毕业设计论文-汽车倒车防撞报警系统-论文
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本科生毕业设计报告学院物理与电子工程学院专业电子信息工程论文题目:汽车倒车防撞报警器设计学生姓名指导教师班级学号完成日期:2014 年12 月题目:汽车倒车防撞报警器word编辑文档物理与电子工程学院电子信息工程学号[摘要]本设计是以基于AT89S51单片机的超声波测距,可用作汽车泊车安全辅助装置,该装置可以数码管显示驾驶员距障碍物多远,并在距障碍物一定警戒距离时发出警报声。
使驾驶员在泊车时能够更加安全,减少事故的发生。
该设计硬件由单片机最小系统、超声波发射与接收电路、供电与报警电路、数码显示电路组成。
软件主要使用汇编语言进行。
[关键词]AT89C51 超声波数码管测距传感器1设计任务与要求1.1研究的背景汽车业与电子业的不断发展壮大,使得这俩者之间变得越来越紧密,俩者的相结合,导致了电气一体化这一系统的产生。
在交通严重的今天,电子控制系统技术可以使汽车的安全性得到很大的提升。
广泛的来看其中主要有自动安全气囊,自动门锁,自动空调,自动导航,自动车窗,控制车灯,控制座椅,倒车防撞并液晶显示实时路况,自动诊断汽车故障等。
在经济不断发展的今天,汽车这种交通工具会越来越普及,这就会导致城市交通不断拥挤,最重要的一点就是在停车时有一些驾驶员不够小心或对障碍物的预判距离不足导致发生摩擦与碰撞。
如果驾驶能够提前知道障碍物距离多远、在哪里,就可以及时采取措施,这样就可以避免很多事故的发生。
于是,许多安全系统由此诞生,其可分为主动安全系统与被动安全系统。
其中主要是主动安全系统,而现阶段对主动安全系统的研究主要放在测距上面。
本设计要求设计的汽车倒车防撞系统能够有效的提醒驾驶员距障碍物多远,并可手动设置在距障碍物多远是发动报警,可有效的提高倒车安全性。
1.2本设计的主要任务(1)设计一套汽车倒车防撞报警系统,要求有一台主机,汽车与物体距离小于设定值时,利用蜂鸣器进行报警。
通过按键选择报警的距离并数码显示选择的档位。
(2)采用51系列单片机中的简易型产品AT89C2051作为中央处理器,选用专word编辑文档用配对的超声波组件,进行超声波信号与电信号的相互转换,利用超声波传感器的选频特性,对接收到的超声波信号进行幅值判断,从而达到不同距离的选择与报警的目的。
通过详细列举汽车倒车防撞报警器的若干代演变历程,分析了报警器的研究背景及意义,比较提出了报警器存在的各类问题,同时分析了在超声波测距基础上研发的该类产品的原理和方法。
详细介绍了在AT89C51单片机基础上同时结合超声波脉冲测距的设计出的一款汽车倒车防撞报警器。
通过测量超声波在空气中传播的时间和速度计算得到所测量距离。
详细介绍了超声波测距的基本要求及各类物件的特性,概括性的分析了硬软件模块部分的设计原理与方法,具有很高的可用性。
关键词:超声波;AT89C51;防撞;测距The design details a collision alarm car reversing several generations of evolution, to analyze the background and significance of alarm, comparing various issues raised alarms exist, and analyzes the development of ultrasonic distance measurement based on the principles and methods of the class of products. The design described in detail based on AT89C51 microcontroller combined with the design of ultrasonic pulses ranging reversing out of a car crash alarm. The design of the distance calculated by the measured time and the propagation velocity of ultrasonic measurement in air. Papers detailing the characteristics of the basic requirements of ultrasonic ranging and various objects, broad analysis of the hardware and software design principles and methods section of the module, with high availability.Keywords: ultrasonic; AT89C51; anti-collision; ranging1 绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 国内外发展状况 (1)1.3 存在的问题 (2)2 超声波测距原理 (3)2.1 测距方法的主要类型 (3)2.2 选题使用的测距方法 (4)2.3 超声波测距原理及实现 (4)3 单片机的选择 (4)3.1 AT89C51的简介 (4)3.2 AT89C51的主要性能参数 (5)4 系统工作原理 (5)4.1 硬件部分设计 (6)4.1.1 超声波发送模块 (6)4.1.2 超声波接收模块 (6)4.2 语音电路 (7)4.3 软件部分设计 (8)4.4 调试与优化 (10)5结论 (10)参考文献 (11)致谢 (12)1.1 课题研究背景及意义社会在进步,经济在发展,汽车已经成为人们出行必不可少的工具,交通拥堵情况日趋严重,不同级别的车辆事故也越来越频繁,给人们的人身安全和经济状况造成了或多或少的威胁,在这种情况下,设计一种响应速度快,可靠性高,经济实用的汽车防撞预警系统显得尤为重要。
基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计一、本文概述本文针对汽车安全驾驶领域的重要需求,详细探讨并设计了一种基于超声波测距技术的汽车倒车防撞报警系统。
随着城市交通环境复杂性的增加以及人们对行车安全意识的提高,如何有效防止因驾驶员视线盲区和操作失误引起的倒车碰撞事故成为研究热点。
本系统利用超声波传感器作为主要探测元件,通过发射和接收超声波信号来精确测量车辆与后方障碍物之间的实时距离,并结合智能算法分析处理这些数据,以便在车辆靠近障碍物到危险距离时及时发出报警提示,辅助驾驶员做出正确决策,从而显著提升倒车安全性。
文章首先阐述了该系统的背景意义和技术原理,随后深入剖析超声波测距方法及其在汽车应用中的优势和挑战接着,详细介绍了系统架构设计,包括硬件组成(如超声波传感器模块、信号处理电路、报警装置等)及软件算法实现通过实验验证了系统的性能指标,探讨其在不同工况下的稳定性和准确性,并对未来可能的优化方向进行了展望。
通过本文的研究,期望能为汽车主动安全技术的发展贡献一份力量,推动相关产品的实际应用与普及。
二、超声波测距原理及技术超声波测距技术是利用超声波在空气中的传播特性来实现距离测量的方法。
超声波是一种频率高于人耳能听到的上限(约20kHz)的声波,它在空气中的传播速度相对恒定,约为343米秒。
这一特性使得超声波非常适合用于精确的距离测量。
超声波测距的基本原理是发射器发射出一定频率的超声波,当这些波遇到障碍物时会发生反射,反射波被接收器接收。
通过测量超声波发射和接收之间的时间差,可以计算出超声波传播的距离。
由于超声波的传播速度是已知的,因此可以通过以下公式计算距离:这里的“时间差 2”是因为超声波需要从发射器传播到障碍物,再从障碍物反射回接收器,所以总时间是往返时间。
在汽车倒车防撞报警系统中,超声波传感器通常被安装在汽车的尾部。
当驾驶员开始倒车时,系统会自动激活传感器,传感器开始发射超声波。
超声波遇到车辆后方的障碍物时反射回来,被传感器接收。
毕业设计任务书专业电子工艺与管理年级 XXX 班级一班姓名 XXX 学号 XXX超声波倒车雷达摘要倒车雷达又称泊车辅助系统,是汽车泊车安全辅助装置,能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高了安全性。
一般由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器等部分组成,现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理,驾驶者在倒车时,启动倒车雷达,在控制器的控制下,由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波,遇到障碍物,产生回波信号,传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理,判断出障碍物的位置,由显示器显示距离并发出警示信号,得到及时警示,从而使驾驶者倒车时做到心中有数,使倒车变得更轻松。
倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种;接收方式有无线传输和有线传输等。
