分类号:单位代码:10452毕业论文（设计）超速报警器的设计姓名**学号201008130101年级2010专业电子信息科学与技术系（院）理学院指导教师王彦华2014年3月19日摘要超速报警器的设计从硬件和软件方面阐述了单片机在汽车超速报警上的应用，该报警系统允许驾驶员通过自带键盘设置车辆安全行驶的最高速度，当发现车辆速度超过驾驶员设置的最高值时，蜂鸣器开始报警，提醒驾驶员减速，在一定程度上有效解决汽车超速驾驶的问题。
文章介绍了霍尔传感器的工作原理，阐述了霍尔传感器测速系统的工作过程，利用脉冲计数法实现了对转速的测量，通过LCD直观地显示汽车的速度值。
结合硬件电路设计，采用模块化方法进行了软件设计,编制了电机转速测量模块、报警模块、显示模块等的C51程序，并通过PROTEUSE软件进行了仿真。
关键词：转速测量，霍尔传感器，LED1602,单片机ABSTRACTOverspeed alarm design from hardware and software aspects of the SCM in vehicle overspeed alarm on the application。
The alarm system allows the driver to set the maximum speed of this vehicle safe driving when the vehicle is in running state use keyboard. When the vehicle speed exceeds the highest value set by the driver, the buzzer alarm to alert the driver to slow to achieve the purpose of proactive. To some extent it effectively solve the car speeding problemThe working principle of the Hall sensor was introduced in this paper. The working process was described. It is used pulse-counting method to achieve the measurement of speed, and to display vehicle speed values through an intuitive LCD. Combination of hardware circuit design, software were designed by a modular approach using C51 program, such as the motor speed measurement module, alarm module, display module etc. All these programs were simulated through PROTEUSE. Key words: rotate speed measurement；Hall sensor；LED1602；Single chip microcomputer目录1引言 (1)1.1课题产生原因 (1)1.2课题的发展现状 (2)1.3汽车超速报警器的未来前景 (3)1.4本设计的主要内容 (3)2元件选定 (4)2.1霍尔测速模块论证与选择 (4)2.2单片机模块论证与选择 (4)2.3显示模块论证与选择 (5)2.4报警模块论证与选择 (5)3 车速的测量原理及实现方法 (5)3.1转速测量方法 (5)3.2传感器及其测速原理 (6)3.3速度的实现 (10)4 系统硬件的设计 (11)4.2光电耦合单元 (13)4.3报警单元 (14)4.4按键电路 (15)4.5最小系统 (16)4.61602显示器电路 (17)5 软件设计 (19)5.1程序设计步骤 (19)5.2软件程序设计 (20)6系统仿真调试 (25)6.1应用K EIL软件进行程序调试 (25)6.2P ROTEUS仿真 (25)6.3仿真实例 (26)附录 (30)参考文献 (35)致谢 (36)1引言1.1 课题产生原因超速行驶是指在一定道路上行驶的汽车，超过了该段道路所规定的行驶速度。
《道路交通安全法实施条例》第四十五条规定：机动车在道路上行驶不得超过限速标志、标线标明的速度。
在没有限速标志、标线的道路上，机动车不得超过下列最高行驶速度：没有道路中心线的道路，城市道路为30 km／h，公路为40 km／h，同方向只有一条机动车道的道路，城市道路为50 km／h，公路为70 km/h。
限速是为了行驶安全，而汽车在设计时都定有最高时速，以至于两者出现较大的差距，令驾驶员稍不留意就要超速[1]。
那么公路车速到底对交通事故的影响是什么呢？（1）驾驶员在道路上行驶时，必须时刻获得周围环境的信息进行判断，决定自己的操作行为，这些过程都需要一定的时间。
但是，当随着车速的提高，驾驶员观察和判断的时间必然减少、反应也会时间减少，导致做出错误决定的可能性就会相应增加，从而使交通事故发生的可能性变大。
而且车速的提高会减少驾驶员采取避让措施的时间和距离，汽车发生碰撞时的速度也比初始速度高。
