設(shè)計撰寫題目智能化電機(jī)車防撞儀

智能化電機(jī)車防撞儀設(shè) 性及高效性提出了更高的要求。本從實際需求出發(fā)，根據(jù)工廠實際情況入手，設(shè)計：防撞，單片機(jī)，傳感器Anti-collisiondevicedesignon ligent Withthedevelopmentofscienceandtechnology,allkindsof otivestechnologyandworkingvelocityhavebeenimproved,especiallyinhigh-speedrail,ithasreachedaveryhighlevel,butatthesametime,varioustypesofcollisionalsooccurred.Thus,therearehigherrequirementsatthe otives’reliability,securityandperformance.Inthispaper,startingfromtheactualdemand,accordingtotheactualsituationofthefactory,westartdesigninganinligentmotorvehiclecollisioninstrument.Inmypaper,webuildthehardwareandsoftwaredevelopmentwork.Itmeasuredthedistancebetweenthetwo otivesofthesametrackbylaserdistancesensor,thentheencoderontheaxlemeasurethespeed.Asignalissenttothemicrocontroller,themicrocontrollertoprocessthedataandmakealarm,emergencystopcommand.Finally,itisalsoverifiedbyexperimentmodel.Experimentalmodel,whichissimilartotherangeofultrasonicsensorintheory,infraredtubeoverweightdiskspeed,signalbySCMprocessing,combinedwithotherauxiliarycircuit,runningingoodcondition,cangiveanalarmstopcommandtoverifythefeasibledesign.Thedesignofamicrocontrollercore,throughexperimentalverificationwithstableoperationandthebasicrealizationoftheintendedfunction,theoverallsystemdesignisreasonable.Moreover,withlowcost,highaccuracy,fullfunction,soitowngoodprospects. Anti-collision 目緒 引 課題研究目 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨 國外研究情 國內(nèi)研究現(xiàn) 課題的研究辦 課題的研究內(nèi) 硬件系統(tǒng)的搭 搭建硬件系統(tǒng)的原 電機(jī)車智能防撞系統(tǒng)的工作原 系統(tǒng)框架搭 單片機(jī)的選 測距傳感器的選 測距傳感器的比 DLS-A30激光測距傳感器的特點及應(yīng) DLS-A30激光傳感器與單片機(jī)的連 通訊接口設(shè) 速度傳感器的選 旋轉(zhuǎn)編的分 旋轉(zhuǎn)編的輸出信 差分轉(zhuǎn)換電路的設(shè) 光耦合 六路特觸發(fā)反相器 四倍頻電 復(fù)位電路及看門 輸出控制電 LCD顯示 系統(tǒng)軟件程序設(shè) 軟件設(shè)計概 軟件設(shè)計語言的確 Arduino程序設(shè)計基 Arduino開發(fā)環(huán) 系統(tǒng)功能模塊化設(shè) 程序設(shè)計的通用問 任務(wù)....................................................................................................長任務(wù)的安 系統(tǒng)功能的實 系統(tǒng)可靠性及設(shè) 硬件系統(tǒng)的設(shè) 軟件系統(tǒng)的設(shè) 智能防撞模型設(shè) 模型的工作原 超聲波傳感 基本工作原 主要參 實物及連 速度傳感 電機(jī)驅(qū) 功放電 藍(lán)牙無線傳 模型硬件搭 模型演 總 致 參考文 附 附錄 附錄 附錄 附錄 在運營調(diào)整恢復(fù)中，7點左右，兩輛列車發(fā)生了側(cè)面碰撞事故；2011723日晚8時30分05秒，甬溫線浙江省溫州市甌江特大橋上，由南站開往福州站的D301次列車由后方與杭州站開往福州南站的D3115次列車發(fā)生同向動車組列車追尾事故，后車D301次四節(jié)車廂從橋上墜下。