基于 CAN 总线的重型汽车内轮差预警系统设计
1 内轮差原理
内轮差是车辆转弯时的前内轮的转弯半径与后内轮的转弯半径之差。由 于内轮差的存在，车辆转弯时，前、后车轮的运动轨迹不重合。内轮差的大小 与转动方向盘的幅度和车辆轴距的长短有关，方向盘转动幅度越大即转向角度 越大，内轮差越大，反之越小;车辆的轴距越长，内轮差越大，反之则越小。重 型汽车车身都比较长，尤其是车头转过去后，还有很长的车身没有转过来，极 易形成大型车辆司机的“视觉盲区”，路人步入内轮范围后，容易造成生命危险。 如图 1 中的阴影部分为内轮差的形成区域。 图 1 内轮差示意图 2 超声波预警原理 2.1 超声波测距原理
谐振频率高于 20KHZ 的声波被称为超声波。超声波为直线传播，频率 越高，则绕射能力越弱，反射能力越强。超声波测距的方法多种多样，如相位 检测法、声波幅值检测法和往返时间检测法等。相位检测法虽然精度高，但检 测范围有限;声波幅值检测法易受反射波的影响。本文采用往返时间检测法，其 工作原理是：使超声波发射探头向介质发射超声脉冲，声波遇到被测物体后必 有反射波作用于接收探头。若已知介质中的声速为 V，发射脉冲时刻与第一个 反射波到达时刻的时间差为
T，则探头与被测物体距离 S=VT/2，对距离值改
变的测算可以实现所需的控制目的。超声波的速度 V 与温度相关，空气中的声 速与温度的关系可表示为： （1）
2.2 轮差检测中超声波传感器的布置
汽车在行驶中即会向左侧转弯也会向右侧转弯，因此超声波传感器应该 在车身的两边对称安装。本系统中一共需要安装三对传感器，一对安装在前轮 附近，为了提醒司机转弯时车身后面是否会撞到转弯内侧的物体;第二对安装在 轴距中间附近，为了防止有物体在汽车转弯时突然出现在转弯内侧;第三对安装 在后轮附件，为了及时提醒司机危险状况。 3 系统硬件设计
本系统将单片机技术、超声波测距技术与 CAN 总线通信技术等相结合， 可检测汽车在转弯过程中汽车内侧状况。预警系统的三对测距传感器独立工作， 通过 CAN
总线经接口芯片 PCA82C250 驱动将数据传输到主控制器。测距采
用 SensComp 600 传感器和 SensComp 6500 超声波距离模块;单片机采用低成本 的 AT89C51 主要功能为：1、用于控制测距传感器并把测量数据实时通过 CAN 控制器 SJA1000 发送到 CAN 总线上;2、通过温度传感器 DS18B20 传送过来的 温度参数，修正超声波在空气中的传播速度;在 PCA82C250 与 SJA1000 之间还 增加了高速线性光耦 6N137 进行隔离，有效地防止汽车在恶劣工作环境下的瞬 态干扰，确保数据传输的准确性。因为三对测距传感器硬件系统完全相同，此 次只用一个进行说明，系统硬件结构如图 2 所示。 图 2 轮差预警系统硬件结构图
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！
基于CAN总线的重型汽车内轮差预警系统设计
