车载安全系统的研究与设计

1、一、设计背景 随着社会的发展，车载安全系统在交通安全中起着越来越大的作用，但仍然不可避免发生意外情况。车载安全系统为避免事故发生提供了重要的保障。因此，车载安全系统的开发具有重要意义。二、设计思路小小车车模模拟拟系系统统 车速测量1 车距测量2超速报警3液晶显示4 智能避障 5车车载载安安全全系系统统 车速检测方案 车距检测方案三、方案的论证与选择1、车速测量方案一、利用霍尔开关测速原理：霍尔效应霍尔效应的灵敏度高低与所加磁场的磁感应强度成正比的关系。 霍尔开关 有源磁电转换器件， 把磁输入信号转换成实际应用中的电信号。输入端是以磁感应强度B 来表征的，当B 值达到一定的程度（如B1）时，霍尔

2、开关内部的触发器翻转，霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。由单片机检测电平变化来计数。 方案二、计数对射传感器 原理：采用对射式红外头，当红外线发射端发出红外线经过车轮中心小孔时，接收端将收到红外线，产生一个低电平通过比较器输出，进而产生一个高低电平的脉冲变化送至单片机。利用单片机的外部中断处理实现计数测速功能。 光电编码盘 传感器内部电路图综上，我们选择方案二（对射式计数传感器）。2、车距的测量方案一 红外线测距方案二 超声波测距红外线测距红外线测距原理： 红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同。缺点： 设计测距时，容易受到周围的光线干扰，造成误触发。超声波测距 测距原理（时间差测距法）

3、： 超声波在传播中碰到障碍物就立即返回来，记录超声波往返时 间可计算距离。 超声波在空气中的传播速度：v=340m/s， 则距障碍物的距离s=340t/2 缺点：温度变化时超声波速度会变化。 一、测速模块 测速过程 由单片机外部中断INT0对检测到的高低电平变化的脉冲进行计数，其仿真模型如图所示：四、设计过程驱动部分L298N特点：a、可以驱动两个直流电机 b、输出电压最高可达50V c、输出电流可达25 A d、控制电路简单，使用方便在本系统中的应用： a、由单片机的I/O口提供信号驱动电机驱动电机 b、输入控制电平，控制电机的正反转，进而控制小车小车转向转向 c、输入脉冲信号控制电机的速度

4、进而控制小车速度小车速度 车速换算 光电编码盘共有20 个孔，即车轮每转一圈，传感器会输出20个下降沿，在外部中断服务程序中计数变量counter增量为20。车轮直径： d=0.065m，计算车行进的距离为L，定时器定时每隔1秒显示L即为车速n。所用传感器：US-020 输入一个10US以上的高电平，触发模块测距，系统便可发出8个40KHZ的超声波脉冲，然后测回波信号。当检测到回波信号后，通过Echo管脚输出一个高电平，电平宽度为超声波往返时间之和。 根据往返时间可以计算距离值。 即距离值为：(高电平时间*340m/s)/2。2、车距测量五、程序设计1、程序设计框图2、程序设计流程图1、所达到

5、的指标： 可灵活控制小车速度； 随时测量并显示速度值、车距； 设定一个速度值，当小车速度超过此值就会发出信号报 警并减速； 设定一个距离值，当小车与障碍物距离达到此值就报警转 弯避障； 根据速度不同报警车距不同；六、结果性能分析2、需要改进的地方： 系统的精度不是很高，我们采用的是开环的控制方式。 改进：采用闭环控制方案，提高精度。 本系统中没有考虑不同的道路及环境下车速的限定值 不一样。 改进：根据不同的环境设定车速 设计的系统简单，实际的车载安全系统较为复杂。 改进：增加功能设计，达到更好的模拟。结合生活实际模拟设计结合生活实际模拟设计1物理、单片机、电路、控制物理、单片机、电路、控制2霍尔效应、红外、超声波霍尔效应、红外、超声波3软件仿真与实际结合软件仿真与实际结合4七、作品概况八、作品实物及其应用速度检测，提醒驾驶员不超速智能减速，报警一段时间驾驶员不采取措施时就自动减速车距检测，实时报警提醒避障在道路上行驶时根据车速不同确定不同报警车距九、创新点 小车系统模拟现实的车载系统 超速报警 智能避障 速度不同的报警距离