造成40人、172人受傷，中斷行車32小時35分，相撞，造成1人，92人受傷；2015年5月4日，墨西哥城當(dāng)日發(fā)生兩列地鐵列車12人受傷。因此，全世界都關(guān)注著車輛防撞技術(shù)，并加大投入，對車AEB單2008EyeSight行車安全輔助系統(tǒng)，它能警示及在使用的eyesightv2系統(tǒng)中，EyeSight實現(xiàn)了對自行車及行人等目標(biāo)的識別與合各傳感器和電路進(jìn)行設(shè)計和研究。編，用Pro設(shè)計原理圖，在板上焊好電路，進(jìn)行編程驗證。然后結(jié)合模型及⑵信號輸入單元能車距，車速等信號，實時發(fā)送至微控制中心，做出分析處⑶能根據(jù)實際情況，做出顯示，提示停車，強(qiáng)制停車等工作1.152154311.2521.152154311.2521741⑴搭建硬件系統(tǒng)時，系統(tǒng)的擴(kuò)展和配置的水平不僅需要滿足所必需的功能要用法。這樣能夠使系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化，模型化，為系統(tǒng)的和改進(jìn)升級提供便利；⑶硬件系統(tǒng)的搭建應(yīng)該和軟件系統(tǒng)的設(shè)計一并考慮，硬件結(jié)構(gòu)與軟件系統(tǒng)會相互可以減少編程量，使程序更加清晰，合理，簡單，減輕CPU負(fù)擔(dān)，加快處理速度；⑸適當(dāng)添加一些硬件部分，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性及能力。例如電源可以穩(wěn)壓，⑹單片機(jī)外接較多電路時，要考慮其驅(qū)動能力，若驅(qū)動能力不足，則需增強(qiáng)總線到相對速度。同時在LCD顯示速度和距離。然后以算得的相對速度作為基準(zhǔn)，根據(jù)已知的距離和停車距離參數(shù)進(jìn)行對比：如果兩車之間的距離小于距離，系統(tǒng)控制硬件本系統(tǒng)的微處理器是ATMEL公司的ATMEGA328，距離測量單元是DIMETIX公司的DLS-A30激光測距傳感器，速度測量單元是光洋公司的KOYOTRD-J1000-RZ型增量式旋轉(zhuǎn)編，再結(jié)合功能能擴(kuò)展的電路及其接口電路，實編編2.1I/O接口，過多，則浪費單片機(jī)資源；過少，則不能滿足⑶可開發(fā)性：選用的單片機(jī)要有適用的開發(fā)，如程序開發(fā)工具、仿真調(diào)綜上考慮，本硬件系統(tǒng)選擇以ATMEL公司的ATMEGA328為的Arduino:7V⑸模擬輸入腳：6Flash大?。?2KSRAM大小：2KEEPROM大小:1K⑾時鐘頻率I2C總線接口/①8K/16K字節(jié)的Flash,支持自擦寫功512字節(jié)EEPROM和512字節(jié)SRAM16UFlash容量②Boot-LoaderUSB4USB④最大工作頻率是16MHz。ArduinoC51等傳統(tǒng)單片機(jī)具有很多優(yōu)勢，它完全不需要了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)和寄存器設(shè)置，只需要知道各個端口的作用即可。Arduino語言也只需掌握幾個指令即可，而且指令的可讀性強(qiáng)，其他部分都用C語言編寫。Arduino完全開源，軟硬件完全開放，技術(shù)不做任何保留，所以，DIYI/O設(shè)備都容易買到，2.2ArduinoUnoR3一項表明:在情況下,如能提前給駕駛員0.5秒的反應(yīng)時間,就至少可以世界各國對發(fā)汽車防撞技術(shù)的發(fā)展研究投人了大量的人力、物力與財力,而這一技術(shù)的關(guān)鍵通過在于車輛測距，提前預(yù)測,所以現(xiàn)在汽車上安裝了各種測距裝置,通過或自動進(jìn)行某項預(yù)定操作,以避免由于駕駛員疲勞、疏忽、誤判所造成的各項交通事故。 圖2.3⑵測距：測距和超聲波測距類似，是利用目標(biāo)對所發(fā)出的電磁波進(jìn)行反CCD機(jī)是用來模擬人眼的一種光電探測器,它具有小尺寸、輕質(zhì)量、低噪聲、大動被廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)。在汽車上常常使用于后視系統(tǒng)中,用來輔助駕駛員獲得后視死角信息,以避免撞物。DLS-A30⑴DLS-A30激光傳感器②③串行接口：RS232和RS422⑤IP65級防護(hù)⑦一次測量耗時約激光傳感器通信參量設(shè)置(sNbr+y)N:儀器編碼（0-y:波特率，數(shù)據(jù)位，校驗位設(shè)置，詳見表zzz表2.1%%08N67E18N77E28N88N37E97E47E8N57E7E②測距N:儀器編號（0-出錯:zzz③打開激光N:儀器編號（0-zzz

