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1、江苏海洋大学大学生创新训练计划项目申报书项目名称： 所属一级学科名称: 项目负责人： 联系电话： 指导教师： 联系电话： 申报日期：汽车倒车防撞报警系统的设计工学王永祥周天源2022.5二O二二年五月项目级别省级项目所属 一级学科工学项目实施时间起始时间：2022年5月完成时间：2023年5月项目名称汽车倒车防撞报警系统的设计申请人或申请团队姓名年级学号所在院系 /专业联系电话E-mail主持人王永祥领航 201创新创业学院 /智能制造成员马可领航 201创新创业学院 /智能制造187王埔国领航 201创新创业学院 /智能制造姚远领航 201创新创业学院 /智能制造金子怡药剂 202药学院/药
2、物 制剂指 导 教 师第一 指导 教师姓名周天源单位计算机工程学院年龄44专业技术职 务讲师主要成果主要从事人工智能与神经网络方面的研究。发表学术论文9篇， 其中EI收录2篇。多年从事“数据结构”、“软件工程”、“Java 程序设计”、“C语言程序设计”等专业课程的教学，对于APP以及 微信小程序开发具有较强的相关理论基础和丰富经验。连续多年指导 大学生创新创业项目，先后有6项软件著作权，指导学生发表论文4 篇。第二 指导 教师姓名单位年龄专业技 术职务主要成果一、申请理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等） 随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越
3、广。但就目前技术水平来说，人们可以利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前 景的技术及产业领域。展望未来，超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具，在 各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展，以满足日益发展 的社会需要，如倒车雷达，工地及工业现场，声纳探测等方面都有其广泛的应用，经济， 军事，文化方面都有重要的应用价值。毋庸置疑，未来的超声波测距仪将于自动化智能化 接轨，与其他的测距仪集成和融合，形成多测距仪。随着测距仪的技术进步，测距仪从具 有单纯判断动能，发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌一 新的测距仪将发挥更大
4、的作用。随着社会飞速发展，人们生活水平的不断提高，汽车愈来愈成为人们不可缺少的最常 用的交通工具，交通安全问题变的日益严重。而通过研究汽车倒车雷达系统，可以达到很 高的采集速率和精度。汽车倒车时可以检测车辆后面的障碍物、并显示其距离，至危险区 域后会自动报警。本设计综合了电子技术、计算机技术、数据处理技术等知识，设计利用 单片机控制的汽车倒车雷达超声波测距系统，实现汽车倒车的安全保障，这就是我设计的 意义。王永祥：善于沟通，有较强的组织与交流能力，获得校优秀学生干部、校二等奖学 金、校勤工助学先进个人和优秀团干部，能够熟练运用cad进行二维和三维的绘图，并获 得CAD高级绘图师证书。对编程感兴
5、趣，具有Java、python C语言Arduino和keil等编 程基础知识，并一直积极持续的学习。在假期期间，通过社会实践与进一步研究，对中国 互联网商业文化有一定了解，并获得挑战杯江苏省二等奖。精通办公软件office,并获得 计算机二级证书。在班担任学习委员，指引同学们参加各类学术竞赛，CET4级参加同学全 部过关。以后会继续对计算机语言学习。马可：热爱学习，理论知识基础坚固，在以往多次竞赛中掌握了许多实践经验，能够 熟练的查阅文献并快速接受新知识。已获得“挑战杯”省二等奖和“互联网+ ”省三等 奖，大一综测专业第二，获得校一等奖学金和优秀学生干部称号，能熟练使用CAD和UG进 行机械
