低速车辆速度测量系统设计开题报告.doc

中 北 大 学 信 息 商 务 学 院毕业设计开题报告学 生 姓 名：ck学 号：10050543学 院、系：信息与通信工程专 业：自动化设 计 题 目：低速车辆速度测量系统设计指导教师:沈小林 2014年03月9日毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述研究的目的与意义自行车被发明及使用到现在已有两百多年的历史，这两百年间人类在不断的尝试与研发过程中，将玩具式的木马车转换到今日各式新颖休闲运动自行车，自行车发展的目的也从最早的交通代步的工具转换成休闲娱乐运动的用途。尤其是近几年来，电动自行车已经成为每家每户的必备交通工具。随着居民生活水平的不断提高，自行车不再仅仅是普通的运输、代步的工具，而是成为人们娱乐、休闲、锻炼的首选。因此，人们希望自行车的功用更强大，能给人们带来更多的方便。自行车的速度里程表能够满足人们最基本的需求，让人们能清楚地知道当前的速度、里程等物理量。自行车里程速度表作为自行车的一大辅助工具也正是随着这个要求而迅速发展的，其功能也逐渐从单一的里程显示发展到速度、时间显示，甚至有的还具有测量骑车人的心跳、显示骑车人热量消耗等功能。本人所述的自行车测速系统主要具有查看当前速度，和行驶的里程的功能。基于单片机设计而成，具有使用价值。国内外发展现状及前景近几十年来，主要工业化国家为电动车的开发投入了大量的人力和财力，电动车的各项相关技术也取得了重大的进展。尽管电动车在能源和行驶里程的研制方面，至今尚未取得突破性的进展，但是电动车的美好前景仍然激励着人们锲而不舍地开发新型电动车，改善其性能。处于世纪之交的今天，能源和环境对人类的压力越来越大，要求尽快改善人类生存环境的呼声越来越高。为了适应这个发展趋势，世界各国的政府、学术界、工业界正在加大对电动车开发的投资力度，加快电动车的商品化步伐。虽然目前电动车在能源和行驶里程方面还未能尽如人意，但已足以满足人们的基本需要。从技术发展的角度来看，在走过了漫长而艰难的发展历程之后，电动车正面临着重大的技术突破，有望成为21世纪的重要交通工具。在大都市中，电动车作为一种小型、中速和短途的日常交通工具，是十分理想的。电动车的开发关系到能源、环保、交通和高科技的发展以及新兴工业的兴起，它将推动整个国民经济的发展，成为新的经济增长点。电动车将使能源的利用多元化和高效化，达到能量的可靠、均衡和无污染地利用。从环保的角度来看，电动车是无排放交通工具，即使计及发电厂所增加的排气，从总量上来看，它也将使空气污染大为减少。此外，电动车比传统的燃料汽车更易实现精确的控制，智能交通系统则有可能率先通过电动车来实现，从而提高道路利用率和交通安全。近年来，各种显示高新技术的电动车层出不穷，日新月异。所以研究自行车的测速系统有着非常重要的实用意义。传统电动自行车速度测量系统的显示面板大，多为机械指针式，它的缺点是体积大、重量沉、反应慢，看起来不够直观与方便。如果能用 (C)直接显示出来里程数或速度值，就可节省用户的时间及精力处理自行车行进过程中的突发事件。此次课设设计的速度与里程表以单片机和传感器为核心。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用C 模块进行显示，使得电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。所以设计测速表很有必要和实现意义。基于单片机的自行车测速系统最终实现目标是:自行车的速度里程表具有里程、速度测试与显示功能，采用单片机作控制，显示电路可显示里程及速度。使行驶自行车的使用者通过一目了然的观察速度与里程表知道自己的运动情况，并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳运动的效果。此设计以单片机为处理核心，运用到传感器的测速系统和显示器的显示功能显示出速度与里程。以实现对自行车速度的测量。为此设计，我查阅了很多数据库，如：万方数字化图书馆，中国学术期刊来源文献，中国知网，中国国家数字图书馆，超星数字图书馆，网络公开资源来源文献，spinger link来源文献等。我主要通过标题和与标题相关的关键字进行检索，还加上一些简单的检索式进行筛选文献。此外，还通过索引进行较全面的检索，得到了与此相关的各种文献。 根据老师要求，我主要检索了30篇左右的文献，其中大部分有实用价值。 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一研究内容1测速系统脉冲计数法是智能测速系统中常用的方法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入微处理器中进行计数，即可获得转速的信息。可以有多种方式来获得脉冲信号。将光电传感器安装在转轴上，当扇叶经过时，可产生脉冲信号。但是光电传感器对灰尘、油污等比较敏感，因此不适宜安装在车轮上。光电编码器和霍尔传感器都不怕灰尘和油污，且都广泛应用于工业现场。但是光电编码器价格较昂贵，霍尔传感器价格便宦且具有体积小、灵敏度高、响应速度快、温度性能好、精确度高、可靠性高等特点，能很好地满足车轮测速系统设计的需要。