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汽车车灯智能控制系统设计 Design of Intelligent Control System for Automobile Lamp 总计：24页 表格：1个 插图：18幅
汽车车灯智能控制系统设计 Design of Intelligent Control System for Automobile Lamp 学院：_______________________________ 专业：_______________________________ 学生姓名：_______________________________ 学号：_______________________________ 指导教师（职称）：________________________ 评阅教师： 完成日期：
汽车车灯智能控制系统设计 电气工程及其自动化专业 ［摘要］本系统是基于单片机控制的汽车车灯智能系统，模拟并显示出汽车驾驶过程的灯光控制。其中主要包括汽车的远近光灯的模拟显示。具体是通过单片机板上的超声波测距模块和光线感应模块来控制LED灯的亮灭显示状态。在本设计过程中，通过使用单片机来控制车灯的状态，并把模拟信息在LCD上显示出来，以此加强了对单片机的了解和使用。 ［关键词］单片机；电路基础；汽车车灯控制系统；LED灯 Design of Intelligent Control System for Automobile Lamp Electrical Engineering and Automation Specialty LI Lin-jie Abstract: This system is the intelligent automobile lamp based on MCU control system simulation and to show the car driving lights control. Including the car made a left turn as far as light, brake and alarm switch, analog display. Is controlled by switching actions of the MCU Board LED lights shows a left turn, right turn, brake and other corresponding State. During the design process, through the use of Protel drawing schematics, makes the circuit more intuitive and deepened understanding of Protel application. Key words: Microcontroller; circuit theory; automobile lamp control system; LED lights
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920620262.6 (22)申请日 2019.05.01 (73)专利权人 温庆雪 地址 253200 山东省东营市夏津县南城镇 吕堂村 (72)发明人 温庆雪 (74)专利代理机构 山东博睿律师事务所 37238 代理人 丁波 (51)Int.Cl. B60K 26/02(2006.01) B60T 7/12(2006.01) B60Q 3/20(2017.01) B60Q 3/80(2017.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种油门踏板防误踩安全保护电路 (57)摘要 一种油门踏板防误踩安全保护电路，包括光 控板；通过第一发光二极管D1和第二发光二极管 D2控制光控板开关的通断，使光控板在没有光信 号时常闭端断开、有光信号时常闭端导通；还设 有第一继电器KA1、第二继电器KA2、第三继电器 KA3和第四继电器KA4。此保护电路主要通过发光 二极管对光控板进行控制，受到驾驶员操作不当 给出的信号后开始运作，有效的减少了行车事故 的发生，极大的提高了驾驶员和乘客乘车的安全 性。此保护电路结构简单，制造成本低，合理利用 空间采用无损安装；此保护电路无操作要求，全 程自动识别误踩信号， 只需正常驾驶即可。权利要求书2页 说明书6页 附图7页CN 209972180 U 2020.01.21 C N 209972180 U
