車載外圍及內(nèi)部環(huán)境感知預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計

趙亞鑫 劉奕

摘 要 本文設(shè)計一種基于STC89C52單片機預(yù)警功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有開關(guān)控制、外圍環(huán)境探測和內(nèi)部預(yù)警等功能。該系統(tǒng)采用紅外避障傳感器對障礙與車體之間的距離進行準(zhǔn)確測量，采用光照強度監(jiān)測組件有效改善系統(tǒng)對周圍環(huán)境的識別。

關(guān)鍵詞 紅外測距 STC89C52 單片機 光照強度檢測 聲光報警

中圖分類號：TP467.49文獻標(biāo)識碼：A

0前言

隨著交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，夜間駕駛的車也越來越多。夜晚的光線昏暗會給駕駛員造成一定的困擾，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，早上七點至九點、晚上五點到九點和凌晨一點至四點這幾個時段交通事故最多，且夜晚兩個時段都容易發(fā)生事故。由此可見，夜間比白天更容易發(fā)生交通事故，針對這一現(xiàn)象，我們設(shè)計一種車載式外圍及內(nèi)部環(huán)境感知預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由外圍環(huán)境探測和內(nèi)部預(yù)警兩部分組成。外圍環(huán)境探測系統(tǒng)采用紅外線探測外圍環(huán)境，內(nèi)部預(yù)警系統(tǒng)則根據(jù)外圍探測的數(shù)據(jù)發(fā)出警報，以在光線昏暗時，提醒駕駛員前方存在障礙物。

1系統(tǒng)整體方案設(shè)計

該系統(tǒng)以STC89C52單片機為基礎(chǔ)，涉及開關(guān)控制，外圍環(huán)境探測系統(tǒng)和內(nèi)部預(yù)警系統(tǒng)。原理結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

開關(guān)控制由光敏電阻和STC89C52單片機組成。光敏電阻會對汽車外部環(huán)境的光線強度進行檢測，通過單片機的進一步處理后，如果汽車在光線昏暗路段行駛，便控制外圍環(huán)境探測系統(tǒng)開啟，反之，如果光線明亮，便會控制探測系統(tǒng)關(guān)閉。通過智能感應(yīng)開啟和關(guān)閉外圍環(huán)境探測系統(tǒng)，可以減少不必要的損耗，且不會在正常駕駛情況下分散駕駛員的注意力。

2系統(tǒng)的硬件設(shè)計

2.1 STC89C52單片機

STC89C52單片機是一種功耗低、性能高的CMOS8位微控制器。單片機的最小系統(tǒng)電路基本組成包括基于51內(nèi)核的微處理器單元、復(fù)位電路、JTAG調(diào)試接口、晶振電路、電源電路等。單片機使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，以此讓該車載外圍及內(nèi)部環(huán)境感知預(yù)警系統(tǒng)的實效性以及靈活性獲得了進一步提升。

2.2紅外避障傳感器

紅外避障傳感器是外圍探測系統(tǒng)的重要組成部分，本系統(tǒng)使用的型號是E18-D80NK，這是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感，檢測距離可以根據(jù)要求進行調(diào)節(jié)，工作環(huán)境溫度在-25℃～+55℃。當(dāng)發(fā)射器發(fā)出的紅外線被障礙物表面阻擋后，紅外光會發(fā)生反射，反射光被光電管接收后進行解調(diào)，解調(diào)后的信號輸入至開發(fā)板就可進行物體檢測了。

2.3光敏電阻

光敏電阻具有光電導(dǎo)效應(yīng)，對光線十分敏感，光照愈強，阻值就愈低，最低可降至1K 以下。其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)，即在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻。

2.4聲光報警功能

本系統(tǒng)的報警功能是基于發(fā)光二極管和蜂鳴器設(shè)計的，其電路圖如圖2所示。

系統(tǒng)處于正常狀態(tài)時，P1和P2端口輸出高電平，發(fā)光二極管不亮且蜂鳴器不發(fā)聲。當(dāng)紅外測距結(jié)果小于預(yù)設(shè)值時，單片機將控制P1輸出低電平信號，發(fā)光二極管電路導(dǎo)通，進而發(fā)光二極管發(fā)光報警。同時將測距結(jié)果顯示在顯示屏上，直觀地反映障礙物距離。

3系統(tǒng)的軟件設(shè)計

該系統(tǒng)的核心編程系統(tǒng)是Keil，運用的語言是C語言。借助光與紅外傳感器系統(tǒng)對附近環(huán)境進行全面的檢測，把信息傳輸至單片機之中，讓單片機做進一步判斷，同時實施與之對應(yīng)的指令。單片機核心系統(tǒng)main調(diào)配其他子系統(tǒng)，剩下的全部傳感器系統(tǒng)的信息判斷以及蜂鳴器報警和障礙物距離顯示等多項內(nèi)容都編制到系統(tǒng)之內(nèi)，以此為移植以及查閱提供更多的便利。

4結(jié)束語

該系統(tǒng)主要借助STC89C52單片機，設(shè)計一組可自動控制傳感器、顯示屏、喇叭等電子設(shè)備的系統(tǒng)。系統(tǒng)通過外界行駛條件，由光、紅外等傳感器與單片機對接，把光以及紅外等多項技術(shù)進行有機的結(jié)合，促使對外部環(huán)境進行檢測的目的得以實現(xiàn)，把障礙物距離信息呈現(xiàn)在顯示屏上，經(jīng)系統(tǒng)綜合處理，智能控制障礙物提示系統(tǒng)，最終實現(xiàn)駕駛安全。

基金項目：項目名稱：車載外圍及內(nèi)部環(huán)境感知預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計（編號：cx2018058）。

作者簡介：趙亞鑫（1998.03-），女，漢族，四川德陽人，本科在讀，四川輕化工大學(xué)，研究方向：紅外測距。

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