所以本设计采用霍尔元件对里程与速度进行测量，既简单易行，又经济适用。杨继生 ，刘芬在霍尔传感器A44E在车轮测速中的应用研究中详细介绍了霍尔传感器A44E如何获得稳定的脉冲信号，从而实现对车速进行智能测量的方案。该系统采用霍尔传感器作为脉冲发生器，具有成本低、性能好、构造简单、在机车处于恶劣的环境系统中具有很强的抗干扰能力。另外它除了可实现速度里程表功能外，还能存储行驶过程重要数据，为自行车定期保养检修提供可靠数据，并可作为分析事故原因提供依据。使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的齿轮盘上粘上一粒磁钢，霍尔元件固定在前叉上，当车子转动时霍尔元件靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在齿轮盘上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。测试结果表明，运用该方案实现的系统能很好的达到对车轮测速的要求。2 显示模块选择单片机系统中常用的显示器有：发光二极管LED显示器、液晶LCD显示器等。在这里由于单片机测速系统比较简单，所以只考虑LED显示器和LCD显示器。LED显示器工作方式有两种静态显示方式和动态显示方式。方案一 LED静态显示器：静态显示的特点是每个数码管的段选必须接一个8位数据线来保持显示字形码。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。LED动态显示器：动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。方案二 用液晶显示器LCD显示信息。LCD显示器工作原理就是利用液晶的物理特性；通电时排列变得有序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过，说简单点就是让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透 。本课题选用LCD动态显示器。任务分析与实现本设计的任务是：以通用AT89C52单片机为处理核心，用传感器将车轮的转数转换为电脉冲，进行处理后送入单片机。里程及速度的测量，是经过AT89C52的定时/计数器测出总的脉冲数和每转一圈的时间，再经过单片机的计算得出，其结果通过LCD显示器显示出来。本系统总体思路如下：假定轮圈的周长为L，在轮圈上安装m个永久磁铁，则测得的里程值最大误差为L/m。经综合分析，本设计中取m=1。当轮子每转一圈，通过开关型霍尔元件传感器采集到一个脉冲信号，并从引脚P3.2中断0端输入，传感器每获取一个脉冲信号即对系统提供一次计数中断。每次中断代表车轮转动一圈，中断数n轮圈的周长为L的乘积为里程值。计数器T1计算每转一圈所用的时间t，就可以计算出即时速度v。当里程键按下时，里程指示灯亮，LCD切换显示当前里程，与当速度键按下时，速度指示灯亮，LCD切换显示当前速度。要求达到的各项指标及实现方法如下：1. 利用霍尔传感器产生里程数的脉冲信号。2. 对脉冲信号进行计数。实现：利用单片机自带的计数器T1对霍尔传感器脉冲信号进行计数。3. 对数据进行处理，要求用LCD显示里程总数和即时速度。实现：利用软件编程，对数据进行处理得到需要的数值。最终实现目标：自行车的速度里程表具有里程、速度测试与显示功能，采用单片机作控制，显示电路可显示里程及速度。文献综述主要是在参考各种资料和相关的专业文献的基础上完成的，所参考的专业文献在论文中已经列单出来，但还有部分来源资料参差不齐不能在论文中详细列出，在这里也说明一下。 参考文献1 李文峰. 新型电动自行车电子测速系统J.2 张怀强，周通. 基于单片机与光电传感器的电动自行车速度与里程表的设计J.3 阎焕忠, 王长涛, 马斌. 单片机控制里程转速表的设计. 沈阳建筑工程学院学报（自然科学版）,2002, 4: 145-148.4 董燕飞，董良师，王洪林. 基于单片机的自行车测速系统设计J.5 王会青，贾策. 基于单片机的转速测试系统J.6 林伸茂89C51单片机彻底研究基础篇M北京：人民邮电出版社7 王艳. 基于AT89C52的自行车里程速度计设计制作J.8 杨继生 ，刘芬. 霍尔传感器A44E在车轮测速中的应用研究J.9 郝建国，郑燕单片机在电子电路设计中的应用M北京：清华大学出版社，200610 高钱森,褚强. 无接触式自行车速度计的设计与制作J.11 王贵悦，新编传感器实用手册.水利电力出版社.2002：67-8912 自行车电子里程表的初步设计 刁文兴 南京工业职业技术学院 后勤总公 司 江苏 南京 13 数字式汽车里程表的设计 诸德宏, 潘天红, 朱湘临 江苏大学电气信息工程学院 , 江苏 镇江 14 电子车速里程表的单片机实现方案王锁弘， 威海双丰电子传感有限公司 山东 威海 15 张福学。传感器使用电路150例.中国技术出版社M.1992年16 Embedded Microcontrollers and Processor Design，嵌入式微控制器与处理器设计，Greg Osborn，机械工业出版社17 Altium Design