CN202904010U - 一种单线通讯式全数字泊车辅助系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种泊车辅助系统，尤其是涉及一种单线通讯式全数字泊车辅助系统；包括至少一个数字传感器、传输线、主机，显示报警模块，倒车档电源端，其中数字传感器内设有电源电路，通讯电路，发射驱动电路，压电陶瓷传感器，信号增强电路，传感器单片机；电源电路与主机电源通过传输线连接，通讯电路，发射驱动电路输入端和信号增强电路输出端分别与传感器单片机相连，压电陶瓷传感器输入端和发射驱动电路输入端相连，压电陶瓷传感器输出端与信号增强电路输入端相连，所有的数字传感器通过一根传输线和主机连接，主机又与报警显示单元和倒车档电源端相连；本实用新型有布线方便，控制信号稳定，成本低等优点。

Description

一种单线通讯式全数字泊车辅助系统

技术领域：

    本实用新型涉及一种泊车辅助系统，尤其是涉及一种单线通讯式全数字泊车辅助系统。

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提醒驾驶人员，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、电源电路和汽车接口等组成。其中要求传感器布设在汽车的车身外侧，例如前后保险杆上或侧面车身上。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。

公开号为CN101078766的二线三态泊车辅助系统，涉及一种利用超声波反射的定位或存在检测系统。提供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。 

此系统虽然改善了泊车系统控制方法，改变了传输信号的形式达到了较好的控制要求，但因输出并非TTL纯数字信号，因此电磁干扰还是较高，信号稳定性不强。使用的控制方法还是较为复杂，且成本也较高。 

实用新型内容：

    本实用新型要解决的技术问题是：提供一种稳定性高、成本低，接线方便的泊车辅助系统。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种单线通讯式全数字泊车辅助系统，本系统采用多个传感器共用电源线、地线、通讯数据线束，多个传感器与主机之间只有一条线束相连，所有传感器与主机完成通信后，由于每个传感器中都有一块单片机可以独立完成距离的计算，计算之后进行编码，通过单总线方式传输TTL数字信号给主机，主机负责所有传感器的通讯和报警，完成泊车雷达系统功能。 

所述单线通讯式全数字泊车辅助系统，包括至少一个数字传感器、传输线、主机，显示报警模块，倒车档电源端，其中数字传感器内设有电源电路，通讯电路，发射驱动电路，压电陶瓷传感器，信号增强电路，传感器单片机；电源电路与主机电源通过传输线连接，通讯电路，发射驱动电路输入端和信号增强电路输出端分别与传感器单片机相连，压电陶瓷传感器输入端和发射驱动电路输入端相连，压电陶瓷传感器输出端与信号增强电路输入端相连，所有的数字传感器通过一根传输线和主机连接，主机又与报警显示单元和倒车档电源端相连。 

所述主机内设主机单片机，AD采样电路，通讯电路，报警驱动电路，开关驱动电路，其中 AD采样电路，通讯电路，报警驱动电路，开关驱动电路分别和主机单片机相连。主机电源电路输入端通过信号线与汽车点火电源连接，由倒车档R触发倒车雷达功能，同时接收汽车总线上的动作信号以及汽车开关信号；数字传感器集电极放大驱动电路输入端与传感器单片机连接，数字传感器集电极放大驱动电路输出端与单总线连接，数字传感器电源输出端与单总线连接，AD采样电路输入端与车身倒车电源连接，AD采样输出端与传感器单片机连接，总线控制电路输入端与汽车总控制线连接，总线控制电路输出端与单片机连接，汽车总电源LDO控制端与总线控制电路连接，汽车总电源LDO输出端提供主机及数字传感器电源；集电极放大驱动电路与蜂鸣器连接，集电极放大驱动输出电路可选择与指示灯连接，也可选择与距离显示单元连接； 

数字传感器内设有电源电路、通信电路，集电极放大升压器驱动电路、集电极放大输出信号驱动电路、集电极放大信号输入电路、带通滤波电路、放大电路、集电极发大输出驱动信号幅度限制电路、数字传感器电容补偿电路、稳压电路、传感器单片机、压电陶瓷传感器；

数字传感器电源电路，主机的电源和汽车总控制单元采用同一直流电源，通讯电路的输出端与集电极放大电路输出端连接，通讯电路输入端与集电极放大电路输入端连接，集电极放大电路输出端与传感器单片机连接，发射驱动电路的输出端与压电陶瓷传感器连接，压电陶瓷传感器的输出端接接收放大电路的输入端，接收放大电路的输出端接带通滤波电路，带通滤波电路输出端接集电极放大电路输入端，集电极放大输出端接传感器单片机，输出驱动电路一端接传感器单片机，另一端接报警单元；报警单元，可设置为蜂鸣器报警，距离显示或蜂鸣器报警，指示灯提示综合预警。

所有数字传感器共用一条传输线与主机通讯，传输线采用三芯线，传输线里三根线分别为：电源线、地线、通讯数据线，当主机开始工作时，主机和数字传感器之间进行通信，并将记忆各个数字传感器的通讯地址，通信完成后会发出启动命令来启动数字传感器发射特定频率的超声波，并且处理数字传感器的返回信号，通过传感器单片机来判断障碍物的距离，之后主机会通过通讯地址的不同来判断是哪一个数字传感器出来的信号，此时数字传感器就通过数字编码的通讯方式把信号传个主机使用。 

