交通運輸-低能見度下汽車防撞預警系統(tǒng)設計

1、畢業(yè)設計(論文)標題視野低的汽車碰撞預警系統(tǒng)設計學科(醫(yī)院)飛行學院轉業(yè)交通半級2010年1班學生姓名局學號指導教師元偉職稱講師2004年6月20日獨特的聲音明快我鄭重聲明：提交的畢業(yè)設計(論文)是我在指導老師的指導下獨立進行研究取得的成果，成果沒有知識產(chǎn)權糾紛。據(jù)我所知，本設計(論文)不包括任何其他個人或團體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的著作的成果，除非引用的內(nèi)容已經(jīng)明確說明。對本論文的研究做出重要貢獻的個人和團體都已在本文中以明確的方式表示。該聲明的法律結果由本人承擔。作者簽名：20年月日畢業(yè)設計(論文)使用許可聲明我完全理解濱州學院畢業(yè)設計(論文)的收集、保存、使用相關條款。我同意按照學校要求提交學位

2、論文的印刷本和電子版，學校保存學位論文的印刷本和電子版，或者用復印、數(shù)字化或其他復印手段保存設計物(論文)。學校同意，以營利為目的的前提，建立目錄搜索和閱覽服務系統(tǒng)，發(fā)布部分或全部設計(論文)，并允許他人依法合理使用。(機密論文解密后遵守該規(guī)定)作者簽名：20年月日低能見度下汽車碰撞預警系統(tǒng)設計摘褥子汽車已經(jīng)成為大多數(shù)人在日常生活中移動的打包工具，但是隨著環(huán)境污染的加劇，旅行路上經(jīng)常出現(xiàn)大霧天氣，汽車事故一次，對人們的生產(chǎn)生活造成很大的危害，因此，在各種低能見度下，將起碰撞警報作用的設備安裝在車輛上是非常必要的。本文制作了基于單片機的低能見度汽車防撞系統(tǒng)。作為低視線汽車防撞系統(tǒng)的控制核心芯片，

3、AT89S52微控制器實現(xiàn)了對移動中汽車前后距離的超聲波傳感器收集、通過微處理器處理數(shù)據(jù)、輸出控制信號傳遞到達每個模塊，使駕駛員在低視線下接收車輛安全距離警報的避碰警告功能。該系統(tǒng)主要包括6個功能模塊，其中包括主控制器模塊、電源模塊、數(shù)字顯示模塊、超聲波模塊、報警模塊和按鍵模塊。本設計制作的低能見度汽車碰撞報警系統(tǒng)可以檢測汽車前后10米、角度90度扇區(qū)的障礙物，該系統(tǒng)設計簡單、緊湊、使用方法簡單、安全，可用于任何類型的車輛。關鍵字：微控制器；防撞預警超聲波design of automotive collision avoidance system under low visibilityAb

4、stractIn daily life、cars have become the most people traveling transport、but as the environmental pollution is aggravating、There will bethis paper made a micro controller based on low visibility of autoobile collision avoidance system . this design uses at89s 52 micro controller as TheThe system con

5、ists of 6 groups of function module，The main controller module，power supply module，display module，ultraonic modulethe test showred that : the design of vehicle collision avoidance warning system can detect the vehicle before and af Ter the 10 meters，90 deggThe system design is simple、small volume、us

6、e method is simple、safe and relable、can be used for various types of vehicles。keywords:MCU；反整合；的；反整合的；反整合的；反整合的；反整合的；反整合的；反整合的；反整合的。Early warningUltrasonic列表摘我AbstractII目錄2第一章線程理論11.1研究目的11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3研究的主要內(nèi)容和目標2第二章總體設計32.1硬件方框圖32.2控制模塊32.3超聲波模塊42.4數(shù)字顯示器和密鑰模塊5第三章硬件系統(tǒng)設計73.1核心控制模組73.2超聲波模塊73.3數(shù)字顯示器和密

