛位置，測量車距，危險時發出警報。

　　根據實際的功能需求，將系統的整體設計分成探測系統和數據處理系統兩個部分，其基本原理如圖1所示。其中，探測系統主要包括GPS模塊、超聲波測距模塊、無線模塊、電源模塊、主控電路和通信接口；數據處理系統主要包括顯示模塊、報警模塊、電源模塊和主控電路。

　　傳感器、GPS和無線模塊的選擇

　　（1）超聲波傳感器的選擇

　　超聲波傳感器采用美國SensComp公司的Sens600系列智能超聲波傳感器，Sens600是基于超靈敏測距模塊6500的增強型靜電傳感器系列，集發送、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，測量范圍0.15m～10.7m，可外部觸發或內部觸發，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時，輸出高電平，因此需在回波輸出端連接反相器至單片機外部中斷口，以便即時響應。另外，在超聲波傳感器開口端面增加喇叭狀套筒設計，以限制和減少偏離發射軸中心較大的發射波和接收波，在一定程度上增強了抗干擾能力。

　　（2）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型，即數字溫度傳感器和模擬式溫度傳感器。

　　數字溫度傳感器測量溫度是將溫度值直接轉化為數字值輸出。數字溫度傳感器具有以下的優點：①具有高的測量精度和分辨率，測量范圍大；②抗干擾能力強，穩定性好；③信號易于處理、傳送和自動控制；④便于動態及多路測量，讀數直觀；⑤安裝方便，維護簡單，工作可靠性高。

　　結合各種因素考慮，本文選用Dallas半導體公司推出的單線式數字溫度傳感器DS18B20。

　　（3）GPS的選擇

　　智能天線模塊包含完整的GPS接收機，帶內置天線在快速系統集成應用中，使其具有完全獨立的GPS功能，基于這種充分設計的GPS子系統，集成只需要最短的開發時間、最低的開發成本以及最小的開發風險。對GPS智能天線模塊的選擇主要考慮：①特性（如節能模式和支持SBAS）；②易用性（特別是易配置性）；③定量指標（可測參數），如準確度、啟動性能、跟蹤靈敏度和功耗；④定性指標，包括由外場測試獲得的可預期定位結果。

　　結合各種因素考慮，本文選用Starlight的ZG-P1121U模塊。

　　（4）無線模塊的選擇

　　無線模塊的選擇主要考慮以下因素：①傳輸距離，無線模塊的傳輸距離必須要滿足裝甲車輛野戰條件的需要；②抗干擾性，要具備抗突發干擾和隨機干擾的能力；③可操作性，要有可編程信道以滿足用戶多種通信組合方式；④經濟性，性價比要高；⑤安全便利，安裝、維護、更換要方便快捷，小體積、重量輕等。

　　結合各種因素考慮，本文選用深圳市泰達鑫通信技術有限公司推出的TDX-2000無線數傳模塊。

　　探測系統的設計

　　探測系統是指系統中負責數據探測和傳送的部分，基本任務為接收數據處理系統的命令，利用GPS和超聲波傳感器定位和測距，通過無線模塊接收周圍車輛位置并向外發送本車位置，并將探測到的數據通過通信接口傳送給數據處理系統。探測系統的結構如圖1所示。

　　圖1 系統總體結構圖

　　探測系統的電路設計

　　探測系統電路設計主要包括超聲波模塊電路設計和通信接口電路設計。GPS模塊和無線模塊都是通過RS-232串口通信與單片機連接進行數據傳輸。

　　超聲波測距模塊電路設計

　　（1）超聲波發射電路設計

　　超聲波發射電路如圖2所示。

　　圖2 超聲波發射電路圖

　　（2）超聲波接收電路設計

　　超聲波接收電路如圖3所示。

　　圖3 超聲波接收電路圖