N:儀器編號（0-zzz⑤停止/清除指令N:儀器編號（0-zzz⑥開始緩沖定。如果取樣時間設(shè)置為0，則以最快的速度進(jìn)量，每次發(fā)送指令，都是儀器N：儀器編碼（0- 取樣時間，單位10ms，（如果設(shè)置為零，則為最大測量頻率zzz⑦緩沖N：儀器編碼（0-xxxxxxxx距離，單位1/10mm 0：自從上次sNq指令后無1：上次sNq指令后有新的測量值，沒有覆zzz錯誤代碼DLS-A30單片機(jī)與激光傳感器之間通過RS232串口連接，連接電路如圖2.4A22是專門用來轉(zhuǎn)換S22S32而且只需要V的電壓供電即可。X32內(nèi)部含有和驅(qū)動器的S22電平轉(zhuǎn)換，還有一個電源電壓變換器，專門用來把5的輸入電源變成電平輸出所需要的0脈沖信號以數(shù)字量形式輸出（REP。按工作原理，可分為增量式旋轉(zhuǎn)編和絕對式的特性、數(shù)據(jù)的可靠性大大提高了[2]旋轉(zhuǎn)編的輸出信本系統(tǒng)選用如本東洋公司的KOYOTRD-J1000-RZ型增量式旋轉(zhuǎn)編。它的主要本硬件系統(tǒng)中雙差分驅(qū)動器DS8820聲抑制的效果。D820雙差分線驅(qū)動器內(nèi)部擁有兩個相互獨立的數(shù)字式驅(qū)動器,它的工作電壓為5V0。圖 DS8820引腳光耦合器（OC）亦稱光器，簡稱光耦。它是以光作為媒介來傳輸電信號。（LED①②③轉(zhuǎn)換速率高達(dá)④扇出系數(shù)為⑤六路特觸發(fā)反相器本系統(tǒng)采用德州儀器公司的SN74LS14反相器。其供電電壓是+5V⑴數(shù)字化微分電路：4路微分信號脈寬由主頻周期決定，因此，是一致的，而且可圖2.8QA740210引腳由于ArduinoUNOR3開發(fā)板自帶復(fù)位電路和WDT看門狗，所以直接編程使用即可 圖2.9及LED電路圖LCD (a)實物 (b)連線的能力，在軟件上也要有相應(yīng)的能力。Arduino編程語言就是以C語言為基礎(chǔ)，而且還將它變得更加親民，使用更加簡便。Arduino程序設(shè)計基⑴Arduino程序的基本voidsetup(voidloop(若要使（OUTPUT”“（INPT）”模式。uArduino的每個數(shù)字和模擬引腳都可以輸出高電位或低電位，指令是⑷從不停歇的Arduino開發(fā)環(huán)在arduino.cc官網(wǎng)。開發(fā)環(huán)境界面如下圖3.1所示圖3.1Arduino軟件是否 否是否是圖3.2delay（；硬件系統(tǒng)的設(shè)板的質(zhì)量對能力影響非常大。印刷電路板設(shè)計通常有以下原則：在每個集成的Vcc和GND之間最好也跨接一個0.01~0.1μF的陶瓷電容。對抗噪能力軟件系統(tǒng)的設(shè)看門狗定時器（WDT，WatchDogTimer）實際上就是一個計數(shù)器，一般給看門狗作為AVR單片機(jī)，Arduino自帶看門狗，使用也極其簡①頭文件#include②初始化時調(diào)用看門狗初始化wdt_enable(WDTO_8SWDTO_8S是定義自頭文件的常量，用于設(shè)置看門狗觸發(fā)時間，此處指的是8S。不同單片機(jī)支持常數(shù)有所區(qū)別。表4.1中timeout可使用的常量1看門狗定時器15ms2看門狗定時器30ms3看門狗定時器60ms4看門狗定時器120ms5看門狗定時器250ms6看門狗定時器500ms7看門狗定時器1s8看門狗定時器2S9看門狗定時器4S看門狗定時器8SArduinoUNOShield時，系統(tǒng)控制部分發(fā)出信號，控制喇叭及LED燈，并顯示ArduinoUNOShield圖5.1到3mm；模塊包括超聲波、與控制電路。⑴工作電流與電壓：15mA、⑶感測角度：不大于如圖5.2，VCC供5VGND為地線，TRIG觸發(fā)控制信號輸入，ECHO回響10us

晰干凈、無抖動的數(shù)字電壓信號，單片機(jī)可以，能準(zhǔn)確測量出碼盤速度。 (a)光電傳感器原理 (b)碼圖5.5圖5.6動2路直流電機(jī)，使能端ENA、ENB為高電平時有效，控制方式及直流電機(jī)狀態(tài)表如表5.10XX100101110111本模型無需實現(xiàn)功能，而且受I/O接口數(shù)量影響，不能控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，直接將IN1,IN2借口分別給高電平和低電平，直接通過ENA，ENB接口給控制速度圖 組成一個功放電路(如圖5.8)，A1口輸出。圖5.8及功放電路原理為了方便調(diào)試及控制，使用藍(lán)牙串口模塊進(jìn)行信號傳輸及程序。HC-06是一款圖5.9藍(lán)牙串口模塊HC-圖5.10本模型依舊以ArduinoUNOR3為，為方便接線擴(kuò)展，使用shieldV5擴(kuò)展版，小車模型買來組裝好，再把各個模塊布局好，按設(shè)計好的電路連線，LED及其不能直圖5.11 圖5.12過自定義的設(shè)計參數(shù)表（表5.2），判斷繼續(xù)前進(jìn)還是或停車，并在上位機(jī)顯示表（波當(dāng)給定一個速度（150），車子開始啟動前進(jìn)，當(dāng)前方物（墻壁）的距離小 圖5.13模型演示圖⑴開放先進(jìn)的Arduino平臺，比C51等傳統(tǒng)單片機(jī)更容易使用且功能更為強(qiáng)⑶Arduino本身設(shè)計有復(fù)位電路和電子狗，能使系統(tǒng)更加穩(wěn)感謝老師對我在激光傳感器方面的指導(dǎo)，讓我在編程遇到瓶頸時能夠順利的突破。