本方案采用语音提示的方式,本文介绍了以SPCE061A单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化,并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。
利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能,外接三个超声波测距模组,组成一个示例的倒车雷达系统,语音提示报警(0.35m~1.5m)范围内的障碍物。
关键词:倒车雷达超声波单片机SPCE061A目录第1章前言 (1)第2章实现功能 (2)第3章核心器件简介 (3)3.1 SPCE061A (3)3.1.1 SPCE061A简介 (4)3.1.2 芯片特性 (4)3.2 SPCE061A精简开发板 (4)3.3 超声波测距模组 (5)3.4 转接板 (9)第4章系统总体方案 (11)第5章系统硬件设计 (12)5.1 SPCE061A精简开发板电路原理 (12)5.1.1 SPCE061最小系统 (12)5.1.2 电源模板 (12)5.1.3 放音模板 (13)5.2 超声波测距模组电路原理 (13)5.2.1 超声波谐振频率发生电路、调理电路 (13)5.2.2 超声波回波接受处理电路 (14)5.2.3 超声波测距模组电源接口 (14)5.2.4 超声波测距模式选择跳线 (15)5.2.5 超声波测距模组接口 (15)5.3 转接板电路 (15)5.4 显示电路 (16)第6章系统软件设计 (17)6.1 超声波测距原理 (17)6.2 软件结构 (18)6.3 各模块程序说明 (18)6.3.1 超声波测距程序 (18)6.3.2 语音播放程序 (22)6.3.3 显示刷新程序 (23)6.3.4 主程序 (25)第7章连接与操作说明 (26)参考文献 (29)致谢 (30)第一章前言倒车雷达又称泊车辅助系统,是汽车泊车安全辅助装置,能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高了安全性。
XXXXXXX学院毕业设计(论文)论文题目:汽车倒车防撞系统设计与实现系所:电子工程系专业:嵌入式系统工程学生姓名:学生学号:指导教师:导师职称:讲师完成日期:2013 年 5 月2 日Dalian Neusoft Institute of Information Technology汽车倒车防撞系统设计与实现摘要随着汽车的日益普及和停车场越来越拥挤,由于这些低速行驶的车辆与其它车辆非常接近,而且驾驶员的视野也颇受限制,碰撞事故时有发生。
在夜间时则更显突出。
而本设计进行的汽车防撞设计可以在驾驶员对车尾与障碍物体的距离远近无法目测和判断时利用单片机的实时控制和数据处理功能测量并显示汽车与障碍物之间的距离。
将车辆行驶中被动防撞向主动预防的方向发展,体现了“以人为本”的驾驶理念。
本系统采用STC89C52单片机作为主控制器,在智能循迹小车的基础上安装超声波模块实现汽车倒车防撞系统设计。
本设计主要由STC89C52单片机主控模块、TCRT5000循迹模块、L298N驱动模块、直流电机、小车底板、电源模块、超声波测距模块等组成。
主要完成自动循迹、无接触检测障碍物,防止小车碰撞等功能。
关键词:单片机,超声波传感器,智能循迹Design and Implementation of VehicleReversing Anti-collision SystemAbstractAlong with the increasing popularity of the automobile and car parks more crowded because of these low speed vehicles and other vehicles is very close, and the driver's field of vision is pretty limited, and collisions occur. At night time it is even more prominent. Design of automotive collision objects can car drivers and barriers of distance cannot be visually judged using single chip real-time control and data processing functions to measure and display the distance between the car and obstacles. Passive collision avoidance in vehicle driving the proactive direction, reflecting the "people-oriented" driving ideas.The system uses STC89C52 as the primary controller, intelligent traction trolley car reversing ultrasonic module installed on the basis of collision avoidance systems design. Intelligent tracking cars mainly consists of STC89C52 single-chip computer control module, the TCRT5000 tracking module, L298N driver module, backplane, power supply modules with DC motors, trolley and other components.Key words: MCU, ultrasonic sensor , smart tracking目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................................................... I I 第1章项目概述 . (1)1.1项目背景 (1)1.2项目简介 (2)1.3应用范围 (2)第2章项目实施方案 (4)2.1概述 (4)2.2开发环境 (4)2.3硬件方案选择 (4)2.3.1硬件系统框图 (4)2.3.2单片机的选择 (4)2.3.3测距方案选择 (6)2.4硬件设计 (7)2.4.1单片机最小系统 (7)2.4.2循迹模块电路设计 (8)2.4.3超声波测距模块电路设计 (9)2.4.4驱动模块电路设计 (14)2.5软件设计 (14)第3章项目实施过程 (17)3.1硬件实现过程 (17)3.2软件实现过程 (17)3.2.1 KEIL集成开发环境介绍 (17)3.2.2主函数 (19)3.2.3超声波测距模块子程序 (20)3.3调试过程 (21)3.3.1硬件测试 (21)3.3.2 软件调试 (22)第4章项目成果 (23)4.1硬件成果物 (23)4.1.1 电路原理图 (23)4.1.2 PCB版图 (25)4.1.3 实物图 (27)4.2软件成果物 (27)第5章结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)第1章项目概述当前社会经济的不断发展和工业科学技术的不断提高,汽车已逐渐进入不少百姓家。
汽车防撞报警系统_毕业论文设计汽车防撞报警系统引言随着汽车技术的不断发展,汽车安全问题引起了广泛关注。
尤其是近年来,由于交通事故造成的人员伤亡和经济损失越来越大,汽车防撞技术成为了汽车安全的重要组成部分。
汽车防撞报警系统是目前较为成熟的汽车主动安全技术之一,可以通过多种传感器来感知车辆周围的环境和动态信息,及时发出报警信号,避免或减小交通事故的发生。
本文主要介绍汽车防撞报警系统设计的相关技术原理和实现方法,旨在提高汽车行驶的安全性,为驾驶员提供更加安全、舒适的驾驶环境。
一、汽车防撞报警系统设计原理1.1 汽车防撞报警系统概述汽车防撞报警系统是一种集多种传感器、现代信息技术、控制单元等技术于一体的汽车安全保护装置。
它通过多种传感器来实时监测汽车周围的环境和动态信息,比如车速、车距等,一旦检测到有碰撞的危险,控制单元就会立即发出报警信号,提醒驾驶员注意,避免或减小交通事故的发生。
1.2 系统技术原理汽车防撞报警系统包括多个部分,主要有传感器、控制单元、报警器等,其技术原理如下:1)传感器传感器是汽车防撞报警系统的重要组成部分,其作用是感知车辆周围的环境和动态信息,将数据传递给控制单元。
通常用于汽车防撞报警系统的传感器主要有如下几种:(1)超声波传感器超声波传感器是一种常用的距离检测传感器,可以检测车辆前方的障碍物,计算出与前车的距离,从而判断是否存在碰撞危险。
(2)摄像头摄像头是一种视觉传感器,在汽车防撞报警系统中主要用于识别路标、车道和车辆等信息,同时也可以用于行人识别和交通信号灯感知。
(3)雷达传感器雷达传感器是一种远距离检测传感器,可以检测周围车辆的行驶状态,计算出与前车的距离和速度,从而判断是否存在碰撞危险。
(4)惯性传感器惯性传感器可以检测车辆的加速度、速度和方向等信息,常用于制动系统和 ESC (电子稳定控制系统)中。
2)控制单元控制单元是汽车防撞报警系统的核心部分,其作用是通过计算传感器传来的数据,判断车辆是否存在碰撞危险,并根据需要发出报警信号。