本实用新型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： 

1）通讯方式简单：采用单线束通讯，大幅度减少线束，传统的倒车雷达都采用硬线连接，平均每个传感器需要三条线束，若装配四个传感器即需要12条线束，本实用新型四个传感器仅需三条线束，

2）驱动能力强：由于传感器自身是一个带有处理器的器件，可以自行完成距离信号的判断转换，通过数字编码方式传于主机处理，这样可以采用单线束通讯，主机就不需要再做放大、比较、滤波处理，并将原来的多路驱动电路减少为一路驱动，可大幅度降低系统成本，增强系统自我维护能力。

3）传输信号质量高：由于设置有信号增强电路，传感器信号得到增强，余振信号可有效削弱，从而增强了信号的质量。 

4）性能稳定：由于传感器与主机之间全部用数字信号通讯,可靠性高,抗干扰能力强,所有的模拟信号全部都在传感器内完成处理,稳定性高。 

5）安装更为方便：由于采用单总线通讯，多个传感器共用一根通信线，在安装接线过程中省去了大量时间和经历。 

附图说明：

    图1 是本实用新型实施例的数子传感器内部电路组成结构示意图；

图2 是本实用新型实施例的主机内部部分结构示意图；

图3是本实用新型实施例的接线示意图。

具体实施方式：  

下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明：

    如图1所示，数字传感器设有电源电路111、通讯电路112、传感器单片机113、发射驱动电路114、压电陶瓷传感器115、接收放大电路116、带通滤波电路117、集电极放大电路118。电源电路111为数字传感器提供电源。通讯电路112是连接主机的信号输出/输入。通讯电路112输入端通过单线与主机总线连接，通讯电路112输出端通过集电极放大电路后输入传感器单片机113的接口2，传感器单片机113的接口1输出通讯信号经集电极放大电路后并入主机单总线，传感器单片机113接口3输出驱动信号至发射驱动电路114由集电极放大电路和微型升压器组成，将压电陶瓷传感器115所需的驱动信号升高为10倍由传感器单片机输出。压电陶瓷传感器115由数字传感器221和补偿电路组成，系统根据不同的数字传感器221参数设置补偿，压电陶瓷传感器115的输出端与接收放大电路116输入端连接，接收放大电路116的输出端接带通滤波电路117输入端，带通滤波电路输出端117与集电极放大电路118连接，集电极放大电路118由信号幅度限制电路和集电极放大电路组成，集电极放大输出118连接传感器单片机113接口4，传感器单片机113发送计算后的数据通过单总线传送到主机通讯线路102，主机确定是否警示。

如图2所示，主机设有电源电路211、AD采样电路212、主机单片机213、接收电路214、通讯电路215、开关驱动电路216、报警驱动电路217，电源电路211为主机及数字传感器提供电源。AD采样电路212输入端与汽车R档202连接，AD采样点路212输出端与主机单片机213接口1’连接。接收电路214输入端与汽车控制总线203连接，接收电路214输出端与主机单片机213接口2’连接。主机单片机213通过接口6’发送数字传感器221工作指令到主机通讯电路215输入端，通讯电路215与车身单总线连接，数字传感器221返回信号送到通讯电路215，通讯电路215输出后送入单片机213接口5’。开关/显示单元204输入至开关驱动电路216，开关驱动电路216输出至主机单片机213接口3’。主机单片机213接口4’输出报警驱动信号至报警驱动电路217输入端，报警驱动电路217经车身线束驱动报警单元225，启动警示。 

如图3所示为本实用新型实施例采用4个超声波测距数字传感器221接线图。在图3中，设有4个超声波测距数字传感器221；4个超声波测距数字传感器221同时连接到单根通讯总线301与主机连接，数字传感器221电源与主机电源101相连，其地线与主机地线连接。 

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，比如更换单片机型号和类型，改变传感器的安装位置和数量等，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和实用性。 

Claims (5)

1.一种单线通讯式全数字泊车辅助系统，包括至少一个数字传感器、传输线、主机，显示报警模块，倒车档电源端，其中数字传感器内设有电源电路，通讯电路，发射驱动电路，压电陶瓷传感器，信号增强电路，传感器单片机,其特征在于：电源电路与主机电源通过传输线连接，通讯电路，发射驱动电路输入端和信号增强电路输出端分别与传感器单片机相连，压电陶瓷传感器输入端和发射驱动电路输入端相连，压电陶瓷传感器输出端与信号增强电路输入端相连，所有的数字传感器通过一根传输线和主机连接，主机又与报警显示单元和倒车档电源端相连。

2.根据权利要求1所述的单线通讯式全数字泊车辅助系统，其特征在于：所述主机内设主机单片机，AD采样电路，通讯电路，报警驱动电路，开关驱动电路，其中 AD采样电路，通讯电路，报警驱动电路，开关驱动电路分别和主机单片机相连。

3.根据权利要求1所述的单线通讯式全数字泊车辅助系统，其特征在于：所述传输线为3线制，其三根线分别为：电源线，地线和信号线。

4.根据权利要求1所述的单线通讯式全数字泊车辅助系统，其特征在于：所述信号增强电路由集电极放大电路、带通滤波电路和接收放大电路组成，其连接关系为：接收放大电路的输入端接压电陶瓷传感器的输出端，接收放大电路的输出端接带通滤波电路，带通滤波电路输出端接集电极放大电路输入端，集电极放大输出端接传感器单片机。

5.根据权利要求2所述的单线通讯式全数字泊车辅助系统，其特征在于：所述 AD采样电路与所述倒车档电源相连。

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