6、设计。在校期间已获得专利一项。目前方向为电子信息。在实际项目制作中能够快 速发现并解决问题。在校学习过程中积极进取，勇于创新。善于分析和解决问题，对 Java、C、Arduino和keil等编程语言有一定的了解，有较好的编程意识和灵活的编程思想，在校学习中不断思考，敢于创新，课后经常通过阅读书籍增加自己的知识储备。王埔国：本人学习并掌握了 C+, java, Python语言，学习了数据结构，单片机原理 等相关课程，编程能力较强，英语基础较好，具有较为扎实的数学基础，曾参加过数学建 模，计算机设计大赛等比赛。对课题的研究具有的兴趣与耐心，与团队成员能够进行充分 的沟通，能从不同角度分析问题，敢
7、于动手。姚远：思维开阔，擅长统筹做出规划。对机械方面有较强的兴趣。已修读机械设计制 造基础、工程制图，能熟练使用AUTO CAD和SOLIDWORKS等一系列绘图软件。已获得全国 大学生机械创新大赛国二等奖。金子怡：具有较扎实的开展此项目的相关专业基础知识，擅长结构设计和绘制;获得英 语四级证书，能够熟练的使用AutoCAD绘图软件。修读过单片机，VB程序、keil、 arduin。和c语言等多种课程;善于交际，对于机械设计和自动化有兴趣。喜欢实践，动手 能力强。不惧钻研的艰辛，刻苦学习新的知识。二、项目方案（具体内容包括：1、项目研究背景（国内外的研究现状及研究意义、项目已 有的基础，与本项
8、目有关的研究积累和已取得的成绩，已具备的条件，尚缺少的条件及方 法等）2、项目研究目标及主要内容3、项目创新特色概述4、项目研究技术路线5、研究 进度安排6、项目组成员分工）1 .项目研究背景调查统计，国内15%的汽车事故是由于倒车引起的，倒车过程中的视觉问题给很多司 机带来了很大的麻烦。汽车倒车雷达系统就因此而生。汽车倒车雷达系统是一种安装于汽车尾部的雷达探测系统，当驾驶员驾驶汽车在狭窄 的区域泊车或停车时，利用倒车雷达探测系统可以有效探测周围环境，检测障碍物与汽车 尾部的距离，通过声光信号提示驾驶员，从而辅助驾驶员安全倒车。系统给采用超声波测 距原理，探测周围环境，检测障碍物到汽车尾部的距
9、离，并且在车内显示出距离数字以及 正常状态的指示灯颜色。当这个超过预设定的安全距离是会进行声光报警，并随着距离的 改变而变换声音强度以及颜色模式 来警示司机，达到安全倒车的目的。2 .项目主要功能和内容本系统使用AT89C51单片机作为控制平台，它控制各部分电路的工作。单片机在超声 波传感器发出超声波信号时开始计时，超声波信号在遇到障碍物时会把超声波信号反射回 来，超声波传感器检测到信号在经过处理后输入到单片机外部中断，单片机停止计时。在计算这段时间后，可以结合声速计算出汽车后部和障碍物之间的距离。系统采用TCF40-16TRC型号的超声波传感器模块，用LCD液晶屏显示障碍物 最小距 离的实时
10、数据，当该最小距离接近危险距离时，蜂鸣器进行报警。为了提高系统的稳定性 和精度，系统配备了四向超声波测距模块，采用分时控制测量四个障碍物在不同方向的距 离。同时，系统会对四个检测数据进行比较，通过LCD液晶屏显示出最小的距离，并通过 声音警报提醒驾驶员。3 .项目研究技术路线主要由发射电路控制超声波探测障碍物，接收电路将反馈回来的超声波信号处理后作 为单片机系统的输入信号，经过单片机的处理后，生成相应的输出信号到显示电路和蜂鸣 器等执行器中。当传感器在侦测区内侦测到有效的障碍物时，首先会通过单片机芯片计算出汽车尾部 距离障碍物的距离，蜂鸣器会根据障碍物的距离不同发出不同的报警声，两侧传感器的最
11、 远侦测距离为90厘米，报警音分为三段：中间传感器的最远侦测距离为120厘米，报警 音分为四段。超声波测距的原理一般采用渡越时间法T0F（time of filght）o它通过不断检测超声 波发射后遇到障碍物所发射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差T,然后求出距离 So 一般采用渡越时间发：即SXT/2,其中S为测量点与被测物体之间的距离，C为声波在 介质（此处指空气）中的传播速度，T为超声波发射到返回的时间间隔。由于超声波也是一种声波，其声速C与空气温度有关，一般来说，温度每升高1摄氏 度，声速增加0.6米/秒。倒车时，倒车雷达开始工作，超声波信号发射后，一旦障碍物出现在汽车后部，超声
