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(gè)重要的課題，有必要設(shè)計(jì)一種車輛安全駕駛預(yù)警系統(tǒng)。本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心控制器件，利用霍爾傳感器、激光測(cè)距傳感器等等采集車輛信息，經(jīng)單片機(jī)處理、運(yùn)算，實(shí)時(shí)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(jī)提供判斷依據(jù)，保證行駛安全。

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

中圖分類號(hào)： TP368 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 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(guó)科技與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的出行方式日益多樣化，但是也帶來(lái)了一個(gè)重要的問(wèn)題，怎么能提高出行的安全。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)的交通事故發(fā)生率是世界上最多的國(guó)家，每年大約有50萬(wàn)起交通事故，因道路交通安全事故傷亡人數(shù)超過(guò)20萬(wàn)人。對(duì)公路交通事故的分析表明，80%以上的交通事故由司機(jī)反應(yīng)不及時(shí)引起，65%的車輛相撞屬于追尾相撞，如果司機(jī)能夠提前1～2S意識(shí)到危險(xiǎn)情況，并及時(shí)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(jī)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(dòng)防御安全事故，當(dāng)事故來(lái)臨時(shí)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(jì)一種基于單片機(jī)的車輛安全駕駛系統(tǒng)，對(duì)于因司機(jī)看手機(jī)、聊天等外界干擾導(dǎo)致的車禍，針對(duì)性開(kāi)發(fā)了一種基于單片機(jī)的車輛安全駕駛預(yù)警系統(tǒng)，預(yù)防由于車速過(guò)快或車距過(guò)近的安全事故。

1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機(jī)作為核心控制芯片，主要是運(yùn)用激光測(cè)距傳感器去測(cè)量車輛前方障礙物的距離，通過(guò)單片機(jī)的處理對(duì)數(shù)據(jù)做出判斷，從而去提醒司機(jī)是否需要減速。本系統(tǒng)除了對(duì)車距進(jìn)行預(yù)警外，對(duì)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(cè)量車輛速度，當(dāng)達(dá)到限制速度時(shí)會(huì)提醒司機(jī)減速行。此系統(tǒng)會(huì)將速度和車距顯示在LCD液晶顯示屏上，以供司機(jī)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(jì)

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

相位激光測(cè)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(gè)鏡頭，能夠準(zhǔn)確測(cè)量距離。

霍爾傳感器的作用是測(cè)量速度，其能夠在磁鐵經(jīng)過(guò)傳感器時(shí)輸出一個(gè)高電平，使用單片機(jī)檢測(cè)單位時(shí)間高電平的數(shù)量，從而計(jì)算出速度，本設(shè)計(jì)選用FC-03霍爾傳感器。

溫度傳感器能測(cè)量車內(nèi)溫度，當(dāng)車內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)發(fā)出警報(bào)，本設(shè)計(jì)選用DS18B20溫度傳感器。

液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示速度、距離和溫度，本設(shè)計(jì)選用OLED液晶顯示屏。

按照?qǐng)D1中系統(tǒng)各模塊關(guān)系，設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路并連接實(shí)物，如圖2所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本次軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言為程序語(yǔ)言，它具有易編寫，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活等特點(diǎn)。程序的編譯使用Keil公司研發(fā)的Keil uVision5編譯軟件，使用時(shí)應(yīng)使其程序0錯(cuò)誤0警告方可下載程序到單片機(jī)內(nèi)。主程序設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。

4 系統(tǒng)調(diào)試

經(jīng)實(shí)物測(cè)量，測(cè)速模塊、測(cè)距模塊均能正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期功能，在預(yù)期功能上添加溫度測(cè)量和報(bào)警。當(dāng)速度、距離或溫度有一個(gè)超過(guò)閾值時(shí)，警報(bào)響起，提示燈點(diǎn)亮。

經(jīng)測(cè)量，當(dāng)車輛距離未超過(guò)事先設(shè)定的閾值1m時(shí)，警報(bào)不會(huì)報(bào)警，提示燈不點(diǎn)亮，當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)，警報(bào)響起，提示燈點(diǎn)亮，距離測(cè)量實(shí)際誤差2cm以內(nèi)。

經(jīng)測(cè)量，當(dāng)車速不超過(guò)事先設(shè)定的閾值20m/s時(shí)，警報(bào)不會(huì)響起，提示燈不會(huì)點(diǎn)亮，當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)，警報(bào)響起，提示燈點(diǎn)亮，速度測(cè)量誤差1m/s以內(nèi)。

5 結(jié)論

本系統(tǒng)以單片機(jī)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(jī)處理、運(yùn)算，實(shí)時(shí)反映車輛周圍障礙物距離與速度，并利用LCD液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示車況。本系統(tǒng)具有危險(xiǎn)預(yù)警（給出建議調(diào)整速度和位置）、自動(dòng)減速的功能，保證行駛安全。

【參考文獻(xiàn)】

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