权 利 要 求 书1/2页CN 209972180 U 1.一种油门踏板防误踩安全保护电路，其特征在于，包括光控板； 所述光控板外接于车载电源、且光控板左侧并联有第一电阻R1；发电机G串联连接第一发光二极管D1，第一电阻R1和第一发光二极管D1均密封于无光环境，第一电阻R1只接收来自第一发光二极管D1的光信号；通过第一发光二极管D1控制光控板开关的通断，使光控板在没有光信号时常闭端断开、有光信号时常闭端导通； 第一继电器KA1的中间端动触点连接于正极，经右侧常闭端、第三行程开关SQ3、第四继电器KA4的线圈回接于负极，构成第四继电器KA4线圈的电路回路；正极经由第一行程开关SQ1，第一继电器KA1的线圈回接于负极，构成第一继电器KA1线圈的电路回路； 第二继电器KA2的线圈一端与光控板的中间端动触点、第二继电器KA2的1组开关的中间端动触点以及音乐片的正极连接在一起，线圈另一端和音乐片的负极共同连接于电源负极；第二继电器KA2的1组开关常开端的左上静触点与光控板常闭端的右上静触点共同连接于第一继电器KA1常开端的左上静触点上，构成第二继电器KA2线圈的电路回路；2组开关常开端的左上静触点经由第二行程开关SQ2连接于第一继电器KA1常开端的左上静触点；2组开关的中间端动触点连接于第三继电器KA3的线圈、线圈的另一端回接于负极，构成第三继电器KA3线圈的电路回路；3组开关常闭端的右上静触点和4组开关常闭端的右上静触点分别连接于油门传感器的两个+5V供电电源，3组开关和4组开关的中间端动触点则分别连接油门传感器的电源线； 第三继电器KA3的5组开关常开端的左上静触点连接于第一继电器KA1常开端的左上静触点，5组开关和6组开关的中间端动触点分别连接于电动推杆M（6）的两个电极上，5组开关常闭端的右上静触点、6组开关常开端的左上静触点都接于负极； 第四继电器KA4的常开端的左上静触点连接于第一继电器KA1常闭端的右上静触点，第四继电器KA4的中间端动触点端连接于第三继电器KA3的6组开关常闭端的右上静触点上。 2.根据权利要求1所述的油门踏板防误踩安全保护电路，其特征在于，所述光控板左侧还并联有第二电阻R2；第三电阻R3串联连接第二发光二极管D2，第二电阻R2和第二发光二极管D2均密封于无光环境，第二发光二极管D2与第二电阻R2之间设置有遮光带（3）；通过第二发光二极管D2控制光控板开关的通断，使光控板在没有光信号时常闭端断开、有光信号时常闭端导通。 3.根据权利要求1所述的油门踏板防误踩安全保护电路，其特征在于，所述发电机G为带变速箱的小型发电机；所述发电机G安装发电机安装板（2）上，侧板（1）夹在油门踏板的固定座与车架之间，用固定油门踏板的三颗螺丝连同油门踏板的固定座一起固定在车架上；所述发电机G的摇柄由油门踏板的活动臂控制。 4.根据权利要求2所述的油门踏板防误踩安全保护电路，其特征在于，所述遮光带（3）的两端各有一条长度为3-4cm、宽为2mm-3mm的透光孔（4）；所述遮光带（3）的一端安装于转向轴（5）上，所述遮光带（3）的另一端连接于遮光带卷收器；所述遮光带（3）整体通过转向轴（5）控制遮光带（3）的移动位置，使遮光带（3）在转向轴（5）的转向幅度达到≥360°时，光线能从两端的透光孔（4）中穿过，并照射在第二电阻R2上。 5.根据权利要求1所述的油门踏板防误踩安全保护电路，其特征在于，所述第一行程开关SQ1安装在油门踏板活动臂上端的后方，用油门踏板的活动臂控制第一行程开关SQ1的通断，使其在踩油门踏板时闭合，不踩油门踏板时断开；所述第二行程开关SQ2、所述第三行程 2
制造 Manufacturing 中国科技信息2012年第16期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Aug.2012 -110- 摘 要 在交通事故中，有不少是在紧急情况下，驾驶员把油门当刹车踩而产生的。为防止此类交通事故的发生，本研究利用正常踩油门和紧急情况下误踩油门两者之间存在明显的加速度区别，以加速度的值作为判断是否误踩油门的检测信号，基于单片机控制，设计出一套误踩油门自动刹车系统制动执行装置。其原理是在油门踏板处设置一个加速度传感器，踩油门时，当油门踏板加速度大于设定的临界值时，则判定此操作为误踩油门，并将该信号传给控制器，控制器即迅速启动制动装置拉下刹车板达到误踩油门自动刹车的目的。关键词 汽油机汽车；误踩油门；加速度；单片机；制动装置 1 国内外研究现状及发展趋势 在国内，防误踩油门也成为很多个人和机构的研究方向，也设计出了很多防误踩的装置和相关专利。国外的汽车专家和学者对汽车安全性也进行了深入的探讨和研究，其中就汽车行驶安全性而言，侧防系统与汽车防碰撞追尾系统最具有代表性。 2 研究内容和目标 本文为制动执行装置研究。其工作原理是利用正常踩油门和紧急情况下误踩油门两者之间存在明显的加速度区别，以加速度的值作为判断是否误踩油门的检测信号。在油门踏板处设置一个加速度传感器，踩油门时，当油门踏板加速度大于设定的临界值时，则判定此操作为误踩油门，并将该信号传给控制器，控制器即迅速启动制动执行装置即启动力矩电机转动，带动绕线组拉动制动踏板，这样就起到了误踩油门自动刹车的效果。 3 误踩油门自动刹车控制系统原理 误踩油门自动刹车的控制系统由M M A 7260三轴加速度传感器模块、STC90C52AD单片机及开发板组成。加速度传感器感知油门踏板的加速度，并把加速度的值传递给STC90C52AD单片机，STC90C52AD单片机通过事先编辑的程序确定加速度传感器传输过来的加速度值是否比设定值大，若大于设定值，则判断是误踩油门。 3.1临界加速度的设定 根据对不同车型踩油门踏板和踩刹车踏板动作时间的调查如表1所示，踩油门踏板时间约1秒，而踩刹车踏板时间约0.15秒以下，两者存在着不可忽视的速率差。根据公式：a=v/t(1)，s=1/2at 2(2)，得到误踩油门踏板时的加速度为：a=2s/t 2(3)。式中：s-油门踏板完全踩下去的行程(m)，v-踩油门踏板时的速度(m/s)，t-油门踏板被完全踩 误踩油门自动刹车系统制动执行装置设计 陈嘉楠 杨松 南京农业大学工学院，210031 下去所用的时间(s)，a-油门踏板踩下去的加速度(m/s 2)。 