基于单片机的汽车超速报警系统设计毕业设计任务书.docx

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基于单片机的汽车超速报警系统设计毕业设计任务书

东北林业大学

毕业设计任务书

基于单片机的汽车超速报警系统设计

题目名称：

智能家居防火防盗系统的设计

任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求）

主要研究内容：

选择合适型号的单片机作为本系统的控制单元。

选择相应的GPS定位仪、车速传感器，通过GPS定位仪接收汽车通过路段的实时信息，并通过语音告知驾驶员当前路段的限速信息，并与当前车速进行比较，车速超过当前路段限速时，能及时通过语音提醒驾驶员。

计划时间安排：

第一阶段：

3月1日—3月20日实习、调研、资料收集；

第二阶段：

3月21日—4月10日资料整理、研究方案的论证与确定：

第三阶段：

4月11日—5月31日硬件设计与软件设计；

第四阶段：

6月1日—6月20日撰写毕业设计、做好答辩前的准备工作。

其中：

参考文献篇数：

说明书字数：

图纸张数：

20篇以上（其中外文文献3篇以上）

10000字以上

A3图纸1张

专业负责人意见

签名：

年月日

基于单片机的汽车超速报警系统的设计

摘要

近年来，随着现代汽车控制技术和高速公路的飞速发展，在世界特别是发达国家，无论是运输业还是个人，汽车都已成为长距离运输的主要交通工具。

汽车在公路上行驶时，通过GPS定位，当汽车的行驶速度超过该公路所规定的最高行驶速度时，蜂鸣器报警，并通过语音提示，提醒驾驶员减速。

本设计从驾驶员自身安全角度出发，设计了一种检测车辆超速的报警系统。

当车辆处于行驶状态中，该系统通过速度传感器时刻监测机动车辆速度。

在实时监测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。

此设计就是一种利用51单片机对机动车超速行驶情况进行蜂鸣报警的系统。

该系统结构简单，可靠性高，操作方便，可广泛应用于摩托车、汽车等机动车辆。

该设计详细介绍了系统的总体设计方案，给出了界面模块与89C51接口电路，系统硬件电路及外围设计电路，通过LCD显示出来。

关键词:

51单片机；汽车超速报警器；语音传感器；LCD显示

Monolithicintegratedcircuit-basedautomobileoverspeedalarmsystemdesign

Abstract

Inrecentyears,withthemodernautocontroltechnologyandtherapiddevelopmentofhighway,intheworld,especiallyindevelopedcountries,whethershippingorpersonal,carshavebecomethemainlong-distancetransportvehicles.Whenthecardrivingonthehighway,throughtheGPSpositioning,whenthecarspeedismorethanthehighestspeedspecifiedintheroad,thebuzzeralarm,andthroughthevoiceprompt,andremindthedrivertoslowdown.

ThisdesignfromtheAngleofthedriver'sownsecurity,wedesignatestvehicleoverspeedalarmsystem.Whenthevehicleinthedrivingstate,thesystemthroughthespeedsensorstomonitorvehiclespeed.Inreal-timemonitoringandautomaticcontrolofmicrocomputerapplicationsystem,themicrocontrollerisoftenusedasacorecomponent.Thisdesignisakindofvehiclespeedingistomakeuseof51single-chipbuzzeralarmsystem.Thesystemhassimplestructure,highreliability,convenientoperation,canbewidelyusedinmotorcycles,automobilesandothermotorvehicles.Thisdesigndetailedintroducesthesystem'soveralldesignschemeofinterfacemoduleand89c51interfacecircuitisgiven,andthesystemhardwarecircuitandperipheralcircuitdesign,throughtheLCDdisplay.

Keywords:

Singlechipmicrocomputer;Automobileoverspeedalarm;Voicesensor;TheLCDdisplay

摘要

Abstract

1前言

1.1汽车超速报警系统研究目的及背景

在当今时代里，汽车时最普遍的交通运输工具，随着汽车工业和告诉公路建设的发展，每年由于各种交通事故造成的人员伤亡数目惊人，给国家造成的经济损失巨大。

据统计，每年造成各种交通事故的最重要的原因是车辆的超载和驾驶员的超速行驶，而后者随机性往往更大可是人们总是忽视超速行驶给人们带来的严重后果。

每年由于司机超速行驶而造成的交通事故非常多，由此造成的经济损失也很严重。

可是很多因超速行驶而造成事故者或许并不是他们想开得很快，而是他们那时已经有了快感，却根本没有意识到自己是在超速行驶，因此在造成交通事故后大都感到后悔。

针对这种状况，开发超速报警器显得尤为重要。

如果汽车驾驶员们在各自汽车上安装了汽车超速报警器，在极大程度上能避免发生严重的交通事故。

1.2汽车超速报警系统在国内外的研究现状和发展趋势

近年来，国内外许多国家都认识到超速行驶对交通安全具有极大的危害，都加大了对车辆行驶的管制力度，均研发先进的信息采集设备，并对车辆超速进行了大量的研究，以保证车辆安全的行驶。

