一种嵌入式超声波传感器系统的制作方法

本申请涉及汽车测距领域，具体而言，涉及一种嵌入式超声波传感器系统。

背景技术：

1、目前，车载系统获得的障碍物数据信息主要来自毫米波装置、激光装置、红外装置、机器视觉设备、超声波装置等。其中，相比于其他方法，超声波凭借穿透力强、衰减小、反射能力强，对光照、色彩、电磁场不敏感、不易受恶劣天气影响、测距原理简单、测距精度高、成本低等特点，在车载系统中的应用范围也在逐年扩大。随着车载系统的集成度越来越高，市场对车载专用的便于集成的嵌入式信息采集系统的需求也越来越多。同时对超声波传感器系统的抗干扰能力的要求越来越高。

2、针对上述问题，现有技术提出了嵌入式集成的雷达系统，但依然存在如下不足：①控制模块和传感器之间传输的是模拟信号，在实车应用中，比较容易受到外部干扰而影响产品性能；②各通道传感器发波和收波需要通过模拟开关芯片分时进行选通，最多同时选通两个通道，测距响应的实时性受限；③系统需要同时输入12v和5v两路电源，对被嵌入的母板要求过高，适配性不

技术实现思路

1、本申请提供一种嵌入式超声波传感器系统，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。

2、本申请提供一种嵌入式超声波传感器系统，包括：雷达控制模块、控制母板、超声波传感器组；其中，所述雷达控制模块包括中央处理器、电源模块、超声波驱动和数据接收模块、串口通信模块；

3、所述控制母板通过can总线连接至车辆，实现与车辆之间的数据通信；

4、所述电源模块与所述中央处理器连接，用于为所述中央处理器提供电压；

5、所述串口通信模块分别与所述中央处理器和所述控制母板连接，用于实现所述控制母板和所述雷达控制模块之间的数据通信；

6、所述超声波驱动和数据接收模块通过控制母板与所述超声波传感器组连接，用于驱动超声波传感器组并接收所述超声波传感器组返回的障碍物信息及环境温度；

7、所述中央处理器还与所述超声波驱动和数据接收模块连接，用于接收障碍物信息及环境温度，并根据所述环境温度对所述障碍物信息进行补偿修正后发送至车辆。

8、可选地，所述雷达控制模块还包括电压检测复位模块；

9、所述电压检测复位模块分别与所述电源模块和所述中央处理器连接，用于监测所述中央处理器的电压，并在电压异常时对所述中央处理器进行复位。

10、可选地，所述雷达控制模块还包括超声波电源控制模块，用于根据所述中央处理器的指令导通或关断超声波传感器组的供电。

11、可选地，所述超声波电源控制模块包括npn三极管q1和p沟道mos管q2；其中，

12、所述p沟道mos管q2的源极s连接输入电源、漏极d连接超声波传感器的供电端；

13、所述npn三极管q1的基极通过电阻r1连接至所述中央处理器、集电极通过电阻r3连接至所述p沟道mos管q2的栅极g、发射集接地；

14、所述p沟道mos管q2的源极s与栅极g之间连接有电阻r4；

15、所述npn三极管q1的基极与发射极之间连接有电阻r2 。

16、可选地，所述超声波传感器组包括多个超声波传感器，所述超声波驱动和数据接收模块为每个超声波传感器配置独立的驱动电路和接收电路；其中，所述驱动电路包括电阻r5和npn三极管q3，所述接收电路包括电阻r6和npn三极管q4；

17、所述npn三极管q3的基极连接所述中央处理器的第一端口，发射极接地，集电极通过电阻r5连接至第一驱动电源、并通过电阻r7连接至超声波传感器的信号端；

18、所述超声波传感器的信号端还通过分压电阻r7和分压电阻r8形成的分压电路连接至所述npn三极管q4的基极；

19、所述npn三极管q4的发射极接地，集电极通过电阻r6连接至第二驱动电源、并连接至所述中央处理器的第二端口，基极通过电阻r8连接至超声波传感器的信号端。

20、可选地，所述超声波驱动和数据接收模块还包括静电防护器件d1和滤波电容c1，所述静电防护器件d1和滤波电容c1的一端均连接至超声波传感器的信号端，另一端均接地。