根据实际调查得到油门踏板被完全踩下去的行程约为：s=0.09m，取t=0.15s，计算得到a=8m/s 2。因此，在分析了各种汽油机汽车的加速性能之后，得出判断，当油门踏板的加速度大于8m/s 2的时候，系统判断为误踩油门。 表1 踩油门踏板和踩刹车踏板的动作时间 3.2电机旋转角度的确定 制动踏板被拉动开始到完全拉下，总行程大概为s=0.9m,根据所选取绕线组半径r不同，电机设定旋转角度即为n=180s/πr。在单片机的存储系统中存入上面所述判断系统的程序之后，当加速度传感器输入给判断系统的加速度信号大于设定的这个加速度值的时候，单片机就会输出信号，以控制后面的制动执行装置，启动电机，带动绕线组转动，拉动刹车踏板进行紧急制动刹车。 4 制动执行装置原理 制动执行装置由单片机开发板、电机、绕线组组成。电机连在开发板上的驱动板区域，实际装置电源采用汽车蓄电池供电(演示模型电源用USB供电)。绕线组固定在电机输出转轴上，绕线组采用钢丝绳，拉绳一段固定在绕线组上，另一端铰接在制动踏板的支撑杆上。控制器得到误踩油门信号后，控制电机旋转带动绕线组转动，通过拉绳将制动踏板拉下起到刹车效果。 4.1电机与单片机开发版的连接 模型采用步进电机替代力矩电机进行演示实验。步进电机和开发板间用杜邦线连接。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 4.2误踩油门自动刹车系统制动执行装置原理图及说明 图2 制动执行装置总成 图2中，制动执行装置由电机，缠绕有拉绳的绕线组组成。实际装置中电机由力矩电机构成，工作可靠稳定。绕线组上拉绳采用钢丝绳，钢丝绳一端沿绕线组的周向缠绕在绕线组的边缘周面上，绕线组上设有用于缠绕钢丝绳的螺旋状凹槽，钢丝绳向下拉动制动踏板时，钢丝绳易发生倾斜，该凹槽能够使钢丝绳保持铅垂方向，从而保持制动的快速性和稳定性。钢丝绳另一端铰接在制动踏板的支撑杆上且位于靠近制动踏板的位置处，绕线组转轴与电机转轴相连。 5 误踩油门自动刹车系统制动执行装置的模拟实验过程和结果分析 根据上述模拟实验过程，我们可以得到一些实验结果。误踩油门时，油门踏板的加速度往往远高于油门踏板正常被踩时的加速度，这样，在油门踏板处设置一个加速度传感器，当油门踏板加速度大于设定值时，制动执行装置即被启动，使汽车迅速减速停止，这样就达到了误踩油门自动刹车的作用。本文通过对汽车误踩油门和紧急制动之间存在的加速度的分析，设计了由单片机控制的误踩油门自动刹车系统制动执行装置。该装置可以在驾驶员慌乱中将油门踏板当成制动踏板踩踏时仍然达到紧急制动的效果，避免发生重大交通事故。该装置的体积小、成本低，在汽车制造业成本越来越低的今天具有一定的实用价值。 6 结语 由于本设计装置对加速度的判断是以临界加速度为标准来判断的，因此临界加速度在某些程度上不一定能体现出误踩油门的加速度大小，可能在某些时候不是误踩油门，加速度却达到了临界加速度。因此，在这样一种情况下，系统容易出现误报警的情况。解决的方法可能要从针对不同的车型修改单片机程序以设定不同的加速度临界值入手。此外，制动之后的释放问题考虑未在本设计研究范围之内。在汽车紧急制动之后，危险情况排除之后，刹车踏板仍然被拉绳拉住，如何有效回复初始状态需要更细化的装置来解决。参考文献 [1]程自珠，吴佳林，周炳峰.汽车防碰撞安全系统的研究[J].机械制造，2009，47(541)：36～38. [2]吴传宇.汽车防碰撞技术简述[J].研究探索，2003(124)：55～56. DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.067
毕业设计（论文） 汽车智能照明控制系统 学生姓名： 学号： 所在系部： 专业班级： 指导教师： 日期：二〇一七年五月
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密□，在年解密后适用本授权书。 2、不保密□。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名：年月日 导师签名：年月日
摘要 在当今社会，人们生活得到了极大的提高，汽车拥有量也在不断增加。汽车作为快捷方便的交通工具，给我们的生活带来了诸多方便，同时也带来不少的交通安全问题。汽车照明系统作为现代汽车的必备安全系统之一，在安全性方面有很多值得改进的地方。大部分的汽车的照明系统目前还是以传统手动操作为主，因此，实现汽车照明的智能控制是非常有必要的。 本文首先对汽车智能照明控制系统的研究背景和国内外概况作了简要介绍，给出了设计任务要求和总体设计方案，并根据实际情况做了硬件设计。硬件设计部分包括主控部分、电源设计部分、数据采集部分和模拟车灯控制部分。本设计是通过STM32单片机对传感器采集到的数据进行分析后对模拟车灯进行控制，控制的具体步骤通过软件编程实现。本文还对实物模型的制作流程作了简单介绍，并给出了实物图。最后对现阶段的研究进行总结并得出了结论，最终结论表明该系统在实际应用中是可行的。 关键词：汽车车灯;STM32F103C8T6;传感器