12、波被障碍物反射，传感器将接收反射波信号。控制器通过对反射超声波信号的处理来判断 障碍物的位置和障碍物与车体之间的距离。最后，反馈装置通过声音（蜂鸣器）、数据 （LED距离显示）将信息反馈给驾驶员。模块图如图1所示。图1系统模块4 .项目规划通过对本课题的分析，研究进度如表1所示。表1研究进度2022. 5-2022. 7实现超声波侦测障碍物，进行超声波信号处理，显示电路和蜂鸣器等。2022. 8-2022. 9实现不同传感器的侦测距离，分多钟报警时段，并以多种形式显示在LED上。2022. 10-2023.2使用温度补偿法分析超声波在空气中传播过程中，其速度会受到温度、压强等因 素的影响，增强
13、抗干扰能力。2023. 3-2023. 5尝试制作数据库并改进软件的漏洞，整合研究成果，完成研究工作总结，提出研 究结题总结报告，完成项目验收。成功研发一个汽车倒车防撞报警系统。撰写论 文，申请软件著作权。5.项目特点（1） AT89c2051单片机及其开发应用系统具有语言简洁、可移植性好、表达能力强、 可进行结构化设计、可以直接控制计算机硬件、生成代码质量高、使用方便等诸多优点。 该系统的主程序处于键控循环工作方式，当手柄转入倒车档，主程序开始调用测量子程 序、显示子程序和语音提示子程序，完成整个检测提示过程（2）本文所设计的汽车倒车防撞报警系统系统是保障汽车倒车安全的辅助系统，通过 超声波
14、探头发出超声波，使用高速单片机计算距离，并加入了温度补偿电路，提高了距离 计算的精度。系统安装的液晶显示器可以直观的显示温度和距离，给驾驶员提供了方便。 倒车时当汽车与障碍物的距离小于我们所设定的安全距离时，系统便通过语音集成电路发 出报警，提醒驾驶员，防止汽车的碰撞或擦伤，具有很强的实用性。（3）这个系统具有的功能很多，在设计的过程中对这些功能的控制具有一定的难度， 并且它具有很多的优点，主要可以在性能上、安全上、精度上、技术上等等都具有很强大 优势，应用性比较高。（4）汽车倒车防撞报警系统是安装于汽车尾部的一种超声波雷达侦测系统，当驾驶员 在狭窄的位置进行泊车时，使用倒车雷达系统可以对汽车
15、尾部的障碍物进行检测，并通过 声光信号提示汽车距离障碍物的远近距离，从而辅助驾驶员轻松泊车、安全倒车。6.成员分工本课题小组人员分工如表2所示。表2小组分工团队成员能力与技术具体分工王永祥检测物体，超声波信号处理主程序编写马可渡越时间法，温度控制，精度把控数学原理，代码核心王埔国现代密码学，软件加密技术加密算法，界面设置姚远显示美工，平面设计界面设计，UI制作金子怡视觉艺术，构图、造型配色宣传和界面优化三、学校提供条件（包括项目开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持政策等）（1）项目开发所需的资料费、调研费、数据库搭建和服务器租赁费用等:约5000元;（2）团队成员研究讨论的场所：计算机工
16、程学院提供上机环境和学习研究的场地；（3）除学校的经费支持外，计算机工程学院也将给予必要的经费和政策支持。四、预期成果（1）根据初期设计规划，研究实现C语言和单片机的，以汽车倒车防撞报警系统为主 要功能的程序软件；（2）完成项目研发报告，撰写论文1篇，申请软件著作权1项；（3）基于此软件减少现代家庭开车出现事故，辅助驾驶员更好的驾驶车辆，新手倒车 不再是头痛的事情，复杂狭小空间不再烦恼；（4）推广应用程序，吸引大量用户。五、经费预算项目经费（元）资料费（书籍，打印，复印，印刷等）1400版面费1800调研和差旅费1200软件著作权等600合计5000六、导师推荐意见签名：年 月 日七、院系推荐意见同意申报院系负责人签名：学院盖章：八、学校推荐意见:学校负责人签名：学校公章年 月 日注：表格栏高不够可增加。