国内研究状况如下：

迄今为止，中国有关科研、设计部门、大专院校和交通管理、建设部门等单位针对公路交通限制速度进行了大量的调查研究和试验，取得了很大的成果。

在1996年，国内已经结合设计车速和道路平纵线形等条件之间的关系，阐述了高等级公路限速标志的设计原则，并对高等级公路分车型限速标志的设置提出了建议。

目前车辆超速监测技术主要有：

雷达测速、激光测速、视频测速和线圈测速等四种方式。

国内的许多学者除了在超速数据获取方面进行研究外，还对超速现象进行了一系列的分析，如魏秀岭研究了高速公路车辆警示系统的组成及工作流程，阐述了视频测速的原理及其方法，提出了适合高速公路实时的，动态的阴影消除和车辆跟踪的算法。

王素琴等人研究了基于GPS/GSM/GIS的智能公交车辆监控系统，阐述了监控系统的原理。

毛建民等人通过分析超速行驶及限速对交通安全的影响，认为进行合理限速能够显著减少重大交通事故发生率，并列举了限制车速的相关措施。

欧居尚等人分析了车辆超速行驶的原因及危害，并从教育、法律、交通安全措施和交通科技四个方面采取相应措施预防超速。

国外研究状况：

国外对超速进行研究开展较早也较为成熟，已经有相关学者建立了各种不同的车速模型。

西方发达国家对汽车运行速度的研究主要集中在公路经济分析领域。

早在20世纪60年代，西方发达国家就开始对超速行驶进行研究。

其中的基础性工作就是对车辆运行速度的研究，并进行了大量的道路试验。

车辆行驶信息采集的设备如美国的Autoscoe系统，是最早获得专利的视频车辆监测系统，可以对道路的车流量，车速等路况信息进行采集。

美国采用最高法定限速值和分段限速相结合的方法限速。

最高法定限速是美国早期限速的主要方法，适用于美国的所有道路。

由于全国道路条件和沿线环境的多样化，同一的法定限速值并不能满足各地道路运行的实际情况，进行分段测速。

日本的SEIICHIKAGAYA建立了一个辅助决策系统并应用于Sapporo市，通过对道路环境因素建模，为决策者提供决策信息来提高运输效率。

德国的大部分公路不限速；法国采用可变限速，一般晴天和雨天采用不同的限速值；新西兰则根据道路条件、交通量、事故资料或周围环境等因素将道路分为若干交通安全等级，将其作为制定限速值的依据，其限速值的范围为20-100km/h。

同时，这些国家正趋向于采取以“建议速度”逐步代替法定限速，从而使限速更加人性化，营造更和谐的交通环境。

此外，近年国外出现了另一种限速方法-分车型限速，但该方法在美国尚未达成一致的结论和共识，仍需进行更多的研究来评估该方法。

与此同时，汽车电子限速装置也在不断发展之中，有许多电子设计者或公司从事这方面的研究，力求能设计出一种普遍使用的汽车限速装置。

其表现如下：

（1）广州唯创开发了一款超速报警器，这是一种实时指示车辆的行驶速度，记录超速情况，并通过语音提醒司机安全驾驶的智能电子设备，该设备实时显示车辆速度。

当超过所设定速度的最高值时，及时播放语音提示，提醒司机。

（2）据悉，法国汽车制造和营销委员会与法国标致雪铁龙汽车集团和雷诺汽车公司近日联合向用户推出三种汽车限速装置。

据报道这三种装置中，最简单的一种是“超速报警器”。

如果安装上这种装置的汽车当行驶速度超过限定车速时，报警器就会发出声响警报，同时有指示灯闪烁，以警示司机减速。

其它两种限速装置是可以直接对汽车的部分功能及行驶进行调整的装置，其它两种分别是限速器和调速器。

司机可以通过这种限速器提前设定最高时速，如果司机在汽车行驶中想超过开车前设定的最高时速，加速器也不会响应，而是把车速限定在一定范围内。

1.3汽车超速报警系统的主要内容

综合国内外相关领域的研究成果可以看到，西方国家对公路限速控制的研究更为系统和深入，在理论与实际两方面均比中国先进，但对于城镇化公路限速没有进行专门的研究。

所以在以后的汽车超速报警装置的研究和设计方面中国具有很大的潜力和优势，根据中国现阶段的高速公路状况，研究出一种完全符合中国现代发展的控制汽车车速的方案具有很高的前景。

我们本着主动性的思路，在汽车内安装速度传感器时刻监测机动车辆，并通过LCD显示车辆的实际车速和用户设置的安全参数。

当车辆行驶速度超过公路限定的最高速度时，蜂鸣器开始报警，警告灯闪烁，提醒驾驶员减速。

该系统结构简单、可靠性高、操作方便。

2汽车超速报警系统设计方案的选择

2.1设计要求

我们要求设计一个具有数字显示功能的单片机系统，实现车辆当前速度输出，当达到公路限定速度值时蜂鸣器报警，提醒驾驶员减速，以保证驾驶人员及行人的人身安全。

首先要进行系统的总体方案设计，在设计中一般应考虑以下几点：

（1）遵循从整体到局部的设计原则。

在过程中，应遵循从整体到局部的设计原则，把复杂难处理的问题分为若干个较为简单的、容易处理的问题，分别加以解决。

（2）经济性要求。

为了获得较高的性价比，设计师不应盲目追求复杂高级的方案。

在满足性能指标的前提下，应尽可能采用简单的方案，因为方案简单意味着所用的元器件少，可靠性高，而且经济实惠。

（3）可靠性要求。

所谓可靠性是指产品在规定的条件和时间内完成功能的概率表示外，还可以用平均无