基于單片機的車輛安全駕駛預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計

阮賽賽

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們乘坐的交通工具日益多樣化，其中安全是一個重要的課題，有必要設(shè)計一種車輛安全駕駛預(yù)警系統(tǒng)。本系統(tǒng)以單片機為核心控制器件，利用霍爾傳感器、激光測距傳感器等等采集車輛信息，經(jīng)單片機處理、運算，實時反映車輛周圍障礙物（其他車輛）距離，并使用LCD液晶顯示屏顯示數(shù)據(jù)，為司機提供判斷依據(jù)，保證行駛安全。

【關(guān)鍵字】STC12C5A60S2單片機;霍爾傳感器;激光測距傳感器;LCD顯示屏

中圖分類號： TP368 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）34-0022-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.006

Design of Vehicle Safety Driving Warning System Based on Single Chip Microcomputer

RUAN Sai-sai

（Anhui Xinhua University， Hefei Anhui 230088， China）

【Abstract】With the development of science and technology， people take the increasingly diverse means of transport， safety is an important subject， it is necessary to design a vehicle safety driving warning system. This system takes the single-chip microcomputer as the core control device， USES hall sensor， laser ranging sensor and so on to collect the vehicle information， through the single-chip processing， calculation， real-time reflection of the vehicle around the obstacle （other vehicles） distance， and USES the LCD to display the data， to provide the driver with a basis for judgment， to ensure the safety of driving.

【Key words】STC12C5A60S2 Single-chip Microcomputer; Hall Sensor; Laser Ranging Sensor; LCD Display

0 引言

隨著我國科技與經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的出行方式日益多樣化，但是也帶來了一個重要的問題，怎么能提高出行的安全。根據(jù)統(tǒng)計，中國的交通事故發(fā)生率是世界上最多的國家，每年大約有50萬起交通事故，因道路交通安全事故傷亡人數(shù)超過20萬人。對公路交通事故的分析表明，80%以上的交通事故由司機反應(yīng)不及時引起，65%的車輛相撞屬于追尾相撞，如果司機能夠提前1～2S意識到危險情況，并及時采取措施，絕大多數(shù)的事故是可以避免的[1]。

為了人們的出行安全，許多汽車制造商想盡一切辦法保護(hù)司機和乘客的安全，比如采用安全氣囊保護(hù)和安全帶保護(hù)等等[2]，但這只是被動防御安全事故，當(dāng)事故來臨時安全防護(hù)可能失效，預(yù)防事故比防御事故更可靠，本次探討的課題是怎樣在事故發(fā)生前去預(yù)防。

因此，本文設(shè)計一種基于單片機的車輛安全駕駛系統(tǒng)，對于因司機看手機、聊天等外界干擾導(dǎo)致的車禍，針對性開發(fā)了一種基于單片機的車輛安全駕駛預(yù)警系統(tǒng)，預(yù)防由于車速過快或車距過近的安全事故。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計

本系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機作為核心控制芯片，主要是運用激光測距傳感器去測量車輛前方障礙物的距離，通過單片機的處理對數(shù)據(jù)做出判斷，從而去提醒司機是否需要減速。本系統(tǒng)除了對車距進(jìn)行預(yù)警外，對車輛本身的速度也有預(yù)警功能，系統(tǒng)采用霍爾傳感器去測量車輛速度，當(dāng)達(dá)到限制速度時會提醒司機減速行。此系統(tǒng)會將速度和車距顯示在LCD液晶顯示屏上，以供司機進(jìn)行駕駛判斷，除此之外此系統(tǒng)安裝了溫度傳感器，可以在LCD液晶顯示屏上顯示車輛室內(nèi)氣溫。其系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

基于單片機的車輛安全駕駛預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計，要達(dá)到提醒駕駛者危險距離的功能，首先其激光測距傳感器的精度要高。本次使用的是相位激光測距模塊，它具有精度高，測量時間短等優(yōu)點[3]。

相位激光測距模塊采用LDB6 X851，它的工作電壓為5V，具有發(fā)射激光和接受激光兩個鏡頭，能夠準(zhǔn)確測量距離。

霍爾傳感器的作用是測量速度，其能夠在磁鐵經(jīng)過傳感器時輸出一個高電平，使用單片機檢測單位時間高電平的數(shù)量，從而計算出速度，本設(shè)計選用FC-03霍爾傳感器。

溫度傳感器能測量車內(nèi)溫度，當(dāng)車內(nèi)溫度過高時會發(fā)出警報，本設(shè)計選用DS18B20溫度傳感器。

液晶顯示屏實時顯示速度、距離和溫度，本設(shè)計選用OLED液晶顯示屏。

按照圖1中系統(tǒng)各模塊關(guān)系，設(shè)計系統(tǒng)硬件電路并連接實物，如圖2所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

本次軟件設(shè)計采用C語言為程序語言，它具有易編寫，結(jié)構(gòu)簡單靈活等特點。程序的編譯使用Keil公司研發(fā)的Keil uVision5編譯軟件，使用時應(yīng)使其程序0錯誤0警告方可下載程序到單片機內(nèi)。主程序設(shè)計流程圖如圖3所示。

4 系統(tǒng)調(diào)試

經(jīng)實物測量，測速模塊、測距模塊均能正常運行，實現(xiàn)了預(yù)期功能，在預(yù)期功能上添加溫度測量和報警。當(dāng)速度、距離或溫度有一個超過閾值時，警報響起，提示燈點亮。

經(jīng)測量，當(dāng)車輛距離未超過事先設(shè)定的閾值1m時，警報不會報警，提示燈不點亮，當(dāng)超過閾值時，警報響起，提示燈點亮，距離測量實際誤差2cm以內(nèi)。

經(jīng)測量，當(dāng)車速不超過事先設(shè)定的閾值20m/s時，警報不會響起，提示燈不會點亮，當(dāng)超過閾值時，警報響起，提示燈點亮，速度測量誤差1m/s以內(nèi)。

5 結(jié)論

本系統(tǒng)以單片機為核心控制器件，利用霍爾傳感器、超聲波傳感器等等采集車輛信息，經(jīng)單片機處理、運算，實時反映車輛周圍障礙物距離與速度，并利用LCD液晶顯示屏實時顯示車況。本系統(tǒng)具有危險預(yù)警（給出建議調(diào)整速度和位置）、自動減速的功能，保證行駛安全。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉軍輝，陳宏濱.基于FMCW雷達(dá)測距的車輛防碰撞系統(tǒng)[J].桂林電子科技大學(xué)學(xué)報，2016，36（5）：349-354.

[2]郝玉楠，紀(jì)昕洋，馬晴.基于超聲波測距技術(shù)的車輛防剮蹭預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計[J].電子測試，2018，（12）：33，32.

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