一种简易的汽车防误踩油门电子控制系统的设计 周胜利1，冯勇1，骆美富1，郑尧军1，胡国华2，孙挺2，柯晓华2 （1.浙江经济职业技术学院，杭州310018；2.缙云县职业中等专业学校，浙江丽水321400） 摘要：为了防止驾驶员在紧急制动时误踩油门踏板的情况，结合刹车制动的工作原理与误踩油门的 原因，开发了一种简易的防误踩油门系统。主要设计了控制电路并通过实验验证了系统的可行性，与以往的误踩油门系统相比，本系统工作原理简明，可靠性好，稳定性高，在误踩油门的情况下有效地降低刹车距离。 关键词：误踩油门踏板；自动刹车；汽车主动安全中图分类号：U467 文献标识码：A 文章编号：1001-7119（2015）07-0218-04 Design of a New System to Prevent from Mistaking Accelerator for Brake Zhou Shengli 1，Feng Yong 1，Luo Meifu 1，Zheng Yaojun 1，Hu Guohua 2，Sun Ting 2，Ke Xiaohua 2 （1.Zhejiang Technical Institute of Economics ，Hangzhou 310018，China ； 2.Jinyun Vocatiol School ，Lishui 321400，China ） Abstract ：To prevent stepping on the wrong gas pedal in an emergency,combined with the principle of brake and the reason of mis-operation on accelerator pedal,a new type of anti-operation step on the gas system was designed.We have designed the control system,and through many experiments we have proved the way is https://www.doczj.com/doc/9618580704.html,pared to the previous error step on the gas system,The system has reduced the distance efficiently when stepping on wrong gas pedal. Keywords ：mis-operation on accelerator pedal ；automatic brake ；automobile active safety technology 收稿日期：2015-04-30基金项目：2011年度浙江省公益性技术应用研究计划项（2011C21004）。作者简介：周胜利（1977-），男，浙江天台人，工程师，研究方向为汽车运用与检测。 0前言 在汽车驾驶过程中，误将油门踏板当成刹车 踏板，通常会造成严重的交通事故。误踩油门带来的严重后果在于往往涉及到严重的财产损失、人身伤害[1]。根据目前汽车采用的两类油门控制方式：机械式油门控制和电子式油门控制的特点[2]，以往的研究大多针对前者进行机械辅助系统的改造或加装，其特点是通过机械方式进行干预，已有相关的专利发明登记，其存在着改造或加装成本高、误动作频率高、安装麻烦、不同车型通用型差等不足。 为更好地解决以上缺陷，本研究结合误踩油 门的无意识行为，通过有意识的技术性控制，降 低事故发生的概率；针对电子油门系统的特性，以加速踏板位置传感器加速度阈值作为干预条件，通过ECU 开启干预控制，忽略急加速信号，同时开启电子油门系统的刹车优先功能，以意识和技术控制的双重保险对防误踩油门电子控制系统进行了技术研究。系统进行了试验测试，试验结果表明对低速移库等驾驶情况防误踩油门效果可靠，电子控制系统采用模块化方式，在原有踏板插头上直接加装，适合量产、加装方便、效果明显。 1整体设计方案 第31卷第7期2015年7月 科技通报 BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.31No.7Jul.2015
第44卷第6期时代农机2017年6月V o l.44N o.6TIMES AGRICULTURAL M ACH INERY J u n.2017 油门防误踩系统的设计 杨琪，刘世达 (德州学院汽车工程学院，山东德州253025) 摘要：为了减少驾驶员在突发状况发生时误踩加速踏板此类交通事故的发生，文章基于突发情况下制动时误踩 加速踏板的力比正常情况下踩加速踏板的力大很多这一事实，从而导致节气门的开度会比正常加速情况下大得多。以此可以通过节气门位置传感器测量得出紧急情况下误踩油门时节气门的开启时间、角加速度与角速度这三个参数的 值，并与设定的各自临界门槛值相比较，判断是否为误踩油门踏板的情况。若控制单元判断为误踩加速踏板，则由执行 单元对汽车进行紧急制动，有效地防止此类误踩油门而导致的交通事故。 