21、可选地，还包括报警装置；

22、所述雷达控制模块还包括报警驱动模块，所述报警驱动模块分别与所述中央处理器、所述报警装置连接，用于接收报警信息并驱动报警装置发出提示音。

23、可选地，所述超声波传感器组包括前端超声波传感器组、后端超声波传感器组、左端超声波传感器组、右端超声波传感器组；每个超声波传感器组中均包括多个超声波传感器；

24、车辆的档位包括p档、d档和r档；

25、当档位处于p档或时速大于15km/h时，所述超声波传感器组中的所有超声波传感器均不进行测距；

26、当档位处于d档或r档时，所述超声波传感器组中的所有超声波传感器组均进行测距并发送至所述中央处理器；若前端超声波传感器组检测到有障碍物且与障碍物的距离小于第一阈值，所述报警装置产生警报声；若后端超声波传感器组检测到有障碍物且与障碍物的距离小于第二阈值，所述报警装置产生警报声；若左端超声波传感器组检测到有障碍物且与障碍物的距离小于第三阈值，所述报警装置产生警报声；若右端超声波传感器组检测到有障碍物且与障碍物的距离小于第四阈值，所述报警装置产生警报声；

27、当档位处于d档时，所述第一阈值大于所述第二阈值、第三阈值和第四阈值；当档位处于r档时，所述第二阈值大于所述第一阈值、第三阈值和第四阈值。

28、可选地，所述can通信模块还用于接收车辆的转向灯信号；

29、当档位处于d档且为左转向灯信号时，所述第三阈值大于所述第一阈值、第二阈值和第四阈值；

30、当档位处于d档且为右转向灯信号时，所述第四阈值大于所述第一阈值、第二阈值和第三阈值。

31、可选地，所述雷达控制模块通过板对板连接器或焊盘与所述控制母板连接。

32、本申请实施例的创新点包括：

33、1、本实施例中，通过控制母板实现超声波传感器与雷达控制模块之间的数字化通信，因此，其可以支持两套雷达控制模块同时嵌入使用而不会出现互相干扰的问题，且支持多路传感器同时收发波，测距响应的实时性更高，是本申请实施例的创新点之一。

34、2、本实施例中，超声波信号和通信均采用数字化处理，不仅具有更强的抗电磁干扰能力，可以采用普通汽车线缆将传感器的电源和信号对应接入控制母板，而且便于中央处理器进行温度补偿时的数字化计算，是本申请实施例的创新点之一。

35、3、本实施例中，采用具有测温功能的传感器，同时进行温度和距离的测量，而无需额外设置温度传感器，不仅有利于简化系统，且雷达控制模块可以随时读取温度数据，使得测距温度补偿摆脱对车辆端的温度数据的依赖，是本申请实施例的创新点之一。

1.一种嵌入式超声波传感器系统，其特征在于，包括：雷达控制模块、控制母板、超声波传感器组；其中，所述雷达控制模块包括中央处理器、电源模块、超声波驱动和数据接收模块、串口通信模块；

2.根据权利要求1所述的嵌入式超声波传感器系统，其特征在于，所述雷达控制模块还包括电压检测复位模块；

3.根据权利要求1所述的嵌入式超声波传感器系统，其特征在于，所述雷达控制模块还包括超声波电源控制模块，用于根据所述中央处理器的指令导通或关断超声波传感器组的供电。

4.根据权利要求3所述的嵌入式超声波传感器系统，其特征在于，所述超声波电源控制模块包括npn三极管q1和p沟道mos管q2；其中，

5.根据权利要求1所述的嵌入式超声波传感器系统，其特征在于，所述超声波传感器组包括多个超声波传感器，所述超声波驱动和数据接收模块为每个超声波传感器配置独立的驱动电路和接收电路；其中，所述驱动电路包括电阻r5和npn三极管q3，所述接收电路包括电阻r6和npn三极管q4；

6.根据权利要求1所述的嵌入式超声波传感器系统，其特征在于，所述超声波驱动和数据接收模块还包括静电防护器件d1和滤波电容c1，所述静电防护器件d1和滤波电容c1的一端均连接至超声波传感器的信号端，另一端均接地。

7.根据权利要求1所述的嵌入式超声波传感器系统，其特征在于，还包括报警装置；

8.根据权利要求7所述的嵌入式超声波传感器系统，其特征在于，所述超声波传感器组包括前端超声波传感器组、后端超声波传感器组、左端超声波传感器组、右端超声波传感器组；每个超声波传感器组中均包括多个超声波传感器；

9.根据权利要求8所述的嵌入式超声波传感器系统，其特征在于，所述控制母板通过所述can总线接收车辆的转向灯信号；

10.根据权利要求1所述的嵌入式超声波传感器系统，其特征在于，所述雷达控制模块通过板对板连接器或焊盘与所述控制母板连接。