车辆防撞系统设计.docx

1、 山东农业大学 毕 业 论 文 基于路面条件的跟车距离检测与预警系统设计装订线院 部 机械与电子工程学院专业班级 车辆工程二班 届 次 2017届 学生姓名 刘立成 学 号 20130632 指导教师 吕钊钦 教授 二一七年六月十一日目 录摘要1Abstract 21绪论31.1 课题的提出及意义31.2 课题研究现状31.3 课题研究的内容和预期目标42系统设计的理论依据52.1 安全跟车距离52.2 制动距离52.2.1 制动过程分析52.2.2 制动距离计算62.2.3 不同路面条件下的制动距离建模73系统硬件设计73.1 系统的总体设计73.2 微处理器83.2.1 微处理器的选择83

2、.2.2 单片机最小硬件系统电路设计83.3 测速模块93.3.1 测速传感器的选择93.3.2 测速电路设计103.3.3 速度的计算模型113.4 雨滴感应模块113.5 测雨量模块113.5.1 雨量传感器的选择113.5.2 雨量传感器检测原理123.5.3 雨量传感器发射电路133.5.4 雨量传感器接收电路133.6 声光报警模块143.7 测距模块153.7.1 测距传感器的选择153.7.2 测距模块电路设计163.8 稳压电路174软件设计184.1 测速子系统程序设计18ii4.2 测距子系统程序设计184.3 软件的调试185总结19参考文献20致 谢21附录22iiiC

3、ontentsAbstract21 Introduction31.1 Proposition and significance of the subject41.2 Current research situation41.3 Content and expectation of the research42 Theoretical basis of system design52.1 Safe following distance62.2 Braking distance62.2.1 Braking process analysis62.2.2 Braking distance calcul

4、ation62.2.3 Modeling of braking distance under different road conditions73 System hardware design83.1 Overall design of the system83.2 Microprocessor83.2.1 Microprocessor options93.2.2 Single chip microcomputer, minimum hardware system, circuit design93.3 Tachometer module93.3.1 Selection of speed s

5、ensor103.3.2 Speed measuring circuit design103.3.3 Calculation model of velocity113.4 Raindrop sensing module123.5 Rainfall measuring module123.5.1 Selection of rain sensors133.5.2 Detection principle of rain sensor133.5.3 Rain sensor transmitting circuit143.5.4 Receiving circuit of rain sensor143.6

6、 Acoustooptic alarm module143.7 Ranging module153.7.1 Range sensor selection163.7.2 Circuit design of ranging module163.8 Voltage stabilizing circuit174 Software design184.1 Speed subsystem program184.2 Ranging subsystem18 4.3 Software debugging185 Summary19Reference20Thank21Appendix22vi基于路面条件的跟车距离检

7、测与预警系统设计刘立成（山东农业大学 机械与电子工程学院 泰安271018）摘要：本文讲述了一种基于AT89S52单片机的安全跟车距离检测与预警系统。该系统由霍尔速度传感器、微波雷达测距传感器、雨滴感应器、雨量传感器、报警装置等模块组成，采用52单片机和DSP作为数据处理单元。汽车的制动距离受路面附着系数和车速的影响，因此用测速传感器和雨量传感器来测速和确定路面附着系数进而确定汽车的制动距离。用测距传感器测得的跟车距离与制动距离相比较进而判断汽车行驶时是否存在安全隐患。雨量传感器和测距传感器不需要在汽车的任何行驶条件下一直保持工作状态，因此该系统采用两个单片机将各传感器分隔在两个子系统中，第一

8、个单片机根据雨滴信号和速度信号通过继电器来控制测距雷达和雨量传感器电源的通断。采用两个子系统可以减少系统发热和降低功耗。关键词：单片机 微波雷达 雨量传感器 霍尔传感器 报警装置Design of vehicle following distance detection and warning system based on road conditionLicheng Liu（Shandong Agricultural University，School of mechanical and Electronic Engineering，Taian271018）Abstract This pap

9、er describes a security and vehicle distance detection and warning system based on AT89S52 microcontroller. The system is composed of Hall speed sensor, microwave radar sensor, rainfall sensor, alarm device and so on. The microcontroller and DSP are used as data processing units. The braking distanc

10、e of the vehicle is affected by the coefficient of road adhesion and the speed of the vehicle. Therefore, the speed sensor and the rainfall sensor are used to speed up and determine the coefficient of road adhesion, and then determine the braking distance of the vehicle. The distance measured with t

11、he distance sensor is compared with the braking distance, so as to judge whether there is any hidden danger when the vehicle is running. The rainfall sensor and ranging sensor does not need to keep working in any driving condition of the vehicle, so the system uses two microcontroller to each sensor

12、 and separated into two subsystems, the first single-chip based on Raindrop signal and speed signal through the relay to control the radar rainfall sensor and power off. Using two subsystems can reduce system heating and reduce power consumption.Keywords:MCU,millimeter wave radar,hall sensor,rainfal

13、l sensor,alarm device1 绪论1.1 课题的提出及意义 随着人们生活水平的提高，我国汽车的保有量逐年增加，各类交通事故发生频率也不断增加，据国家统计局统计2016年交通事故总数为187781起，其中汽车交通事故为129155起。交通事故中汽车碰撞事故占很大部分，因此汽车防撞报警是亟待解决的问题。高速公路上发生的交通事故一般比较突然，驾驶员往往没有充足的时间采取适当的措施。欧洲科学家专门做过一项研究：驾驶员只要在碰撞危险发生前的0.5秒内得到预警，就至少可以避免60%的追尾事故，30%的迎面碰撞事故和50%的路面相关事故。如果有一秒钟的“预警”时间将会避免90%的交通事故1。

14、因此汽车就越来越需要配备跟车距离检测和预警装置使驾驶员有充足的反应时间。 被动安全装置通常指的是在交通安全事故发生之后能尽量减小人体损伤的安全装置，包括对乘客以及行人的保护。这种装置不能防止或避免交通事故的发生它们只能在事故发生时，在很大程度上减轻人身伤害程度。汽车的发展进程中，人们主要把精力集中在汽车被动安全性方面的研究。例如：在汽车上使用安全玻璃、在汽车前部或后部安装保险杠、在汽车上装备安全座椅、在汽车外壳周围安装某种弹性材料、在前排座椅设置保护系统、在车内相关部位安装安全带及安全气囊。所有这些安全措施都不能从根本上解决汽车发生碰撞时造成的问题。 主动安全利用智能视野增强系统、全方位车辆防撞系统、智能路线控制系统扩展驾驶员感知环境和控制车辆能力，将保护提到事故发生之前。所以具有主动安全的汽车，当然就有着比较高的避免事故能力，尤其在突发情况的条件下保证汽车安全。安全跟车距离检测与预警系统就是一种主动安全系统，它能有效的对汽车行驶环境做出准确的判断达到降低事故发生率的目的。1.2 课题研究现状 交通事故具有不可预知性，为减少其发生数，优化日常的交通秩序，如何更好地利用已有的计算机与信息技术，提升道路的交通安全与效率成为了国内外的研究热点。人们普遍认为80年代后开展的智能化交通的系统研究是解决各类交