关键词：紧急制动；误踩油门；节气门 中图分类号:U463.6 文献标识码:A文章编号:2095-980X(2017)06-0078-02 Design of Throttle System YANG Qi，LIU Shi-da [College of Automotive Engineering,Dezhou University ,Dezhou, Shandong253025,China) Abstract：In order to reduce the occurrence of such a traffic accident in the event of a sudden increase in the occurrence of an emergency pedal，the paper is based on the fact that the force of the accelerator pedal in the case of sudden braking is much greater than that in the normal case袁resulting in a throttle opening greater than normal acceleration.This can be measured by the throttle position sensor to get the throttle opening time，angular acceleration and angular velocity of under the emergency throttle, and set the respective threshold to compare so as to determine whether is the error step on the accelerator pedal.If the control unit determines that the accelerator pedal is erroneously pressed，the emergency braking is performed by the execution unit to effec-tively prevent the traffic accident caused by such a throttle. Key words:emergency brake；mistakenly throttle；throttle 据统计，在紧急情况下由于驾驶员过度紧张等因素，将加 速踏板当作制动踏板这类误踩油门而引发的严重交通事故在 重大交通事故中的比例为12.6%。由于制动踏板与加速踏板 位置紧靠并且一般驾驶员在行驶过程中会把脚放在加速踏板 处，突发状况发生时，驾驶员很容易误把油门踏板当作制动踏 板而猛踩油门导致车辆异常加速引发重大的事故。为了防止 和减少此类交通事故的发生，文章设计了油门防误踩系统。该 装置以紧急制动过程中误踩加速踏板时节气门的开启时间、角加速度与角速度这三个参数为依据，各自与临界门榲值相 比较判断是否为误踩加速踏板，若是，则该系统立刻采取紧急 制动系统进行紧急制动。 1系统可行性分析 表1踩踏加速踏板与制动踏板的作用时间表 车型踩踏加速踏板时间/s踩踏制动踏板时间/s 奥迪1.000.050 桑塔纳1.050.085 马自达 1.200.100 皇冠 1.100.100 丰田 1.100.100 别克 1.100.100 捷达 1.100.100几种常见车型踩踏油门踏板与制动踏板的作用时间表如收稿日期=2017-05-23 作者简介：杨琪（1996-),女，山东德州人，主要研究方向：交通运输 (汽车运用工程）。 通讯作者：刘世达（1987-)男，山东单县人，德州学院助教，主要研究 方向：汽车NVH控制。 782017年第6期表1所示，踩踏加速踏板作用时间约为1.1s，踩踏制动踏板作 用时间约为0.1s。 对以上踩踏加速踏板与制动踏板作用时间求平均值再求 比值得： t2/t,=11.8 ⑴ 式中：2、分别为加速踏板与制动踏板作用时间。 为了简化分析过程，近似将踩踏油门踏板过程看作是匀 加速直线运动，其初速度等于零。于是有： S=—at2 2 式中：为踩踏油门踏板的行程；为油门踏板的加速度；t为踩踏油门踏板的时间。 从而可以得到： a=2S/t2 踩踏加速踏板的行程小于等于100mm，而在紧急制动误 踩油门过程中，会误将油门当做制动踏板踩到最底端，所以取 S=100mm。得:a1=0.176m/s2、a2=24.42m/s2。求得踩踏油门踏板 和踩踏制动踏板角加速度近似比为： a2/a1=138.75 (2) 式中：1、2分别为油门踏板与制动踏板的角加速度。由 ^棕 t; 可得出:〇)1=0.188rad/s、〇)2=2.210rad/s。求得踩踏加速踏板 与制动踏板角速度近似比为： 棕2/棕1=11.76 (3) 式中：棕1、棕2分别为踩下油门踏板与制动踏板动作终了 时的角速度。 由式(1)、(2)、(3)式得出，误踩油门与正常行驶时踩油门
