第二章 系统相关理论与结构
经气体介质的传播到返回到传感器的时间，即为往返时间。往返时间与气体介质中的声速相乘，就是声波传输的距离。而所测距离为声波传输距离的一半，
传感器 GM3103 IC 障 碍 物 图2-1. 超声波测距模块原理图 其关系式可由公式（2-1）表示:
S=1/2×（c×t） （2-1） （2-1）式中，S为待测距离，c为超波的声速，t为往返时间。采用微处理器脉冲计数的方法，可以精确地测出t的值。假设微处理器的周期为T，则t=N*T，则探测距离可由公式（2-2）表示:
S=1/2×(c×t)=1/2×(c×NT) （2-2）
2.2 XY-CN BUS总线介绍 2.2.1 概述
XY-CN BUS是一种低成本的、一点对多点的总线通讯系统，具有通讯设备容量大（硬件400点）、通讯速率高（9600bps）、成本低、设计简单、布线简便（无极性可任意分支，普通双绞线）、抗干扰能力强、通过总线可提供高达
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第二章 系统相关理论与结构
800mA电源的特点。系统具有自动登录功能，此功能可完成设备的自动登录、结点中断报警等双向可中断的先进的通讯功能。总线隔离设备具有总线故障隔离性能，保证部分总线发生故障时，其它部分仍能正常通讯。以该芯片为核心构成的总线通讯系统可广泛应用于智能家庭控制网络、工业现场控制、消防报警及联动网络、小区智能化控制网络、三表集抄、中央空调控制系统和汽车电器化网络等。
2.2.2 系统由来
近年来，随着各种电子设备的发展，越来越需要进行对低端电子设备的低成本联网管理，这些设备的数量多信息少但要求较快的反应速度。虽然各种高速通讯网络迅速发展并得以应用，但对于低端设备，其接口显然复杂而昂贵，功耗大、备电功能使用复杂更使其不能使用于现场设备的控制。过去多年来，485技术仍然主导着这一技术领域，但其显然已经不能满足目前的低功耗、高可靠、非规则布线、大容量等网络要求。
RS485在应用过程中存在以下问题：
（1） RS485的通讯设备容量少，理论上最多容许接入量不超过128个设备，这显然不适用以楼宇等为结点的多用户容量要求。
（2）RS485的通讯速率低，并且其速率与通讯距离有直接关系，当达到数百米以上通讯距离时，其可靠通讯速率<1200bps，这使得大量结点的通讯速度非常低。
（3）RS485只能提供非隔离的通讯方式，而该方式不能应用与长距离户外通讯，如设计为隔离方式则需要隔离电源，这使得系统成本较高。
（4）485方式不能给下接的设备供电，设备需要单独解决供电问题。 （5）485芯片功耗较大，静态功耗达到2-3mA（最先进的芯片），工作电流（发送）达到20mA，这增加了线路电压降，不利于备电系统的使用及远程布线。
（6）长距离通讯时485芯片容易损坏。
（7） 以485构成的网络只能以串行布线，不能构成星形等任意分支，而
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第二章 系统相关理论与结构
串行布线对于实际布线设计及施工造成很大难度，不遵循串行布线规则又将大大降低通讯的稳定性。
（8）由于485自身的电性能决定了其在实际工程应用中稳定性较差，并且多节点、长距离的调试需要对线路进行阻抗匹配等调试工作，大量安装时调试工作复杂。
美国TI公司的MBUS和中国曦阳公司的XY-CN BUS总线通讯方式解决了以上所有缺点，同时具有的总线供电模式，其中断报警并自动上传的功能又很适用于实时性要求高的应用，如家庭智能化控制、消防报警系统总线等，而XY-CN BUS总线又比M-BUS具有更高的结点容量，更远的通讯距离，更低的功耗， 同时XY-CN BUS具有通过总线可为节点设备提供更大的可变供电电流的明显技术优势。
目前曦阳公司已经将该系统应用与智能家居的系统控制，为发展自己的家庭智能化控制系统，推出XY?CN BUS总线通讯系统及其专用芯片XY001、XY100，该芯片经多年的应用实践证明，其成本低、稳定性好、应用技术层面低，它不仅具备了485及MBUS总线所有的优点，又有其独特性能，十分适于在实时总线控制系统以及需要二线制、总线供电的通讯系统中应用推广。应用该公司的《XY-CN BUS总线规约》该系统在256个节点的通讯系统上，任意节点上报事件时间小于100mS。国内诸多大型水、电、气、热表以及楼宇自动化等企业已采用或拟采用XY-CN BUS总线通讯技术。
2.2.3 XY-CN BUS型总线特点
（1）高速稳定的通讯速率，在4.8kb/s 的通讯速率时可达到2.0Km的可靠通讯距离；
（2）在4.8kb/s、2.0Km的可靠通讯距离时，可有多达400个节点的容量； （3）通过XY·CN BUS总线可向末端设备提供4mA工作电流； （4）允许串型、星型等任意接线分支的布线方式； （5）极低的静态功耗，低于150uA,典型值为120uA； （6）通过总线可向单个从设备提供500mA短时持续电流；
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第二章 系统相关理论与结构
（7）备电系统的设计只需要在控制器上完成，主机备电整个系统； （8）使用普通双绞线，无极性二线制安装接线； （9）通过隔离设备可保证在遭雷击时可靠工作； （10）恒流的电流环通讯方式，抗干扰性强；
（11）具有设备自动登录功能，可容纳多种设备，预留多种通讯协议，扩展方便； （12）同时提供配套的主站专用集中控制芯片CMT100，可与计算机232、485等接口连接，系统兼容性及扩展性好。
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第三章 硬件设计及调试
第三章 硬件设计及调试
3.1 系统总体方案设计
本系统基于超声波反射原理利用成都国腾微电子公司生产的GM3101倒车雷达专用控制芯片控制超声波传感器进行超声波发射接收实现障碍物探测。传感器布置为车后四个或多个传感器方式,尾部的传感器探测倒车时汽车后方障碍物, 通过总线形成网络进行信息通信, 再由主控制器适时显示障碍物距离、位置并进行声音报警, 司机根据这些重要提示可大大减小汽车碰撞的可能。系统总体架构框图如图3-1所示：
雷达模块1 CPU-1 雷达模块2 上位机 通 信 接口 其它汽车电子设备1 蜂鸣器 通 信 接口 其它汽车电子设备2 XY-CN 总线 语音模块 CPU-2 LCD模块 下位机 图3-1. 系统总体框图 其中，雷达模块指的是图2-1中所示的以GM3101芯片为核心的组合电路，可根据实际情况决定是否采用两个或多个雷达模块，在本次设计中用到了两个雷达模块。总线上所连的其它汽车电子设备是总线设备扩展，本设计中实际没有扩展连接其它汽车电子设备，该总线有可接多达400个设备节点的容量，通信速率也非常高。下位机中CPU所连接的模块，也是根据实际情况，可以有所增减。由于时间问题，该设计中没有做到语音模块。
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