還要感謝、李炳伸等同學(xué)對我的幫助，讓我在畢設(shè)中少走彎路。最后感謝各位答辯老師對我的指導(dǎo)，所存在的問題，讓我及時修正。張承暢.高速公路汽車防撞研究[D].重慶：重慶大學(xué)王文.基于平臺羅經(jīng)的穩(wěn)定平臺控制系統(tǒng)研究[D].：電子科技大學(xué).基于工控機(jī)的高可靠光耦合器測試儀的研制[D].：交通大學(xué).基于ARM的開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計[D].鎮(zhèn)江：江蘇科技大學(xué)蕭鈞元.大型養(yǎng)路機(jī)械安全防撞設(shè)計驗證模型研究[R].西安：西安交通大學(xué)肖.智能化電機(jī)車防撞儀設(shè)計[D].長沙：湖南[9].全光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用[D].：復(fù)旦大學(xué)[10]，王勁松，.Pro 孫駿榮，，盧聰勇.Arduino一試就上手[M].：科學(xué)2009，陳勇，黃席樾，楊尚罡 汽車防撞系統(tǒng)的研究與發(fā)展[J].計算機(jī)仿真2006,12,239-過磊.基于AT89S52的多功能循跡機(jī)器人設(shè)計[J].設(shè)計與研究，2014,11，83-附錄/*智能化電機(jī)車防撞儀設(shè)計 LiquidCrystal //初始化LCD擴(kuò)展庫#definepinA //編A接2號引腳，中斷#definepinB /*定義LED燈管腳int int //正常工作指int int //停車指示floatlongcount int interror_count=0; intm=0;intk=0;intintchar byte char /*電機(jī)車停車距離表/*進(jìn)制轉(zhuǎn)換，二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制/*voidBinary_to_Decimal(int{return/*緩沖void{{while{}}}/*激光傳感器通信參量設(shè)置void{}/*清除激光緩存void{}/*打開激光void{}/*關(guān)閉激光void{}/*開始緩沖void{}/*緩沖void{}/*溫度測量void{for(intj=11;j>=4;j--)}/*速度測量void{/*此處不知車輪等參數(shù)，故僅是一個測試值}/*正常行駛指示燈void{}/*指示燈void{}/*停車指示燈void{}/*LED初始化void{}/*系統(tǒng)及硬件初始化void{{ } //初始化串行端口，速率attachInterrupt(1,countB,FALLING); { //初始化失敗，} MsTimer2::set(1000,SPEED); //中斷設(shè)置函數(shù)，每1s進(jìn)入一次中斷 }void{{ for(intj=11;j>=4;j //距離值的數(shù)值單位為distance+=(data[j]*pow(2,(11- {{ }}{} }/*中斷0調(diào)用函數(shù)void{if((millis()-time)>3) count++;time=}/*中斷1調(diào)用函數(shù)void{if((millis()-time)>3) count--;time=}附錄/*智能化電機(jī)車防撞儀模型設(shè)計 #defineValue #defineU_LEFT //左側(cè)U型測速模塊為2#defineU_RIGHT //右側(cè)U型測速模塊為3#defineSERVO #defineMOTOR_R_F10 #defineTRIG_PIN7 #defineECHO_PIN #defineFILTER_N SoftwareSerialBT(0,1); SoftwareSerialBT1(A4,A5);SR04Servointr_wheel=0; intl_wheel=0;floatr_velocity=0; floatl_velocity=0;longdistance; intval=0;intspeed_l_f=0; intspeed_l_b=0;intspeed_r_f=0;intbyteON=0;intFilter_Value; intspeed1=0;intspeed2=0;intspeed3=0;intspeed4=0;booleans=0;floatvelocity(int{//(n/20)裝的圈數(shù),直徑是//速度的計算應(yīng)該為 即floatvel=Value*n;returnvel;}void{int intaverage_speed;/*BT.print(l_wheel);BT.print("");/*BT1.print("SPEED=");r_wheel=0;l_wheel=}/*限幅濾波法（又