第三章汽车主动防撞系统的总体工程 3.1 各种汽车防撞系统的比较 对于车辆安全来说，最主要的判断依据是两车之间的相对距离和相对速度信息，当本车以较高的速度接近前方车辆时，如果两车之间的距离太近，很容易造成追尾事故。因此，常用的防装系统都将车辆之间的相对距离最为最主要检测任务。 汽车雷达按照其探测方向的不同，主要分为倒车雷达和前视雷达两种，汽车倒车雷达由于探测距离较短，一般运用超声波或红外探测两种方式构成，该项技术已经比较成熟，国内外已经有相应的产品。而相比较来说，在高速公路中由于车速快，要求防撞雷达探测距离要长，故高速公路的防撞系统要求较高。而且在恶劣天气情况下，如雨，雪，雾等天气，以及前方车辆尾部卷起的气沫灰尘所造成视野不良等情况时，防撞预警系统应向驾驶人员提供前方车辆和障碍物的距离，相对速度等信息；在危险临近的情况下，通过警报系统发出声光警报，在极度危险的情况下可以采取转向和制动措施，从而避免碰撞，追尾等事故的发生。 目前的高速公路防撞系统按工作方式分主要有激光，超声波，红外等一些测量方法，不同的方式工作过程和工作原理上有不同之处，但它们主要作用都是通过不同的测量方法判断前方车辆与本车辆的相对距离，并根据两车之间的危险性程度做出相应的预防措施。为了更好的了解各种系统的工作原理，下面对不同的探测方式进行详细的介绍。 2.4激光测距 激光测距仪是一种光子雷达系统，它具有测量时间短，量程大，精度高等优点，在许多领域得到了广泛应用。目前在汽车上应用较广的激光测距系统可以分为非成像式激光雷达和成像式雷达。 非成像式激光雷达根据激光束传播时间确定距离。激光束在传播路上遇到前车发生反射。测量从发射时刻到反射回到发射点经过的时间t，便可以计算出车距。其计算公式同超声波测距共识，不同的是速度v为光速，v=3×108m/s。 从高功率窄脉冲激光器发射出来的激光脉冲经发射物镜聚焦成一定形状的光束后，用扫描镜左右扫描，向空间发射，照射在前方车辆或者其他目标上，其反射光经扫描镜，接受物镜及回输光纤，被导入到信号处理装置内光电二极管，利用计算器计数激光二极管启动脉冲与光电二极管的接受脉冲间的时间差，即可求得目标距离。利用扫描镜系统中的位置探测器测定反射镜的角度即可测出目标的方位。 成像式激光雷达又可分为扫描成像激光雷达和非扫描成像激光雷达。扫描激光成像雷达把激光雷达同二维光学扫描镜结合起来，利用扫描器控制出射激光的方向，通过对整个现场进行逐点扫描测量，即可获得视场内目标目标的三维信息。但扫描成像激光雷达普遍纯在成像速度过慢的问题。这有待于软件，硬件的进一步改善。非扫描成像式激光雷达将光源发出的经过强度调制的激光经分束器系统分为多束光后沿不同方向射出。照射待测区域。被测物体表面散射的光经微通道图像增强板（MCP）混频输出后，由面阵CCD等二维成像器接收，CCD每个像元的输出信号提供了相应成像区的距离信息。利用信息融合技术即可重建三维图像。由于非扫描成像激光雷达测点数目大大减少，从而提高了三维成像速度。 在汽车测距系统中，非成像激光雷达更具有使用价值。同成像式激光雷达相比，具有造价低，速度快，稳定性高等特点。 由于激光雷达测距仪工作环境处于高速运动的车体重，震动大，对其稳定性，可靠性提出了较高的要求，其体积也受到了一定的限制，同时还要考虑省电，低价，对人眼安全等因素。这些决定了其光源只能采用半导体激光器。已处于使用阶段的激光雷达所需要的光学元件在市场上有售，价格比较高。目前，在汽车
摘要 随着中国工业经济的不断高速发展，汽车行业成为了促进中国经济发展的不可或缺的一部分，近年来我国高速公路追尾碰撞事故频繁发生，而车载追尾碰撞预警系统在解决高速公路行车安全中具有良好的前景，科学技术的快速发展使得超声波技术在汽车领域中的应用越来越广泛。本文对超声波汽车防撞系统进行了理论分析，利用模拟电子、数字电子、微机接口技术、超声波换能器、以及超声波在介质中的传播特性等知识，采用以stc89c51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距的硬件电路和软件电路设计方法在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件个软件实现各个功能模块。 该设计由超声波发射模块、信号接收模块、单片机处理模块、数码显示以及声光告警显示模块等部分组成，文中详细介绍了测距器的硬件组成、检测原理、方法以及软件结构。超声波发射模块中采用555定时器构成的时基电路，接收电路使用SONY公司的CX20106A红外检测专用芯片，该芯片常用于38kHz的检波电路，文中通过对芯片内部电路的仔细分析，设计出能够成功对40kHz超声波检波的硬件电路，并且增益可调，与传统超声波检波电路相比，电路变得精简，调试变得相对容易。测距器使用数码管显示目标物的距离。 为了保证超声波汽车防撞系统的可靠性和稳定性，采取了相应的抗干扰措施。就超声波的传播特性，超声波换能器的工作特性、超声波发射装置、接收装置、超
声微弱信号放大、波形整形、速度变换电路及系统功能软件等做了详细说明.实现障碍物的测距、显示和报警，超声波测距范围0.6-2.0米，精度在10厘米左右。关键词：汽车防撞报警系统、STC89C51、传感器、LED显示、测量距离 Abstract With the rapid development of China industrial economy, the automotive industry has become an indispensable part of China promote economic development in recent years, the rear end collision accidents occur frequently in China, and the vehicle rear end collision warning system in the settlement of expressway traffic safety has a good prospect, the rapid