本科死结业安排报告之阳早格格创做教院物理与电子工程教院博业电子疑息工程论文题目:汽车倒车防碰报警器安排教死姓名指挥西席班级教号完成日期:2014 年 12 月题目:汽车倒车防碰报警器物理与电子工程教院电子疑息工程教号[戴要]本安排是以鉴于AT89S51单片机的超声波测距,可用做汽车停车仄安辅帮拆置,该拆置不妨数码管隐现驾驶员距障碍物多近,并正在距障碍物一定警戒距离时收出警报声.使驾驶员正在停车时不妨越收仄安,缩小事变的爆收.该安排硬件由单片机最小系统、超声波收射与接支电路、供电与报警电路、数码隐现电路组成.硬件主要使用汇编谈话举止.[关键词汇]AT89C51 超声波数码管测距传感器1安排任务与央供汽车业与电子业的不竭死少壮大,使得那俩者之间变得越去越稀切,俩者的相分离,引导了电气一体化那一系统的爆收.正在接通宽沉的即日,电子统制系统技能不妨使汽车的仄安性得到很大的提下.广大的去瞅其中主要有自动仄安气囊,自动门锁,自动空调,自动导航,自动车窗,统制车灯,统制座椅,倒车防碰并液晶隐现真时路况,自动诊疗汽车障碍等.正在经济不竭死少的即日,汽车那种接通工具会越去越遍及,那便会引导都会接通不竭拥挤,最要害的一面便是正在停车时有一些驾驶员不敷留神或者对付障碍物的预判距离缺累引导爆收摩揩与碰碰.如果驾驶不妨提前知讲障碍物距离多近、正在哪里,便不妨即时采与步伐,那样便不妨预防很多事变的爆收.于是,许多仄安系统由此诞死,其可分为主动仄安系统与主动仄安系统.其中主假若主动仄安系统,而现阶段对付主动仄安系统的钻研主要搁正在测距上头.本安排央供安排的汽车倒车防碰系统不妨灵验的指示驾驶员距障碍物多近,并可脚动树立正在距障碍物多近是收动报警,可灵验的遍及倒车仄安性.(1)安排一套汽车倒车防碰报警系统,央供有一台主机,汽车与物体距离小于设定值时,利用蜂鸣器举止报警.通过按键采用报警的距离并数码隐现采用的档位.(2)采与51系列单片机中的浅易型产品AT89C2051动做中央处理器,采用博用配对付的超声波组件,举止超声波旗号与电旗号的相互变换,利用超声波传感器的选频个性,对付接支到的超声波旗号举止幅值推断,进而达到分歧距离的采用与报警的脚法.1、对付完全电路的安排.2、超声波测距的估计.3、超声波测距的死区办理.4、按键对付报警值的树立.2 安排规划2.1规划比较2.1.1 激光测距激光测距主要采与脉冲法战相位法.脉冲法便是测距仪收出激光后被丈量物体反射后再次被测距仪担当,测距仪记录激光往返时间,以光速的大小乘以时间的一半去估计距离.相位法是采与无线电波的频次并对付激光束举止幅度调制,以此去丈量调制光往返以此爆收的相位延缓,用调制光的波少算此相位延缓代表的距离.其便宜是激光的丈量距离很近、速度很快,丈量细确.缺面是制价比较下.黑中线测距的本理是利用黑中线正在逢到分歧距离的障碍物时反射回去的强度分歧去举止丈量.便宜是制价廉价,缺面是不敷细确,目标性短佳.2.1.3 超声波测距超声波测距的本理是利用超声波正在收射后逢到障碍物后会反射回去,计录其从收射到反射回去的时间,而后以时间的一半乘以超声波正在气氛中传播的速度便可得出与障碍物间的距离.超声波测距正在中少距离的细度比黑中线下,易于统制目标,能量消耗缓.制价比黑中线下但是少于激光,仄安比较下.概括以上规划不妨得出,规划三总体较劣,故采与规划三.图2.2是电路总体结构框图,包罗51单片机最小系统,HC-SR04超声波测距模块,LED数码管隐现电路,蜂鸣器报警电路战按键电路.51单片机正在开用后由P0.1心爆收脉冲旗号通过搁大电路后传递到超声波收射探头,爆收超声波,正在收射电路开用时,单片机共时开用中断步调,利用中断定时器的计数功能记录从收射到接支超声波所用的时间.当接支到返回的超声波后,对付单片机举止中断申请,真止中部中断子步调,开初估计距离.正在采用器材时,最易采用的是超声波探头,HC-SR04超声波测距模块测距的细度最下可达3MM,而尝试盲区仅为2CM,且内含超声波收射与接支器.超声波的收射与接支是合并的,所以必须央供俩个探头为共一火仄线,为了缩小由于丈量距离战旗号正在气氛中传播而引起的缺面,央供俩探头不克不迭靠太进,概括百般资料,HC-SR04俩探头间距约莫为6CM,最切合本安排,故采与了HC-SR04超声波测距模块.其余器件分别是7*9万用板、STC89C51单片机、74hc573、40P IC座、20P IC座、4p母座、四位一体共阳数码管、9012三极管*5、2.2k电阻*5、220Ω电阻*8、10k电阻、5V有源蜂鸣器、103排阻、10uf电解电容、30pf瓷片电容*2、12MHZ 晶振、按键*3、自锁开关、DC电源插心、导线若搞、焊锡若搞、电池盒+DC电源插头.3 安排本理分解本安排汽车倒车防碰报警器主要利用HC-SR04超声波模块丈量与被测物的距离,而后将其反馈给单片机,再通过数码管将其隐现出去,用单片机去统制是可收出警报声,可通过按键去树立报警的距离,电源采与5 V稳压曲流电源.下图3.1为完全电路本理图:图3.1 电路总本理图3.1.1 单片机的个性咱们使用的AT89S51单片机是矮电仄、下本能CMOS 8位单片机,其戴有4K字节闪烁可编程可揩除只读保存器的矮电压、下本能COMOS8的微处理器,真止速度最下可达90MHz,功耗很矮.该器件有40引足,速度较快,代价廉价,烧录便当,通过串心即可下载,还不妨真止正在线编程.单片机的引足如图3.2所示.图3.2 51单片机的引足图3.1.2 单片机最小系统3.1.3 复位电路为保证微机系统中电路宁静稳当处事,复位电路是必不可少的一部分,复位电路可正在供电时提供复位旗号,当电源宁静后撤消复位.电路图如图3.4所示:3.1.4 晶振电路晶振电路是单片机系统仄常处事的包管,惟有当单片机系统仄常处事是振荡器才会起振.当振荡器不起振,证明系统出现了障碍.晶振电路如图3.5所示:图3.5 晶振电路3.2 启动隐现电路及报警电路隐现电路采与LED数码管隐现,当超出已设定的距离时,蜂鸣器战LED可真止报警功能并可通过按键真止有限距离的安排.3.2.1 LED数码管隐现电路LED数码管隐现模块主要由一个4位一体的7段LED数码管组成.它是一个共阳极的数码管,每一位数码管的a,b,c,d,e,f,g战dp端贯串正在所有去担当单片机PI心所爆收的段码.S1,S2,S3,S4引足用去担当单片机P2心爆收的段码.本系统采与动背扫描办法.当数码管接支到段码后由COM端统制那一位数码管被面明.正在轮流面明数码管的历程中,由于每个数码管被面明的时间格中短促,给人影像便是一组宁静的数码隐现.简曲本理图如图3.6所示:3.2.2 蜂鸣器战LED报警通过单片机给定分歧频次去使蜂鸣器收出报警声.模块如下图3.7所示:3.3 HC-SR04超声波测距模块3.3.1 HC-SR04超声波测距模块的本能个性HC-SR04超声波测距模块测距的细度最下可达3MM,而尝试盲区仅为2CM,且内含超声波收射与接支器.反应速度快丈量周期仅为10ms,俩个探头位于共一火仄线,切距离约莫为6cm.模块上另有LED指示,便当瞅察战尝试.本理如下:(1)可自动收支840KHZ的圆波,检测旗号是可有返回;(2)必须给起码10us的下电仄旗号;(3)当有旗号返回时,IO心输出一个下电仄,此时超声波收射到返回的时间即是下电仄持绝的时间.(4)当TRIG从0形成1是,主统制板开用.(5)当超出10ms扔不出现150us的0旗号时,表示前圆无障碍.HC-SR04的形状及管足排列如图3.8所示.(1)VCC为5V电源;(2)GND为天线;(3)TRIG触收统制旗号输进;(4)ECH0反响旗号输出.图形状及管足排列图HC-SR04的电气参数如表3.9所示:3.3.3 HC-RS04超声波测距本理图3.10 超声波模块由上时序图可瞅车,只消提供10us的一个脉冲触收旗号,便会循环收出8个40KHz的脉冲.当检测到左回波旗号后则会输出反响旗号.反响电仄输出与检测距离成正比.那样便可由旗号的收射与反响时间隔断估计出距离.距离=下电通常间*声速(340M/S)/2.3.4 按键树立电路通过按键去真止报警距离的变动,一个按键用去真止报警距离的删大,一个按键用去真止报警距离的减小,一个按键用去加进树立报警距离步调战决定变动的报警距离.按键电路如图3.12所示::图3.12 按键电路图4 安排的历程系统步调主要包罗主步调、按键子步调、数码隐现步调、报警子步调等.其完全框图如下图4所示:HC-RS04的丈量距离值,按键统制灵验距离节制,当丈量的值超出预设值时,蜂鸣器收声报警.如图4.1所示:供电后单片机开初初初化,而后调用隐现子步调,检测障碍物是可存留,如果存留则读出距离值,此次运止中断,如果不存留则返回沉新运止.隐现数据子步调的主要功能便是把超声波模块丈量后的截止经单片机处理完成的距离隐现正在数码管上.隐现数据子步调过程图如图4.2所示.供电开初后,开初赋型战位,此次运止中断.报警子步调的主要功能是正在距离值超出预警值时,不妨使蜂鸣器收声进而达到报警的脚法.报警子步调过程图如图4.3所示.当给单片机供电后,开初运止,若果丈量距离超出预设值则蜂鸣器开初报警,此次运止中断,如果不超出预设值,则不收出警报偏偏沉新开初检测.按键子步调的主要功能是灵验距离可调,功能键安排上限,再次功能键安排下限,再次按功能退出.按键子步调过程图如图4.4所示.当给单片机供电后,步调开初运止,按下按键开初设定灵验距离,再次按下另一个决定按键,则决定此次的设定距离值,运止中断,如果不按键举止设定或者决定,则脆持本有设定值.5 安排的截止本汽车倒车防碰报警器拆置以HC-SR04超声波测距模块为主体,核心频次是为40KHz,拆置时脆持俩超声波探头正在共一火仄线上.