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        一種用于霧霾路段的電動自行車自動限速裝置的軟件部分設(shè)計

        2014-04-29 00:44:03楊潤東杜世勤吳宏杰
        電腦迷 2014年11期
        關(guān)鍵詞:電動自行車裝置

        楊潤東 杜世勤 吳宏杰

        摘 要 2013年來,全國平均霧霾日數(shù)為4.7天,是近52年以來最多的一年。霧霾天氣促使空氣質(zhì)量惡化,使得呼吸道疾病易發(fā)。此外,霧霾天氣導致道路的能見度變差,高速行駛的汽車,容易造成諸如多車相撞等交通事故,給國家和人民群眾生命財產(chǎn)造成重大損失。本模擬裝置的設(shè)計旨在通過對霧霾天氣中PM2.5細小顆粒物濃度的測量、感應(yīng)進而控制電動自行車的速度以達到安全行駛的目的,并使駕駛?cè)藛T盡可能少吸入大氣中的細小顆粒物。本模擬設(shè)計采用5V直流電機來代替電動自行車電機,用單片機系統(tǒng)最終實現(xiàn)了

        關(guān)鍵詞 霧霾路段 電動自行車 車速控制 裝置 軟件部分設(shè)計

        中圖分類號:TP23 文獻標識碼:A

        1本設(shè)計的具體要求

        (1)GP2Y1010AU夏普粉塵傳感器感應(yīng)空氣中的細小顆粒物(霾)與肉眼看不見的小水珠(霧),一旦PM2.5濃度值達到100%eg/m3以上,5V直流電機(用5V直流電機來模擬電動自行車電機)立即減速;

        (2)電機使用PWM技術(shù)來進行轉(zhuǎn)速的控制;

        (3)用光電傳感器對電機進行測速;

        (4)將電機的轉(zhuǎn)速顯示在1602液晶顯示屏上面的第一排,PM2.5的濃度值顯示在液晶顯示屏上的第二排。

        根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求,主要分為幾個大部分。軟件與硬件相結(jié)合實現(xiàn)系統(tǒng)所需功能。硬件部分主要有GP2Y1010AU夏普粉塵傳感器感信號采集部分,5V直流電機驅(qū)動與速度檢測部分和1602液晶顯示屏參數(shù)顯示部分以及包括單片機晶振電路,復位電路,供電模塊等四部分在內(nèi)的其他部分;軟件部分主要有三部分,加速度信號采集處理,脈沖測速部分,狀態(tài)控制輸出部分。

        2裝置的軟件部分設(shè)計

        2.1 5V直流電機PWM控制設(shè)計

        本設(shè)計的PWM是通過單片機P3.4端口不斷地產(chǎn)生一定比例的低電平與高電平來產(chǎn)生的。PWM周期為500ms,即0.5s,將其分為10份,1/10的周期為50ms。5V直流電機的PWM占空比在正常狀態(tài)下為50%,PWM_ON=5;當PM2.5濃度值超過100%eg/m3時,電機減速,PWM占空比為20%,PWM_ON=2。圖1是占空比為20%的PWM波形,其低電平時間占一個周期的2/10。

        2.2 5V直流電機測速程序流程圖

        先定時0.5s,檢測光電傳感器產(chǎn)生的脈沖數(shù)(下降沿觸發(fā)產(chǎn)生脈沖)。例如,假設(shè)0.5s內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)為10,1s內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)為10*2=20。由于本設(shè)計的光電砝盤設(shè)置有4個孔,所以電機的轉(zhuǎn)速為20/4=5r/s。

        2.3 GP2Y1010AU夏普粉塵傳感器檢測程序設(shè)計

        (1)輸入信號設(shè)置

        輸入信號采用周期為10ms,輸入高脈沖的寬度為0.32ms,如圖2所示。

        (2)采樣信號設(shè)置

        對于采樣信號,需要等到輸入信號出現(xiàn)高脈沖以后計時0.28ms進行采樣,如圖3所示。

        參考文獻

        [1] 佳寧.告別霧霾要等多少年[J].晚晴,2014,14(5):1-2.

        [2] 范化明.電動自行車智能控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].東華大學,碩士學位論文,2010:23-24.

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