development of science and technology makes the ultrasonic technology applied in automotive more widely in the field of. This paper analyses the theory of ultrasonic wave automotive collision avoidance system, the use of analog electronics, digital electronics, computer interface technology, ultrasonic transducer, and the ultrasonic propagation in the medium of knowledge, using low cost, using
-126- 度高的酒精误差小，这也是设计的该酒精浓度探测仪适合与检测酒后驾车的原因，因为人在饮酒后，从呼吸道呼出的酒精气体浓度一般都不是很高。因此，经过适当的改进，可以用于 检测酒后驾车。 参考文献 [1]彭军.传感器与检测技术[M].西安:西安电子科技大学 大学出版社,2003. [2]高伟.51单片机原理及应用[M].北京:国防工业出版社,2008. 汽车防撞雷达系统的设计 德州学院汽车工程学院 寻 莹 【摘要】随着我国汽车行业不断发展，公路交通随着出车流密集化和驾驶员非职业化，交通事故越来越多。本文设计的汽车防撞雷达系统，就是当汽车与障碍物的距离较近时即可向司机预先发出报警信号，可及时有效的防止交通事故的发生。【关键词】单片机；报警系统；防撞雷达 1.引言 随着人民经济水平的提高，汽车已经走进我们的家庭中。但汽车相撞的交通事故发生增加了人民财产的损失。为了减少这种损失，设计一种能够提前预知前方行驶车辆的速度和距离的安全避撞装置是非常必要的。该汽车防撞雷达系统是以MCS-51系列单片机为核心器件，结合比较常规的超声波测距器件和霍尔车速传感器以及价格低廉的电子元件组成，包括硬件设计和软件设计两部分。本系统具有低误差、高精度和低成本的特点。 2.系统总体设计原理 设计的基本思路：通过对速度和距离的感知与计算，判断驾驶状态是否安全，并报警提醒驾驶员。系统总体方框图如图1所示。利用AT89S51单片机为核心器件并结合常规的超声波测距探头和霍尔车速传感器以及价格低廉的电子元件完成的。硬件电路由超声波信号发生电路、超声波信号接收电路、、单片机控制电路以及显示电路组成。测量获得的距离、速度信息都传递给单片机，单片机根据设计的计算模型，分析计算所获得的各种信息来判断与前方障碍物距离是否安全，并决定是否需要 图1?系统总体方框图 当40kHz的超声波发送脉冲信号由单片机送出，（其脉冲宽度及发送间隔均由软件控制），经多路选择开关按序分别送到前左、前右、后左、后右4路发送换能器上，由接收电路接收反射波，通过多级放大，整形后，待将交流信号整形输出一个方波信号时，由单片机检测此信号，从而检测出前进和倒车方向障碍物距离，通过显示单元显示距离和方位，起到提示和警戒的作用。 3.硬件电路设计 控制系统采用单片机为主控部件。单片机本身是一个最小的应用系统，但由于应用系统中有一些功能器件无法集成到芯片内部，需在片外加接相应的外围电路。汽车防撞系统的硬件电路是由超声波信号发生电路、超声波信号 接收电路、感应信号放大及处理电路、中央处理单元电路、测速电路等其他电路组成。 3.1 主控芯片 本设计选用AT89S51为主控芯片，充分利用了AT89S51的片内资源，即可在很少外围电路的情况下构成功能完善的超声波测距系统，而且AT89S51的性价比较高。AT89S51的主要技术参数如表1所示。 3.2 超声波信号发射电路 超声波信号发射电路如图2所示，包括超声波信号的产生、多路选择及换能器等。超声波探头选用压电超声波换能器。压电超声波换能器是利用压电材料的压电效应来工作的。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一超声波发生探头；如没加电压，当共振板接受到超声波时，将压迫压电振荡器作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接受探头。超声波发射换能器与接受换能器其结构 稍有不同。 图2?超声波信号发射电路 3.3 超声波信号接收电路 超声波信号接收电路如图3所示，由接收换能器、多路选择开关、放大及控制等电路组 成。 4.软件设计 主程序包括初始化和各个子程序的调用，最后把结果用LCD显示出来，并作出判断。系统主程序流程图如图4所示。 显示子程序流程图如图5所示。超声波发射极和接收极距离较近，当发射极发射超声波以后，有部分超声波没经过障碍物反射就直接绕射到接收极上，这部分信号是无用的，会引起系统误测。设计中采用延时技术来解决这个问题，并设定延时时间为1ms，即在发射极发射超声波1ms内，通过软件关闭所有中断，接收电路对此期间接收到的任何信号不予理睬，1ms后立即启动中断程序，这时接收到的信号才有效，并在接受到回波信号的同时，中断程序停。此时中断程序所记录的CPU发送脉冲信号的前沿到回波脉冲信号之间的时间才是需要的。因此，系统存在测量盲区。最后把测量结果存储并通过LCD液晶显示电路显示出来，完 图4?系统主程序流程图 图5?显示子程序流程图 表1?AT89S51的主要技术参数 (1)与MCS-51产品指令系统完全兼容；(2)4K字节可编程FLASH存储； (3)1000次擦/写循环；(4)4.0～5.5V的工作电压范围；(5)全静态工作：0Hz-24KHz；(6)三级程序存储器保密锁定； (7)128*8位内部RAM；(8)32条可编程I/O线；(9)两个16位可编程定时/计数器；(10)6个中断源；(11)2个全双工串行通信口；(12)可直接驱动LCD；(13)5个中断优先级；(14)2层中断嵌套中断；(15)片内时钟振荡器；(16)看门狗(WDT)电路； (17)低功耗空闲和掉电保护。