其余硬件的组拆战连线焊接按电路PCB图依次对接即可.超声波测距需要丈量的是从收射超声波到接支的时间好,其灵验旗号即为经反射后的余波旗号,所以规躲余波旗号时减小缺面最主要的脚法.超声波所能丈量的最近距离与传感器的启动功率、丈量要领有很大关系.从表里上去道本安排系统采与的超声波模块测距时存留的盲区约莫为2 cm安排,丈量距离范畴为2 cm~5 m,丈量的缺面比较小,丈量隐现值宁静,不妨透彻到0.3 cm,能谦足安排央供.下图5.1是电路的PCB图:图5.1 PCB图下图5.2为电路的仿真尝试图:仿真尝试图经本量距墙丈量,本次的丈量距离为40c m,距离基天性测准,蜂鸣器爆收警报,且比较宁静,丈量情况如图5.3所示:图5.3 本量尝试图丈量距离为67cm,此时大于设定报警距离,蜂鸣器不爆收警报.本量丈量情况如图5.4所示:图5.4 本量丈量情况隐现下图为本安排调解距离的里板,初初设定距离为0.50cm,从开初数第一、第两个按钮为安排设定距离,第一个按钮删大按钮,第两个为减小按钮,第三个为复位、决定按钮.本量丈量情况如图5.5所示:图7.5 丈量情况隐现6 归纳思索6.1 缺面分解本安排正在估计战组拆历程中会爆收一定的缺面,那是不可预防的,底下对付一些大概的本果举止分解:(1)分歧温度所引起的缺面本安排的主要缺面本果便是受分歧温度的做用制成的.由资料查询可知,当俩次丈量的温好较大时,缺面也比较大,而本安排主假若动做一个倒车雷达去使用,对付细度央供不是很下,所以不举止与消温度做用的安排.(2)分歧障碍物资料分歧所引起的缺面分歧障碍物会有分歧的表面,有的表面细糙,有的表面光润,正在尝试时,表面细糙的障碍物会引导超声波集射进而做用了返回旗号,引导缺面的删大.(3)超声波模块的做用正在拆置时,超声波的收射与接支探头战障碍物间会存留一个角度,那便引导返回旗号正在加进担当探头时与担当探头也存留一个角度,进而引导了较大的缺面.那种缺面是不妨利用收射本领强、集射小的探头,或者多用几个探头去减小.(4)余波旗号的做用正在丈量时接支探头会支到一定的余波旗号,那种余波对付缺面做用很大,但是那种缺面可用硬件算法去与消,使芯片正在支到回波旗号时自动判决支到的旗号灵验回波仍旧纯波,如果是纯波便忽略掉.那样便可与消余波旗号的做用.6.2 论文的矫正本论文中不妨真止基础的测距战报警功能,且测距细度不妨达到0.3cm,丈量盲区只是惟有2cm,不妨很佳的举止距离的丈量,统制也比较便当.但是仍需矫正,采与一定的算法战统制去使所有模型不妨里临更搀纯的情况,使停车时的仄安性得到更大提下.假若驾驶员反应不即时或者注意力不集结,不克不迭即时采与步伐仍旧会有伤害,所以下一步布标是使车不妨小于一定距离时自动刹车或者加进一个液晶隐现器,真时隐现路况等,以此去使驾驶越收仄安.底下是本安排的一些缺陷与进一步矫正的一面提议:(1)本系统还该当进一步去钻研是可不妨正在搀纯的天气战路况上细确的测距及报警.(2) 正在本系统前提上,进一步开垦智能导航,智能刹车等自动化系统,使车辆的恬静性战主动仄安性得到遍及.正在安排的历程中,逢到过很多问题,正在开初查阅资料的时间出能掌控住安排的核心,本安排本去量便是一个超声波测距报警仪器,认浑真量后即可沉快的举止安排,正在安排时,对付于数码管隐现是采与动背隐现或者固态隐现犹豫了很暂,厥后正在指挥教授的带领下决断了使用动背扫描隐现的办法.由于正在电路图的安排中电路的接支战收射是合并的,所以开初时背去以合并采与超声波探头去举止组拆,但是缺面很大,厥后正在查阅相关资料战指挥教授的帮闲下才采与了超声波集成模块,果然很快便调试佳了.正在编写关于超声波测距的步调时苦恼了很暂,厥后查阅了许多资料战请培养师后成功完成了.正在此感动尔的指挥教授陈莉明.正在所有结业安排阶段,陈莉明教授对付于尔安排规划的建改战决定给了很大的帮闲.正在真物对接时也给了尔细心的指挥.正在论文的建改中也以宽紧战控制的做风,正在尔论文的主体框架战细节部分给了很多提议.如果不指挥教授陈莉明教授战其余共教的帮闲,完成那个安排对付尔去道是很易的,所以对付所有帮闲过尔的教授战共教表示深深的感动.[参照文献][1] 阎石.数字电子技能前提(第5 版)[M].下等培养出版社,2006.[2]华成英,童诗黑.模拟电子技能前提(第4 版)[M].下等培养出版社,2006.[5]闫玉德, 等.MCS:51 单片机本理与应用:C谈话版[M].板滞工业出版社,2004.[6]丁金林.智能LRC丈量仪的安排.苏州市工做大教教报.2010年第6期[7]王恩贵. 采与单片机的便携式LRC参数尝试仪.海中电子丈量技能.2008年第10期.[8]李华等.MCS-51单片机真用接心技能[M].北京航空航天大教出版社.[9]黄川.智能电阻、电容、电感尝试仪安排.科技资讯.2009.08.[10]周民德.微机本理与接心技能.北京:群众邮电出版社,2002.[11]刘新怎么样透彻使用LRC尝试仪丈量电子元件[J].计量与尝试技能,2006,33(5):2-4.[12]阮德死.自动尝试技能与估计机仪器系统安排[M].西安:西安电子科技大教出版社,1997.[13]韦以明.鉴于传感中矮Q电感的丈量[J].新颖电子技能,2007,1(11):138-140.[14]陈尚紧,雷加,郭庆.电子丈量与仪器[M].北京:电子工业出版社,2005.[15]梁小流,陈炳森,梁建战. 鉴于89S52汽车防碰雷达系统安排[J]. 机电工程技能,2011,10(4):49~51.Bumper car reversing alarmXiao Long MaPhysical and Electronic Engineering Electronics and Information Engineering No.11300024[Abstrac t] the design is based on ultrasonic distance measurement based on AT89S51 single chip microcomputer, can be used for vehicle parking safety auxiliary device, the device can display of digital tube driver from the obstacle far, and issued a warning sound at a distance from the obstacle must alert distance. So the driver can more safely in the parking reduce the accidents. The design of the hardware from the smallest single-chip system, an ultrasonic emitting and receiving circuit, power supply and an alarm circuit, digital display circuit. Software using assembly language.[keyword]AT89C51 ultrasonic digital tube ranging sensor附一:源步调/************************************************************************** *********************************//************************************************************************** *********************************/#include <reg52.H>//器件摆设文献#include<intrins.h>//按键声明sbit RX = P3^2;sbit TX = P3^3;sbit S1 = P1^4;sbit S2 = P1^5;sbit S3 = P1^6;//蜂鸣器sbit Feng= P2^0;//变量声明unsigned int time=0;unsigned int timer=0;unsigned char posit=0;unsigned long S=0;unsigned long BJS=50;//报警距离50CM//模式0仄常模式1安排char Mode=0;bit flag=0;unsigned char const discode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40,0xff/*-*/}; unsigned char const positon[4]={0xfd,0xfb,0xf7,0xfe};unsigned char disbuff[4] ={0,0,0,0};unsigned char disbuff_BJ[4]={0,0,0,0};//报警疑息//延时100msvoid delay(void) //缺面0us{unsigned char a,b,c;for(c=10;c>0;c--)for(b=38;b>0;b--)for(a=130;a>0;a--);}//按键扫描void Key_() {//+if(S1==0) {delay(); while(S1==0) {P1=P1|0x0f; }BJS++;if(BJS==151) {BJS=0;}}//-else