7、鑰模塊113.4警報模塊133.5系統(tǒng)集成電路13第四章系統(tǒng)軟件設計和程序154.1系統(tǒng)工作流程圖154.2超聲波模塊程序流程圖164.3警報模塊程序流程圖17第五章系統(tǒng)測試和改進185.1系統(tǒng)測試分析195.2系統(tǒng)改進思路21第六章結23參考文獻24辭呈25附錄26第一章線程理論1.1研究目的汽車成為大多數(shù)人在日常生活中移動的包袱工具，但隨著環(huán)境污染的加劇，旅行路上經(jīng)常出現(xiàn)霧等能見度低的天氣，引發(fā)一次交通事故。為了避免這種慘禍，需要在各種低能見度下，在車輛上安裝起保險杠警報作用的設備1。車輛避碰系統(tǒng)提醒駕駛員在前方看不清的時候，在危險臨近的時候，實現(xiàn)視覺上的改善效果。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀為了

8、在能見度低的多種環(huán)境下確保駕駛員的駕駛安全，目前國內(nèi)外適用的多種微波爐雷達汽車對撞機在一般微波雷達遠距離測試時受到環(huán)境的影響，這種微波爐雷達汽車對撞機一般只能檢測前方車輛，不能檢測后方移動的車輛，不能對后方可能發(fā)生碰撞的危險發(fā)出警報，只能在昂貴的高級汽車上使用，由于安裝技術要求高，使用效果不好，不能廣泛應用。目前使用的幾種避碰系統(tǒng)包括超聲波避碰系統(tǒng)、雷達避碰系統(tǒng)、激光避碰系統(tǒng)、紅外感應避碰系統(tǒng)等。1.2.1 .最簡單的系統(tǒng)超聲波超聲波系統(tǒng)可以由一級發(fā)射機發(fā)射脈沖，然后給測量邏輯電路提供短脈沖，然后由信號處理設備處理信號，以確定汽車前后的距離。超聲波系統(tǒng)整體原理簡單，生產(chǎn)價格低廉，制作工藝更容易

9、，但目前使用的超聲波系統(tǒng)檢測角度小，準確度低，無法檢測汽車后部的危險2。1.2.2 .最“完全”系統(tǒng)雷達雷達通過發(fā)射一束電磁波來檢測前方是否有車輛，以不斷檢測、計算前方車輛的速度和距離的方式工作。雷達探測穩(wěn)定性高，物體形狀和顏色的影響小，測量時間和測量距離比較準確。但是非常敏感，容易受到干涉，制作成本高是另一個缺點，在實際應用中很難取得很大的發(fā)展。1.2.3 .最“棘手”的系統(tǒng)激光在現(xiàn)實生活中，lidar使用了很多非美化lidar和成像lidar。激光汽車碰撞預警系統(tǒng)是光子雷達系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有短時間測量、遠距離測量、高精度，已應用于許多領域的優(yōu)點3。但是要在汽車防撞系統(tǒng)中應用，激光還不成熟，而

10、且在煙霧中激光對人的危害比較大。特別是傷人眼，激光系統(tǒng)安裝空間大，安裝在空間小的車輛上不方便。1.2.4 .最“通識”系統(tǒng)紅外線檢測紅外線利用熱成像原理，該系統(tǒng)的優(yōu)點是，利用感應而不是感光的原理，可以在各種低能見度等惡劣環(huán)境下繼續(xù)使用該系統(tǒng)，解決了前幾個系統(tǒng)遇到的困難。該系統(tǒng)在多個高端品牌的相關模型中也有廣泛使用，其缺點是技術要求高。1.3研究的主要內(nèi)容和目標作為低能見度汽車碰撞警報系統(tǒng)的核心控制器，AT89S52單片機，首先用傳感器收集前后車輛距離數(shù)據(jù)，為了進一步處理以后收集的數(shù)據(jù)作為單片機，努力實現(xiàn)自動測距、信號傳輸、報警信號和聲音提示功能，系統(tǒng)完成后集成高度、緊湊結構、簡單操作功能4。設