基于单片机的汽车油门防误踩 系统研究报告 设计者：唐洋、田恬、陈鹏、潘迪 指导老师：王起明 学院：机电工程学院 摘要 本文介绍了基于AT89S52单片机控制防止误踩汽车油门的系统的设计。利用角速度传感器、超声波距离传感器、LCD1602液晶显示屏、继电器控制电路、AT89S52单片机等组成此设计的硬件部分。角速度传感器和超声波距离传感器将采集到的角速度数据和距离数据传送给AT89S52单片机，单片机再对接收到的数据进行处理和判断，将处理的结果传送LCD1602液晶显示屏上显示，并且控制外围器件，电子油门开关和汽车刹车部分，同时通过声光报警进行警示，实现此设计的完全功能。 关键词：数据采集系统；角速度；距离；AT89S2；汽车 目录 摘要 (2) 第一章绪论 (4) 1.1 课题的背景 (4) 1.2 研究意义 (4) 1.3 国内外研究现状 (4) 第二章关键技术 (6) 2.1 汽车安全状态的确定 (6) 2.2 车前障碍物信息的获取 (6)
2.3 误踩油门判定方法 (6) 2.3.1 误踩油门踏板角速度信息的检测和判断 (7) 2.3.2 前方障碍物距离的检测和判断 (7) 第三章系统总体方案设计 (9) 3.1 系统总体方案 (9) 3.2 系统运转流程图 (9) 第四章系统的分模块设计 (11) 4.1 系统硬件设计 (11) 4.2 电源电路设计 (11) 4.3 角速度传感器模块 (12) 4.4 超声波距离传感器模块 (13) 4.5 AT89S52单片机模块 (15) 4.6 显示模块 (21) 4.7 报警模块 (23) 第五章调试及性能分析 (25) 参考文献 (27) 附录 (28) 第一章绪论 1.1 课题的背景 据新闻报道，2013年4月28日上午7时45分，在小区停车场停车入位时，女司机王某误将油门当刹车踩下，将一名老人撞死；2012年5月8日20时36分许，肇事司机肖某某驾驶客车，其在采取制动措施时误踩油门，使车辆加速行驶造成交通事故，致4车连撞，包括张丽莉老师在内的5名师生受伤；2012年6月22日下午，肇事司机李培林驾驶机动车操作不当制动时误踩油门，致车辆超速驶入对向非机动车道，与一自行车队相撞，造成４人当场死亡、１人经抢救无效死亡，３人受伤......一系列的因司机误踩油门而发生的交通事故不断给我们敲响警钟！
《单片机原理与应用》 课程大作业 项目名称：汽车灯光控制系统 专业班级：智能监控121 学号： 120516127 姓名：朱小柳 连云港职业技术学院信息工程学院 2013 年10 月27 日
随着单片机的日益发展，其应用也越来越广泛，通过对“汽车灯光控制系统”设计，可以对单片机的知识得到巩固。本设计是设计一个单片机控制系统。在汽车进行左右转向灯、前主灯、倒车灯、故障灯时，实现对各种信号指示灯的控制。本设计主要是对单片机的并行输入、输出口电路的应用，通过对I/O口控制发光二极管的亮、灭、闪烁，加上一些复位电路、按键电路、驱动电路来模拟汽车尾灯的功能。 关键词单片机；汽车信号灯；电路基础；
车灯是行车安全的必备件，除了具有照明作用，对行人和其他车辆还具有转向、会车、刹车等警示作用。其中汽车转向灯的控制就是一例。汽车转向和报警信号灯是汽车运动方向和车身状态的表示信号，关系着汽车的安全问题，因此基于单片机的汽车转向灯控制器的一直以来都是汽车电子设计中的一个十分重要的领域。 此次基于单片机的汽车转向灯的设计中，复位电路的设计、LED发光二极管的应用、4个按键开关、键盘扫描来控制LED灯点亮的方式都基本符合课程设计的要求。其中复位电路的作用是当单片机死机的情况下用来复位重启单片机，软件部分主要是用键盘扫描的方式来与程序中的设定值比较如果一致就执行该段子程序来实现LED的点亮方式。 汽车上的信号灯有:转向灯(左前灯、右前灯、仪表盘上的二个指示灯)。当汽车转弯、倒车、停靠时，转向灯发出不同的信号。目前国内广泛使用电热式闪光器产生闪光信号。闪烁频率在 50～110 次/ min，但是一般控制在 60～95 次min 之间。闪光器是通过调节镍铬丝的拉力和触点的间隙来满足频率要求的，灯泡功率的大小也会影响闪烁频率。因此在更换闪光器或灯泡时调整比较困难。同时，系统没有故检测，驾驶员无法知道车外的转向灯及示宽灯是否点亮，从而影响行车安全。到目前为止，我们还没有发现能检测灯丝断这种故障的有效方法。针对上述问题，我们用AT89C51单片机设计了一套汽车信号灯控制系统。用LED产生闪光信号，同时能自动检测信号灯故障。信号灯灯具的发展是随着汽车制造技术及电光源技术的发展而逐步完善的。它经历了机油（或煤油）灯、乙炔气灯到电光源灯的发展历程。现代汽车信号灯灯具已经开始使用发光二极管（LED）技术以及光导技术，这是信号灯灯具的一次飞跃。