if(S2==0) {delay(); while(S2==0) {P1=P1|0x0f; }BJS--;if(BJS==0) {BJS=150;}}//功能else if(S3==0){delay();while(S3==0){P1=P1|0x0f;}Mode++;if(Mode==2){Mode=0;}}}/************************************************************************** ********************************///扫描数码管void Display(void){//仄常隐现if(Mode==0){if(posit==0)//数码管的米标记{P0=(discode[disbuff[posit]])|0x80;}else{P0=discode[disbuff[posit]];}P1=positon[posit];if(++posit>=3)posit=0;P1=positon[4];P0=0x77;}//报警隐现else{if(posit==0)//数码管的米标记{P0=(discode[disbuff_BJ[posit]])|0x80;}else if(posit==3){P0=0x76;}else{P0=discode[disbuff_BJ[posit]];}P1=positon[posit];if(++posit>=4)posit=0;}}/************************************************************************** ********************************///估计void Conut(void){time=TH0*256+TL0;TH0=0;TL0=0;S=(time*1.7)/100; //算出去是CMif(Mode==0){if((S>=700)||flag==1) //超出丈量范畴隐现“-”{Feng=0;flag=0;disbuff[0]=10; //“-”disbuff[1]=10; //“-”disbuff[2]=10; //“-”}else{//距离大于报警距if(S<=BJS){Feng=0;}else{Feng=1;}disbuff[0]=S%1000/100;disbuff[1]=S%1000%100/10;disbuff[2]=S%1000%10 %10;}}else{Feng=1;disbuff_BJ[0]=BJS%1000/100;disbuff_BJ[1]=BJS%1000%100/10;disbuff_BJ[2]=BJS%1000%10 %10;}}/************************************************************************** ********************************///定时器0void zd0() interrupt 1 //T0中断用去计数器溢出,超出测距范畴{flag=1; //中断溢出标记}/************************************************************************** ********************************///定时器1void zd3() interrupt 3 //T1中断用去扫描数码管战计800MS开用模块{TH1=0xf8;TL1=0x30;Key_();Display();timer++;if(timer>=400){timer=0;TX=1; //800MS 开用一次模块_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();TX=0;}}/************************************************************************** ********************************///主函数void main(void){TMOD=0x11; //设T0为办法1,GATE=1;TH0=0;TL0=0;TH1=0xf8; //2MS定时TL1=0x30;ET0=1;//允许T0中断ET1=1; //允许T1中断TR1=1; //开开定时器EA=1;//开开总中断{while(!RX);//当RX为整时等待TR0=1;//开开计数while(RX);//当RX为1计数并等待TR0=0;//关关计数Conut();//估计}}。
汽车防撞预警系统毕业设计论文汽车防撞预警系统是一种基于先进传感技术和智能算法的车辆安全辅助系统,可以在汽车行驶过程中检测潜在的碰撞风险,并在情况危急时向驾驶员发出警示,起到保障行车安全的作用。
本论文旨在介绍汽车防撞预警系统的设计原理和实现方法,并通过仿真实验验证其效果。
首先,本论文将阐述汽车防撞预警系统的需求分析。
通过调研市场上已有的类似产品以及分析汽车事故的原因和危害,确定汽车防撞预警系统需要具备的功能和性能指标。
本文将重点讨论系统对前方障碍物的识别和跟踪能力、碰撞风险评估算法的准确性和实时性,以及警示手段的有效性等方面。
其次,本论文将详细介绍汽车防撞预警系统的设计原理。
系统主要由传感器模块、信号处理模块和警示模块组成。
传感器模块负责采集车辆周围环境的信息,包括摄像头、雷达和超声波传感器等。
信号处理模块负责对传感器采集的数据进行处理和分析,提取出障碍物的特征并进行跟踪,同时计算出碰撞风险评估值。
警示模块负责向驾驶员发出警示信号,可以通过声音、光线和振动等方式进行。
然后,本论文将探讨汽车防撞预警系统的实现方法。
针对传感器模块,本文将介绍摄像头、雷达和超声波传感器的工作原理和选型方法,并给出传感器的布置方案。
对于信号处理模块,本文将详细介绍特征提取和跟踪算法的设计原理和实现方法,以及碰撞风险评估算法的建立。
对于警示模块,本文将介绍警示信号的设计原则和警示手段的选择。
最后,本论文将通过仿真实验验证汽车防撞预警系统的效果。
通过搭建仿真平台,模拟不同场景下的碰撞风险,评估系统对障碍物的识别和跟踪准确性,以及碰撞风险评估算法的实时性和准确性。
同时,还将评估警示手段对驾驶员行为的影响,以及系统的用户友好性。
综上所述,本论文旨在通过设计和实现一种基于先进传感技术和智能算法的汽车防撞预警系统,为驾驶员提供更加安全和便捷的驾驶体验。
本论文将通过理论分析和仿真实验,验证系统的可行性和有效性。
汽车倒车防撞系统摘要汽车作为现代社会最主要的交通工具,数量越来越多,但是交通事故的发生频率逐年增长,其中因倒车发生的事故占很大的比例。
随着科技的发展,这类的问题得到了解决,人类发明了智能交通系统,其中汽车智能倒车防撞技术关键在于智能实时的测出汽车与障碍物的距离。
当汽车与障碍物之间的距离小于设定的安全距离时,防撞系统就自动报警并采取制动措施。
为提高汽车运行的安全性和降低碰撞发生的可能,本文讲述一种主动型汽车倒车防撞报警系统。
利用超声波进行无接触的测距,系统主要包括超声波发射电路,超声波接收电路,温度测量电路,数码显示电路以及报警电路。
以超声波传感器为重点进行超声波的发射和接收,通过计算得出距离并通过LED显示,在超出一定距离时,电铃报警,驾驶员做出判断。
针对系统的功能,对控制软件进行设计。
根据验证。
满足倒车安全的要求。
关键词:超声波,倒车,防撞,测距目录第一章汽车防撞系统的研究前提 (4)1.1汽车防撞系统的背景及现状 (4)1.1.1汽车防撞系统的背景 (4)1.1.2研究的目的和意义 (4)1.1.3防撞系统的现状 (5)第二章超声波测距 (7)2.1关于超声波 (7)2.1.1 超声波的介绍 (7)2.1.2 超声波的特点 (7)2.1.3超声波的应用 (7)2.2 超声波传感器 (7)2.3超声波测距原理及提高性能的措施 (9)2.3.1超声波测距原理 (9)2.3.2 提高超声波测距系统性能的若干措施 (10)第三章系统的组成 (11)3.1硬件部分 (11)3.2单片机的选择 (11)3.3温度传感器的选择 (12)3.4 超声波传感器的选择 (14)3.5 系统总体设计思路 (15)第四章硬件电路设计 (16)4.1 超声波发射电路 (16)4.2 超声波接收电路 (17)4.3 显示电路与报警电路的设计 (18)4.3.1显示电路的设计 (18)4.3.2报警电路的设计 (18)4.4 电源设计 (19)第五章系统程序设定 (20)5.1 程序完成的功能 (20)5.2 主程序 (20)5.3 温度测量与测距子程序 (23)5.4 距离显示,判断以及报警子程序 (25)第六章误差分析与整改方案 (27)6.1超声波测距误差分析 (27)6.2针对误差产生原因的系统改进方案 (30)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (34)第一章汽车防撞系统的研究前提1.1汽车防撞系统的背景及现状1.1.1汽车防撞系统的背景国际上先进国家自80年代末开始研究汽车防撞系统。
山西大学论文题目基于单片机倒车防撞雷达的设计研究学院工程技术学院专业电气工程及其自动化年级姓名指导教师职称副教授(2008年6月)学士学位论文(设计)原创性声明本人郑重声明:所提交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文研究做出过重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