(2)驾驶员对事物判断的准确性主要取决于两个方面：一是事物对驾驶员的刺激强度，强度越大，判断的准确性越高；二是单位时间内对驾驶员刺激的信息量的多少，信息量越少，判断的准确性越高。
超速行车时，刺激物一晃而过，刺激强度很小，而单位时间内对驾驶员刺激的信息量却增大，因而严重地影响了驾驶员对车外事物判断的准确性，极易导致事故的发生。
（3）我们都有这样的感觉，如果乘坐汽车，会感觉到车外的自行车速度很慢；如果乘飞机，会感觉到地面上行驶着的汽车像处于静止状态一样。
这就是所谓运动物体对速度的迟钝感。
它包含两个方面，一方面常常低估自己本身的速度，另一方面常常低估比自己速度慢的其他物体的速度。
驾驶员超速行车时，必然会低估其他交通参与者的速度，当遇到异常情况时，就会失去采取有效措施的时机而导致事故的发生。
可见，随着车速的提高,事故率和事故的严重性都会提高。
尽管汽车都安装了速度表盘，司机可以通过速度表知道当前汽车的速度，但是汽车的驾驶有时候是一个长时间、长路途的工作，很长时间的连续驾驶可能会使司机因疲倦而麻痹超速问题。
为了在超速时提醒和警示司机，进一步保证行车安全，避免因超速问题带来的交通安全事故的发生，还需要给汽车安装上汽车速度显示及超速报警器。
因此本设计就是使驾驶员起到重视速度问题，并且及时监督提醒作用驾驶员不要超速。
由此，我觉得开发一个超速报警系统是很有必要的，对于驾驶员及其家人的生命财产安全有重大意义，可以降低交通事故发生率。
课题：汽车超速报警系统的设计，正是在此背景下提出的，故而有很大的现实意义。
目前市面上最流行的报警方式：车载GPS系统，能够提供车辆的定位信息，车速信息等，但价格昂贵。
鉴于此原因，本设计将汽车超速报警器与单片机的知识联系在一起，使得器件操作更简单，成本更低廉，更能被广大消费者所接受。
1.2 课题的发展现状现在国内外的汽车超速报警器发展很快,新技术层出不穷。
据了解中国的智能测速仪现在的技术已经有飞跃式的发展。
即单纯利用传感器和单片机做出的单功能汽车超速报警器逐渐发展到完善多方面需求的多功能汽车超速报警器。
例如广东的：SP01A型报警器。
即可以实现多种实用功能功能:高亮LED显示、具有两级速度报警、一级警灯提示、二级喇叭警告。
（一级跟二级速度可任意设计）可按客户要求做成断油（断电功能）。
限速功能型号可以强制车辆减速或者设定为车辆熄火.遥控解锁功能.只有授权人员才能解除报警. SP02A型报警器，可实现功能：大屏幕液晶数据显示,车辆超出设定的一级速度警灯提示，超出二级速度时喇叭警告.同时还具备记录跟防剪功能.方便管理查寻。
SP03A型报警器，可实现功能：具备刷卡及四个权限设置，到期保养设置；大屏幕液晶数据显示,车辆超出设定的一级速度警灯提示，超出二级速度时喇叭警告.同时还具备记录跟防剪功能.方便管理查寻。
随着科技的发展和市场的需求，超速报警器又迈向了一个新的台阶，从用传感器测量车速，逐渐已经过度到利用GPS技术对车速进行监测。
GPS车载监控终端以前在国内主要应用于铁路,空运及海运领域.随着GPS全球定位体统技术日臻成熟,开始转向公路运输领域,在南方各大城市发展迅速，GPS车载监控终端开始出现,市场前景看好。
GPS车载监控终端在技术上实现了质的飞跃，可实现如下基本功能：GPS实现卫星定位后，以GPRS将监控目标的经纬度、速度、方位、海拔高度数据经由终端单片机进行解析处理后由GPRS模块发回中心服务器，在由中心进行数据的处理，便可精确的查找出目前车辆所在的位置；紧急求助功能：按数字键，即可向监控中心发送事先编写好的状态（路阻、故障、事故求助、拨打电话等）；主电掉电报警：在主电源突然掉电时可以通过备电继续让系统稳定工作，同时向中心发出主电掉电信息；越界报警功能：系统可预先设置车辆行驶范围，超出该范围系统会自动向中心提示越界信息；电瓶低压报警功能：电瓶低压时系统自动提示低压信息；遇劫报警功能：在遇到紧急情况时，只要启动隐蔽安装在驾驶室内的报警按钮，车载终端就会通过GPRS网络自动向监控中心发送多次报警信号；GPS跟踪功能：在车辆被盗、抢劫后，监控中心能通过对终端下发单片机指令使其自动跟踪报警车辆；超速报警功能：中心可以设定被监视车辆的速度，一旦终端GPS定位数据达到或超过预设的速度值，终端会自动向中心发送超速信息；遥控熄火功能：在对被劫持的车辆进行营救的过程中，监控中心可以根据营救的需要遥控车辆强行熄火，但设备故障不会造成意外熄火，内部有可靠的自动复位电路；电子围栏功能：系统可预先设置车辆行驶范围，超出该范围系统会自动向中心报警。
1.3 汽车超速报警器的未来前景在当今社会，大力提倡环保，经济，可持续发展的大前提下，我们的警报器最大的特点是经济实用，操作简单(即安即用)，有利于可持续发展(拆换方便)，绿色环保无污染(没有有害气体，液体等溢出)，可充扩性(东西小巧可附加在其他器械上一起使用)，兼容性(适用于广大的车型，车种)，可靠性，可用性，可维护性(原理简单可自行维护)，能有效的达到超速报警的效果。
在未来，只需要在精准度的问题上稍作改进即可更上一层楼了。
1.4本设计的主要内容1.4.1 电路的基本功能该电路主要是计算汽车在一秒内轮子的转动圈数即转动频率，仅以转动频率来模拟汽车的速度，并将计得的速度通过LCD1602显示出来，确保了行驶的安全，通过控制开关可以设定上限速度，设置速度可以为30到160间为十的整数倍，当速度大于此设置速度时，电路将产生报警信号。
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