电动车测速报警系统设计.doc

电动车测速报警系统设计一、 前言 在全球倡导绿色环保的大趋势下，我国加大了对车辆排放和噪声的管理，由于电动自行车具有无污染、低噪声和轻便快捷等优点，是一种绿色环保的交通工具。随着我国城市规模的迅速扩大及农村道路的日益改善，长期依靠脚踏自行车的人们将会把目标转向电动自行车，对电动自行车需求也会越来越大。人们对环境的关注以及相关技术的更新，有力地促进了电动自行车的发展。我国电动车的研究相比欧美国家起步较晚。直到上个世纪90年代中期，我国才掀起开发研究的高潮，但主要集中在上海、北京、广东等地，到90年代后期基本覆盖全国主要经济发达地区如江苏、浙江、山东等省。虽然我国电动车研究起步晚，但从技术角度来看，我们并不落后于世界。我国电动自行车产业基本保持与世界同步发展水平。 设计以AT89C2051为核心，通过光电传感器来检测电动车的运转情况进而实现电动车的速度，里程的计算及里程的累计，存储 ，最后用4位的LED能直观的将速度显示给用户，并且在速度高于一定的值时可自动向用户报警，从而达到智能速度里程表。二、 发展现状随着计算机的高速发展测速报警系统也越来越完善，应用在更多的方面，如： 在公路上，建立违章监控和超速布控系统，实现对公路上监控区域内通行的车辆进行实时监视、抓拍、报警、记录保存车辆通行的信息和车流量数据并进行集中有效的管理，为公安部门打击盗枪和走私机动车犯罪、查缉交通肇事逃逸案件、分析交通状况、加强交通管理提供有效的技术支持。在铁路上，随着铁路路况的改善以及列车性能的提高,近年来列车已经大幅度提速。列车提速后带来的经济效益和社会效益十分显著。但高速行驶的列车却给铁路维护带来不便,在施工路段因列车减速不够或没有减速而造成路面损坏、人身事故时有发生。因此,有必要研制一种列车测速与报警系统,在离施工现场一定距离处,安装两套这样的装置。当列车经过测速传感器时,系统测得列车通过的时速,通过无线发射台,将列车的时速传送给列车司机以及施工现场的工人,司机收到语音提示后开始减速,以安全通过施工现场,避免事故的发生。根据以上的发展状况对于电动车测速报警系统是势在必行的。相信在不久的将来测速报警系统会给人们的出行带来越来越的方便，越来越多的安全。三本课题研究内容 本设计以AT89C2051为核心，通过霍尔传感器来检测自行车的运转情况进而实现电动自行车的速度，最后用2位的LED能直观的将速度与里程显示给用户，并且在速度高于一定的值时可自动向用户报警，从而达到智能化。主要研究内容:1.传感器电路模块设计光敏电阻对光特别敏感，当白天行驶时，外界光敏电阻对光特别敏感，当黑天行驶时，外界光源导致光敏电阻发出错误信号；光敏电阻对环境的要求相当高，如果光敏电阻或发光二极管被泥沙或灰尘所覆盖，光敏电阻就不能再进行测量；在雾天和雨天光敏电阻的测量的效果也不好。而编码器必须安装在车轴上，这样安装就会给用户带来很多不便。霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，是一个3端器件，外形与三极管相似，只要接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（OC）门输出，工作电压范围宽，由霍尔元件加整形电路构成的霍尔开关系统，具有输出响应快，数字脉冲性能好，安装方便，性能可靠，不受光线、泥水等因素影响。所以本设计采用霍尔传感器。2.电源电路设计 本系统采用的是MC34063制作的降压变换电源。由于电动车电瓶的电源电压大多是24V，36V，48V等，所以把电瓶电源24V转换为单片机所需要的电压5V。MC34063是一单片双极型线性集成电路,专用于直流-直流变换器控制部分.片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关,能输出1.5A的开关电流.它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器。特点:能在3.0-40V的输入电压下工作；短路电流限制；低静态电流；输出开关电流可达1.5A(无外接三极管)；输出电压可调工作振荡频率从100HZ到100KHZ。MC34063是一种开关型高效DC/DC变换集成电路。它的内部含有具有温度补偿的基准电压源、比较器、具有限电流电路的占空比可控的振荡器、驱动器和大电流输出开关管。3.存储器电路模块设计 在本设计中用芯片AT24C02.AT24C02的1、2、3脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。在AT89C2051试验开发板上它们都接地，第8脚和第4脚分别为正、负电源。第5脚SDA为串行数据输入/输出，数据通过这条双向I2C总线串行传送，在AT89C2051试验开发板上和单片机的P3.5连接。第6脚SCL为串行时钟输入线，在AT89C2051试验开发板上和单片机的P3.6连接。SDA和SCL都需要和正电源间各接一个5.1K的电阻上拉。第7脚需要接地单片机从AT24C02内部的地址向单片机的读出单元字节读出数据，供显示所用。4.报警电路设计 语音报警电路的核心是WTV040语音芯片。当电动车的行使速度达到或超过测速器预设速度时，测速器单片机往外发出一个低电平，直接拉低I/O口P01的电平，使WTV040语音芯片被触发，点亮报警指示进行提示并触发语音进行报警。5.显示电路设计 显示模块用74HC164驱动数码管显示，数码管,驱动电路等组成显示电路，使用共阳数码管。P3.3-P3.4为数码管的动态扫描位驱动。P1.6，P1.7作数码段码输出。6.掉电保护电路设计 为了用户方便、节省电能，本设计加入了系统自动开启与关断功能。当电动车由静止开始移动时，系统自动开启。当电动车的速度小于0.1KM/H(261.5型)时，系统认为电动车已停止，经过10S的延时系统关断电源，单片机进入掉电状态。 本文研究的内容，从软件和硬件方面充分利用了所学过的知识，并进行了拓展。进一步学习到更多的实践经验。三、 结论 本设计以AT89C2051为核心，利用单片机的运算和控制功能，并采用系统化LED显示模块实时显示所测速度的设计方案，以及串口数据存储电路和系统软件。实现了电动车速度即时显示，并可通过控制两个按键显示速度或里程。当速度超过限定时就会产生语音报警。 参考文献1谢维成，杨加国单片机原理与应用及C51程序设计M北京：清华大学出版社2 王田苗嵌入式系统设计与实例开发M北京：清华大学出版社3 夏靖波，王航，陈雅蓉嵌入式系统原理与开发M西安：西安电子科技大学出版社4 杨恒ARM嵌入式系统设计与实践M西安：西安电子科技大学出版社5王萍C+面向对象程序设计M北京：清华大学出版社6赵家贵主编.新编传感器电路设计手册.中国计量出版社.2002.97丁杰元主编.单片机微机原理及应用.机械工业出版社 .1998.88沙占友等主编.单片机外围电路设计.电子工业出版社. 2003.1 9张新颖单片机原理与接口技术哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，200210杨志忠数字电子技术基础北京：高等教育出版社，200411余发山主编.单片机原理及应用技术.中国矿业大学出版社.2003.12.21-3212董爱华主编.检测与转换技术.中国电力出版社.2007.1213康华光主编.电子技术基础数字部分（第五版）.2006.137-153 430-46014Yang. Y., Yi. J., Woo, Y.Y., and Kim. B.: Optimum design for linearity and efficiency of microwave Doherty amplifier using a new load matching technique, Microw. J., 2001, 44, (12), pp. 203615R. Dye, “Visual Object-Ori