学位论文作者签名(亲笔):年月日-----------------------------------------------------------------------------------------学士学位论文(设计)版权使用授权书专业:论文(设计)题目:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,本科生在校攻读期间学位论文(设计)工作的知识产权单位属山西农业大学,同意学校保留并向国家有关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;本人授权山西农业大学可以将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、汇编学位论文。
毕业后发表与本研究有关的文章,作者单位署名应为“山西农业大学”,可以在备注中注明本人现工作单位。
本研究成果的知识产权归属山西农业大学,未经指导教师和山西农业大学同意。
本人不私自从事与课题有关的任何开发和盈利性活动。
学位论文作者签名(亲笔):年月日导师签名(亲笔):年月日毕业设计(论文)评价表毕业设计说明书(论文)中文摘要毕业设计说明书(论文)外文摘要目录1引言 (1)1.1 倒车雷达研究的背景及意义 (1)1.2 国内外倒车雷达的发展现状 (2)1.3 雷达的发展 (2)2 超声波倒车雷达的工作原理 (3)2.1 超声波 (3)2.2 超声波发生器 (4)2.3 超声波测距原理 (4)2.4 超声波测距误差分析 (6)2.4.1 温度误差 (6)2.4.2 时间误差 (6)2.5 影响超声波探测的因素 (7)2.6 如何提醒车主 (9)3 系统设计 (9)3.1 倒车雷达的工作原理图 (9)3.2 系统硬件电路原理图 (11)4 系统硬件电路介绍 (11)4.1 AT89C51单片机 (11)4.2 电源部分 (14)4.3 放大电路 (17)4.4 音频解码电路分析 (18)4.4.1 LM567芯片介绍 (19)4.4.2 译码电路工作原理分析 (20)4.4.3 LM567在使用要注意以下几个方面 (21)4.5 声光报警电路 (21)5 系统软件设计 (22)5.1计算超声波传播时间 (22)5.2超声波发生子程序 (23)5.3超声波接收中断程序 (24)参考文献 (26)致谢 (27)1引言1.1 倒车雷达研究的背景及意义随着我国经济的快速发展,交通运输车辆及私家用车的不断增加,不可避免的交通问题瞬时成为人们关注的问题。
机动车行车事故自动报警系统的设计与分析论文[五篇范文]第一篇:机动车行车事故自动报警系统的设计与分析论文引言自20 世纪90 年代以来,全世界每年死于道路交通事故的人数基本保持在50 万人左右。
我国自2000 年以来,每年死于交通事故的人数都在10 万人左右,致死率达17%左右,但其中有相当一部分伤亡人数是由于救援不及时造成的。
法国的实践表明,对于交通事故重伤者,在30 分钟内获救,其生存率为80%,在90 分钟内获救,其生存率仅为10%以下。
根据上述数据可看出,获得及时救援可大大提高当事人的生存率。
鉴于此,本文提出一种机动车行车事故自动报警系统的设计方法,以使系统可根据车辆的姿态信息及时判断车祸是否发生,并在判断车祸发生时告警达到及时救援的目的。
系统设计原理此系统的组成包括MSP430 单片机,GPS 接收机,GSM 通信模块以及加速度计、陀螺仪,磁力计等传感器模块。
GPS 接收机以固定的时间间隔接收来自卫星的定位信息,并将此信息通过UART 串口发送给单片机,单片机将此信息写入FLASH 作以储存,同时在间隔时间内,各传感器模块会采集车辆的姿态信息(加速度,倾斜角度,角速度等),并通过I2C 协议将采集数据发送给单片机,单片机进行数据分析后判断车祸是否发生,并在判断车祸发生时将储存的定位信息通过GSM模块发送给指定联系人,然后报警,以确保受害者在事故发生后可以获得及时救援。
车祸判断原理根据国家标准《GB 11551-2014 汽车正面碰撞的乘员保护》,汽车碰撞的实验条件是:碰撞瞬间,车辆速度为50km/h(可更高)。
亦及符合本标准设计的车辆在50km/h 的速度下发生正面碰撞时基本不足以造成生命危险,而速度更高时可能发生产生严重伤害。
故将以50km/h的速度发生碰撞的情况作为判断阈值。
根据公式a=dv/dt,取v0=50km/h,vt=0,碰撞时间为90ms,则得在匀速碰撞过程中a=15.4g(g=10m/s2),同理,若选取v0=60km/h,形变时间t=80ms,则a=20.8g,选取v0=70km/h,t=70ms 则a=27.8g。
毕业论文课题:汽车防碰撞报警系统摘要论文介绍了一种基于单片机的超声波汽车防撞测距报警系统,此系统利用AT89S52单片机作为主控制器,结合超声波测距原理,来实现智能汽车防撞测距报警功能,并进行了系统硬件和软件的设计。
通过多种发射接收电路设计方案比较,得出了最佳的设计方案,并对系统各个单元的原理进行了介绍。
对组成的各系统电路的芯片进行了介绍,并阐述了它们的工作原理。
此系统具有结构简单,精度高,使用方便等特点。
介绍了系统软件结构,通过编程来实现系统功能。
AbstractPaper describes a microcontroller-based ultrasonic ranging automotive anti-collision warning system, this system uses AT89S52 microcontroller as the main controller, combined with ultrasonic distance measurement principle, to achieve the smart car crash ranging alarm, and make the system hardware and software design. Through a variety of transmitting and receiving circuit design compared to arrive at the best design, and system the principle of each unit are described. Circuit composed of the various systems on a chip was introduced, and explained how they work. This system has a simple structure, high precision, easy to use and so on. Describes the system software architecture, programmed to achieve system functionality.目录摘要 (II)Abstract (III)目录 (IV)第1章绪论 (1)1.1 背景 (1)1.1.1 超声波测距发展综述 (1)1.2 研究内容 (2)第2章超声波测距原理及构想 (3)2.1 超声波传感器介绍 (3)2.1.1 超声波传感器的特性 (4)2.2超声波测距的原理 (5)2.3系统设计原理 (5)2.4系统主要参数 (7)2.4.1 测距仪的工作频率 (7)2.4.2声速 (7)2.4.3 发射脉冲宽度 (7)2.4.4 测量盲区 (7)第3章超声波测距系统方案设计 (9)3.1 发射与接收电路的设计方案 (9)3.2 显示报警单元方案设计 (10)3.2.1系统报警电路设计 (11)3.3 单片机复位电路 (11)3.4 时钟电路 (12)3.5 温度补偿电路 (13)3.6 74HC04N芯片介绍 (14)3.7 探头介绍 (14)第4章系统软件结构 (15)第5章结论 (17)5.1 误差产生原因分析 (18)5.1.1 温度对超声波声速的影响 (18)5.2 针对误差产生原因的系统改进方案 (19)致谢 (21)参考文献 (22)附录1 原理图 (24)附录2源代码 (25)附录3 电子器件列表清单 (30)第1章绪论1.1 背景随着社会经济的发展,交通运输业日益兴旺,汽车的数量在大副攀升。
学号:***********毕业论文汽车防撞报警系统设计Automotive collision avoidance alarm system design学院计算机与电子信息学院专业电子信息科学与技术班级电子09-1 学生 *** 指导教师(职称)刘利民(讲师)完成时间 2013年03月25日至2013年06月15日广东石油化工学院本科毕业(设计)论文:汽车防撞报警系统设计摘要随着经济的高速发展和居民生活水平的不断提高,我国汽车数量逐年递增,各类交通事故频发, 其中多为汽车碰撞事故。
为此本文设计了一种以超声波测距和AT89C51 单片机为核心的汽车防撞报警系统,以期提高汽车运行的安全性,减少交通事故。
该系统根据超声波测距原理,以AT89C51为核心,设计了汽车防撞报警系统,主要是将单片机控制模块、超声波测距模块、蜂鸣器报警模块、4位数码管显示模块这几个模块结合起来,通过编写的Keil C51“.C”文件来实现测量距离,当距离小于阈值时,发出报警。