11、計理念通常在第一階段選擇合適的設計，在第二階段進行硬件設計，在第三階段繪制軟件流程圖，編寫程序代碼。第四步，為調試創(chuàng)建測試系統(tǒng)。此設計需要達到的預期目標：1.可以測量視野低的汽車前后行駛距離。2.通過顯示前后距離，可以判斷危險的可能性?？梢韵蛩姓甙l(fā)送語音警報?？梢园l(fā)送后方車輛的照明警告信號。第二章總體設計2.1硬件方框圖圖2.1包括將AT89S52用作核心控制模塊、檢測汽車前后障礙物距離的超聲波模塊、前后距離LED模塊、顯示警報提示的警報模塊、提供穩(wěn)定電源的電源模塊和密鑰模塊。圖2.1沖突警報系統(tǒng)硬件框架圖2.2控制模塊方案1:16位Sunplus微控制器，具有緊湊、驅動力、密集型、易于擴展

12、、可靠性、低功耗、簡單結構、中斷處理能力等特點。但是，操作不合適、結構復雜、工作時資源利用率高、數(shù)據(jù)處理效率低等諸多缺點。案例2:選取PIC微控制器。這個微控制器結構簡單，操作方便，易于實現(xiàn)。PIC微控制器具有CPU等計算功能和內(nèi)存內(nèi)存，并且在軟件控制下運行。但是，處理能力同樣，存儲容量有限，在此設計中使用時，系統(tǒng)的所有功能都無法實現(xiàn)。案例3:選取AT89S52作為主要控制晶片。該芯片存儲空間大，下載程序也容易使用，可以滿足系統(tǒng)軟件的需要。此設計需要兩個計數(shù)器。此芯片足夠用于此設計5。使用該芯片，可以更靈活地選擇每個模塊控制芯片，因此，通過準確計算汽車前后障礙物之間的距離和時間，可以很容易地實

13、現(xiàn)。使用AT89S52作為主控制芯片在使用、經(jīng)濟、運營等方面有很大優(yōu)勢。2.3超聲波模塊場景1:利用紅外線發(fā)射器測量距離的優(yōu)點是價格便宜、制作簡單、使用安全、缺點是準確性低、距離近、方向性低；在自然中，紅外線分布很廣，容易引起測量誤差?，F(xiàn)有市場的紅外測距傳感器一般在約20厘米到150厘米的范圍內(nèi)，只適合近距測量，準確度一般在1厘米以上。場景2:使用激光發(fā)射器測量激光距離的優(yōu)點是準確、遠距離激光距離測量的優(yōu)點是要注意人體安全，制作費和困難很多。光學系統(tǒng)必須保持清潔。否則，對測量結果的影響很大。這個系統(tǒng)設計為視野很低的天氣，環(huán)境對激光有很大的影響方案3:利用超聲波進行距離測量，適用于相對惡劣的環(huán)境

14、，即使傳感器的一部分被遮住，也可以在沒有整體復蓋的情況下進行測量，適合于本設計的使用環(huán)境。距離測量范圍比激光近，比紅外線遠，一般從幾厘米到幾米，現(xiàn)在已經(jīng)有10米的測量，準確度一般達1厘米，有的達毫米級。超聲波測距的缺點是在特定距離內(nèi)有一定的束角，容易受到周圍障礙物的影響。綜合以上三種方案，從成本及實用性中選擇，超聲波距離測量在本設計應用中選擇了最佳方案。隨著超聲波技術的發(fā)展，頂級超聲波測距模塊的精度已經(jīng)達到毫米級，具有溫度補償功能，消除了溫度影響，測量更加準確可靠。有兩種類型的超聲波測距模塊可供選擇。首先使用HC-SR04超聲波測距模塊，提供2 400cm的非接觸距離檢測，距離測量精度可以提高到3mm。模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器和控制電路。但是，它適用于汽車運行過程中的距離測量，因此，為