本设计的核心是超声波测距模块,其他相关模块都是在测距的基础上拓展起来的,测距模块是利用超声波传感器。
该系统可提高汽车行进过程中的安全性,构建汽车安全空间。
关键词:超声波传感器;测距;防撞;报警; AT89C51ABSTRACTWith the high-speed development of economy and people life level unceasing enhancement, car ownership in China increasing every year, all kinds of frequent traffic accidents, mostly car collision accident. This paper designed a kind of ultrasonic ranging and AT89C51 as the core of automotive anti-collision alarm system, so as to enhance the safety of vehicle running, reduce traffic accidents. According to the principle of ultrasonic ranging, this system usesUSES AT89C51 as the core, the design of the automotive anti-collision alarm system, the main is the single-chip microcomputer control module, ultrasonic distance measuring module, a buzzer alarm module, the four digital tube display module that combines several modules, written by Keil C51. "C" files to achieve the measurement distance, when the distance is less than the threshold, issued a report to the police. This design is the core of the ultrasonic ranging module, on the basis of other related modules are in the range expansion, ranging module is to use ultrasonic sensors. The system can improve the safety of vehicles in the process of marching, build space of automotive safety.Keywords :ultrasonic sensor; distance measurement; avoiding collision; give an alarm; AT89C51广东石油化工学院本科毕业(设计)论文:汽车防撞报警系统设计目录摘要 (2)ABSTRACT (3)目录 (4)第一章绪论 (6)1.1课题研究背景及意义 (6)1.2国内外安全防撞预警系统的研究现状 (9)1.2.1国外安全防撞预警系统的研究现状 (9)1.2.2国内安全防撞预警系统的研究现状 (10)1.3 论文的主要内容和章节安排 (11)第二章防撞预警系统安全距离模型、决策系统 (12)2.1行车安全距离 (12)2.2汽车制动距离 (12)2.3 驾驶员预估模型报警算法 (12)本章小结 (14)第三章超声波及其工作原理 (15)3.1超声波传感器介绍 (15)3.2超声波传感器的特性 (16)3.3超声波测距的工作原理及实现 (17)3.4 测距系统的主要参数 (19)本章小结 (20)第四章防撞预警系统的总体方案 (21)4.1 设计方案 (21)4.1.1测距传感器 (21)4.1.2 超声波时序图 (22)4.2 系统总方案 (23)本章小结 (24)第五章防撞预警系统硬件电路设计 (25)5.1 单片机系统设计 (25)5.1.1 单片机的选择 (25)5.1.2 单片机引脚功能 (26)5.1.3 单片机最小系统 (30)5.2 超声波发射和接收电路设计 (31)5.2.1 超声波发射电路设计 (31)5.2.2 超声波接收电路设计 (32)5.3 显示报警模块设计 (34)5.3.1 显示电路的方案比较 (34)5.3.2 数码管显示模块设计 (35)5.3.3 报警模块设计 (36)5.4 系统整体电路 (37)本章小结 (37)第六章防撞预警系统的软件设计 (38)6.1 主程序设计 (38)6.2 中断处理程序 (39)6.3 显示模块设计 (40)6.4 报警模块设计 (41)本章小结 (42)第七章系统调试及展望 (43)7.1 Keil C51系统调试界面和程序调试 (43)7.2 仿真 (44)7.3 系统误差分析 (45)7.4结论及展望 (46)致谢 (47)参考文献 (48)附录 (50)广东石油化工学院本科毕业(设计)论文:汽车防撞报警系统设计第一章绪论1.1课题研究背景及意义随着我国经济的迅速发展,人民生活水平不断提高,各种交通工具得到了极大的发展。
学士学位论文汽车倒车报警系统的设计目录摘要 (I)1 前言 (1)1.1论文设计的目的及意义 (1)1.2国内外的发展概况及存在的问题 (1)1.3论文的主导思想 (2)1.4系统设计中要解决的问题 (2)2 设计方案 (3)2.1 方案设计与论证 (3)2.1.1 控制芯片的选择 (3)2.1.2 测距传感器选择 (3)2.1.3 距离显示系统的设计 (4)2.1.4 声音报警设计 (4)2.2 系统的总体结构 (4)3 硬件电路设计 (5)3.1 主控单元设计 (5)3.1.1 主控芯片介绍 (5)3.1.2 最小系统 (7)3.1.2.1 复位电路 (7)3.1.2.2 晶振电路 (8)3.2 超声波测距单元设计 (9)3.2.1 超声波测距原理 (9)3.2.2 超声波发射电路 (10)3.2.3 超声波接收电路 (11)3.3 LED 距离显示器 (12)3.4 声光报警电路 (14)3.5 性能优化及改进 (15)4 软件程序设计 (17)4.1 主程序的设计 (17)4.2 中断处理程序设计程序 (17)4.2.1 定时中断程序 (17)4.2.2 外部中断程序 (19)5 结论 (21)5.1 设计成果 (21)5.2 展望 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 (24)I汽车倒车报警系统的设计摘要:论文的内容是基于AT89C51单片机倒车防撞系统的设计,主要是利用超声波的特点和优势,将超声波测距系统和AT89C51单片机结合于一体,设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞报警系统。
该系统采用软、硬件结合的方法,具有模块化和多用化的特点。
论文概述了超声波检测的基本原理,阐述了超声波传感器的原理及特性。
对于系统的一些主要参数进行了讨论,并且在介绍超声波测距系统功能的基础上,提出了系统的总体构成。
通过多种发射接收电路设计方案比较,得出了最佳设计方案,并对系统各个设计单元的原理进行了介绍。
毕业设计任务书专业电子工艺与管理年级 XXX 班级一班姓名 XXX 学号 XXX超声波倒车雷达摘要倒车雷达又称泊车辅助系统,是汽车泊车安全辅助装置,能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高了安全性。
一般由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器等部分组成,现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理,驾驶者在倒车时,启动倒车雷达,在控制器的控制下,由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波,遇到障碍物,产生回波信号,传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理,判断出障碍物的位置,由显示器显示距离并发出警示信号,得到及时警示,从而使驾驶者倒车时做到心中有数,使倒车变得更轻松。
倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种;接收方式有无线传输和有线传输等。
本方案采用语音提示的方式,本文介绍了以SPCE061A单片机为核心的一种低成本、高精度、微型化,并有数字显示和声光报警功能的倒车雷达系统。
利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能,外接三个超声波测距模组,组成一个示例的倒车雷达系统,语音提示报警(0.35m~1.5m)范围内的障碍物。
关键词:倒车雷达超声波单片机SPCE061A目录第1章前言 (1)第2章实现功能 (2)第3章核心器件简介 (3)3.1 SPCE061A (3)3.1.1 SPCE061A简介 (4)3.1.2 芯片特性 (4)3.2 SPCE061A精简开发板 (4)3.3 超声波测距模组 (5)3.4 转接板 (9)第4章系统总体方案 (11)第5章系统硬件设计 (12)5.1 SPCE061A精简开发板电路原理 (12)5.1.1 SPCE061最小系统 (12)5.1.2 电源模板 (12)5.1.3 放音模板 (13)5.2 超声波测距模组电路原理 (13)5.2.1 超声波谐振频率发生电路、调理电路 (13)5.2.2 超声波回波接受处理电路 (14)5.2.3 超声波测距模组电源接口 (14)5.2.4 超声波测距模式选择跳线 (15)5.2.5 超声波测距模组接口 (15)5.3 转接板电路 (15)5.4 显示电路 (16)第6章系统软件设计 (17)6.1 超声波测距原理 (17)6.2 软件结构 (18)6.3 各模块程序说明 (18)6.3.1 超声波测距程序 (18)6.3.2 语音播放程序 (22)6.3.3 显示刷新程序 (23)6.3.4 主程序 (25)第7章连接与操作说明 (26)参考文献 (29)致谢 (30)第一章前言倒车雷达又称泊车辅助系统,是汽车泊车安全辅助装置,能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷,提高了安全性。
一般由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器等部分组成,现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理,驾驶者在倒车时,启动倒车雷达,在控制器的控制下,由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波,遇到障碍物,产生回波信号,传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理,判断出障碍物的位置,由显示器显示距离并发出警示信号,得到及时警示,从而使驾驶者倒车时做到心中有数,使倒车变得更轻松。
倒车雷达的提示方式可分为液晶、语言和声音三种;接收方式有无线传输和有线传输等。
本方案采用语音提示的方式,利用SPCE061A 单片机所具备的单芯片语音功能,外接三个超声波测距模组,组成一个示例的倒车雷达系统,语音提示报警(0.35m~1.5m)范围内的障碍物。
第二章实现功能利用SPCE061A单片机、三个超声波测距模组实现超声波倒车雷达,要求具有下述功能:1.可以语音提示模组探测范围内(0.35m~1.5m)的障碍物;2.语音提示可指明哪一个方向(或区域)有障碍物在探测范围内;3.利用三个LED发光二极管表示三个传感器探测范围内是否有障碍物,当在探测范围内有障碍物时,发光二极管以一定频率闪烁,闪烁的频率以距离定,距离越近频率越高。
本方案要求所有的语音资源、程序代码都存放在一颗SPCE061A片内Flash当中;当语音播报时,如检测到左后方有障碍物,则用语音播放:“左后方”,如右后方有障碍物,则语音播方“右后方”;当检查到中间的传感器探测范围内有障碍特时,语音播放:“后方”。
而连续播放提示的间隔,要大于或等于3秒,以免过于频繁的播报语音。
第三章核心器件简介本系统采用SPCE061A单片机作为主控制器,传感器模块采用凌阳大学计划的“超声波测距模组”。
另外,为了使这三个传感器模块能够组合在一起,并且可靠的工作,还需要一个转接板,可以利用4052模拟开关器件制作;需要外接三个发光二极管。
下面分别介绍这些模块的特性。
3.1 SPCE061芯片特性3.1.1 SPCE061简介SPCE061A是凌阳科技研发生产的性价比很高的一款十六位单片机,具有易学易用、效率较高的一套指令系统和集成开发环境。
在此环境中,支持标准C语言,可以实现C语言与凌阳汇编语言的互相调用,并且,提供了语音录放和语音识别的库函数,只要了解库函数的使用,就会很容易完成语音录放,这些都为软件开发提供了方便的条件:SPCE061A片内还集成了一个ICE(在线仿真电路)接口,使得对该芯片的编程、仿真都变得非常方便,而ICE接口不占用芯片上的硬件资源,结合凌阳科技提供的集成开发环境(unSP IDE),用户可以利用它对芯片进行真实的仿真;而程序的下载(烧写)也是通过该接口实现。
下图为SPCE061A单片机的内部结构框图图3.1 SPCE061内部结构图3.1.2 芯片特性.. 16位μ’nSP微处理器;.. 工作电压:内核工作电压VDD为 3.0~3.6V(CPU),IO口工作电压VDDH为VDD~5.5V(I/O);.. CPU时钟:0.32MHz~49.152MHz;.. 内置2K字SRAM;.. 内置32K闪存ROM;.. 可编程音频处理;.. 晶体振荡器;.. 系统处于备用状态下(时钟处于停止状态),耗电小于2μA@3.6V;.. 2个16位可编程定时器/计数器(可自动预置初始计数值);.. 2个10位DAC(数-模转换)输出通道;.. 32位通用可编程输入/输出端口;.. 14个中断源可来自定时器A / B,时基,2个外部时钟源输入,键唤醒;.. 具备触键唤醒的功能;.. 使用凌阳音频编码SACM_S240方式(2.4K位/秒),能容纳210秒的语音数据;.. 锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号;.. 32768Hz实时时钟;.. 7通道10位电压模-数转换器(ADC)和单通道声音模-数转换器;.. 声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制(AGC)功能;.. 具备串行设备接口;.. 低电压复位(LVR)功和低电压监测(LVD)功能;.. 内置在线仿真(ICE,In- Circuit Emulator)接口。
3.2 SPCE061A精简开发板SPCE061A精简开发板(简称61板),是以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的精简开发-仿真-实验板,大小相当于一张扑克牌,是“凌阳科技大学计划”专为大学生、电子爱好者等进行电子实习、课程设计、毕业设计、电子制作及电子竞赛所设计的,也可作为单片机项目初期研发使用。
61板除了具备单片机最小系统电路外,还包括有电源电路、音频电路(含MIC输入部分和DAC音频输出部分)、复位电路等,采用电池供电,方便学生随身携带!!!使学生在掌握软件的同时,熟悉单片机硬件的设计制作,锻炼学生的动手能力,也为单片机学习者和开发者创造了一个良好的学习条件和开发新产品的机会!61板上有调试器接口(Probe 接口)以及下载线(EZ_Probe)接口,分别可接凌阳科技的在线调试器、简易下载线,配合unSP IDE,可方便地在板上实现程序的下载、在线仿真调试。
61板上的主要功能模块如下:.. SPCE061A单片机最小系统外围电路模块;.. 电源输入模块;.. 音频电路(包含MIC输入、DAC音频功放输出)模块;.. 按键模块;.. I/O端口接口模块;.. 调试、下载接口模块;下图为61板的实物图图3.2 61板实物图3.3 超声波测距模组超声波测距模组是为方便学生进行单片机接口方面的学习专门设计的模块,超声波测距模组可以方便地和61板连接,可应用在小距离测距、机器人检测、障碍物检测等方面,可用于验证方车辆倒车雷达以及家居安防系统等应用方案验证。
下图 3.3为超声波测距模组的结构框图:图3.3超声波测距模组结构图主要功能:三种测距模式选择跳线J1(短距、中距、可调距):1. 短距:10cm~80cm左右(根据被测物表面材料决定);2. 中距:80cm~400cm左右(根据被测物表面材料决定);3. 可调:范围由可调节参数确定;使用方法:一般应用时,只需要用10PIN排线把J8与SPCE061A的IOB低八位接口接起来,同时设置好J7、J1、J2跳线就完成硬件的连接了。
不同测距模式的选择只需改变测距模式跳线J1的连接方法即可。
提供给模组的电源必须在4.5V以上,而且尽量保持电源电压的稳定。
模组工作的性能与被测物表面材料有很大关系,如毛料、布料对超声波的反射率很小,会严重影响测量结果。
电源输入:模组提供了两种电源输入方式,一为用61板通过10PIN排线为模组供电(61板上J5选择5V要求最好不要低于4.5V),此时要把J9跳到5V的一端;另一为直接为模组供电,通过模组上的电源输入口J7引入,此时需要把J9跳线跳到IN的一端。
外接电源仅是为了给模组提高超声波发射功率、提高后级运放性能用,最高不要超过12V。
模组外接电源接口(J7)以及供电方式选择跳线(J9)如图 3.4所示:图3.4模组外接电源接口及供电方式选择跳线测距模式选择:声波测距时,超存在余波干扰问题,所以针对不同测距范围会有不同的处理方法。
模组提供了测距模式选择跳线(J1),可以选择短距测量模式、中距测量模式,或距离可调模式。
而针对前两种测量模式,提供了不同参数的范例程序,跳线选择不同的模式时,要选用相对应的程序进行测量;跳线选择LOW时为近距测量模式,选择HIG时为中距测量例程,选择SET 时为距离可调模式;凌阳科技大学计划网站上提供了短距测量模式和中距测量模式的完整源程序。
如果用户对超声波测量原理有较深的了解,可以选用距离可调(SET)模式。
模组测距模式(测量距离范围)选择跳线J1如图 3.5所示:图3.5模组测距模式选择跳线使用方式:使用时,用户需把前面的电源输入跳线J7、模式选择跳线J1设置好后,还要把跳线J2短接起来,然后利用排线把J8与SPCE061A的IOB口低八位端口相接,即可使用了。