嵌入汽车防撞系统的设计与制作(附件)【字数：8956】
摘 要随着我国汽车制造技术的发展和公路网的建设，许多人开始自己开车，但汽车的增加不单单是给人们的日常出行带来了便利同时也增加了危险性。危险无处不在，所以在本研究中，我们针对这一点，设计了一套积极的安全预防方案，以避免意外事故发生。本研究指在降低交通事故的发生率，减少交通事故所造成的损害，防范于未然。该方法结合传感器设计技术、图像监控系统技术、超声波测距技术、电子机械制动系统技术，由智能系统的嵌入式防撞系统组成，并提出了设计方案。此外，采用嵌入式防撞技术，可以有效地解决PC平台上出现的功能部件冗余和体积较大的问题，解决车载系统可能带来的缺点和昂贵的成本。设计了一个基于AT89C51的嵌入式防撞距离测量系统。驾驶员可以在行驶过程中监控汽车与障碍物的距离，当汽车的距离小于安全值时，则会发出报警，汽车自动刹车。利用超声波测距算法和嵌入式各自的优势,设计一款非特定车、小距离、高精度的汽车防撞报警系统。为了提高汽车防撞主控系统的稳定性和灵敏度，本设计采用usr-322作为信息传输模块的主要组成部分，当超声波模块检测到距离过近时报警防撞，步进电机自动刹车，提高系统的运行性能。
目录
一、引言 6
（一）研究背景 6
（二）研究意义 6
（三）总体设计 7
（四）原理框图 7
二、系统硬件设计 8
（一）AT89C51单片机介绍 8
（二）步进电机设计 9
（三）超声波测距检测模块设计 10
1.超声波测距介绍 10
2. HCSR04超声波测距模块的性能特点及工作原理 11
3. HCSR04的管脚排列和电气参数 12
4. 超声波系统组成及测距原理 13
（四）LED数码管显示模块设计 14
1.主要功能 14
2.显示电路 14
（五）蜂鸣器报警防撞模块设计 15
（六）按键电路设计 15
（七）复位电路设计 16
（八）电源电路设计 16
三、软件设计 17
（一）设计思路 17
（二）主程序设计 18
（三）显示子程序设计 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
（四）距离过近报警防撞子程序设计 20
（五）按键子程序设计 20
四、实物制作与调试 21
（一）系统实物制作 21
（二）系统实物调试 22
总结 23
参考文献 24
致谢 25
附录 26
附录一 原理图 26
附录二 程序 33
一、引言
（一）研究背景
随着当今社会的快速发展，科技越来越先进，汽车行业也从原来的稀有到如今的普遍，再往后的日子中，人们对于汽车的需求也会越来越广泛，汽车的使用量也会越来越普遍。汽车的使用给人们带来了便利，但是同样也带来了一定的风险。随着汽车的使用量增加，公路也慢慢出现了负担。不仅是公路拥堵，还有一定的安全问题。现在的汽车越来越先进，车速也越来越快，恶性交通事故也在无时无刻的发生。谁都不能预测到意外的发生，交通事故起因各有不同。既有车辆本身，也有人为因素，还有天气，公路等等，都是人们始料未及的。
如今我国的道路交通安全形势依然很严峻，经统计，我国每年因道路交通安全事故伤亡人数超过20万人。相比较国外的交通事故率大大低于我国，我国是其他国家的几十倍，这是一个很惨痛的伤亡。如今，我国的交通事故总量仍然居于高位，死亡人数大约占据全国总量的80%，相比较而言看起来更加危险。交通事故的伤亡率堪比战争，成为仅次于疾病的恶性杀手，劳命伤财。不论是肇事者还是受害者都是一种伤害。
然而在这些事故中，最根本的原因还是驾驶员本身。因此，我们先从驾驶员入手，现在利用先进的技术来保证汽车和驾驶员安全，就十分的重要。国内外著名的研究组织、机构、大学和汽车制造商已经开始积极的研究和预防汽车防撞系统。在当今这种日益增加的交通事故率，对于汽车防撞系统的研究必然具有一定的市场前景，希望这一研究可以大大的降低和改善交通事故率。
智能交通系统又称智能运输系统，它的前身是智能交通车辆道路系统。它是目前世界上交通运输科学技术的前沿技术，它在道路、车辆以及驾驶员之间将快速的建立通讯联系，无论是发生交通事故，或是道路拥挤它都可以以最快的速度将信息传达给驾驶员和道路交通的管理人员。近年来，我国智能交通系统水平正在逐步提升，已经成为我国智慧城市建设的重要领域。
（二）研究意义
从技术角度看，汽车防撞主控系统的设计与实践，加速了嵌入式防撞控制技术的发展，并在车内嵌入汽车防撞主控系统，实时监控距离并发送到驾驶员遥控器控制。必须从技术角度更新现有的信息转让技术。在传统无线传输的基础上，提高了短程信号传输的稳定性。报警防撞灵敏度等。从应用角度看，车辆碰撞预防系统实时报警车辆和障碍物，在距离较低时报警，并自动刹车，防止碰撞，有效防止低于安全距离的车辆之间发生交通事故。
（三）总体设计
基于人车路危险状态监测的车辆自动安全报警防撞干预系统，包括运行环境和车辆状态全方位传感技术等关键技术。基于驾驶员监控和操作识别技术的安全驾驶策略优化技术是基于交通环境和驾驶员状态的自适应干扰技术。该系统通过人车系统和道路系统的反馈实现联合决策和协同决策。在该系统中，驾驶员感知动态环境信息和车辆运行状态信息，并通过各种车辆传感器将其传输到嵌入式防撞系统中。嵌入式防撞系统将一些决策信息直接发送到汽车的各种汽车安全装置上，传递给驾驶员，提供驾驶员参考和决策。试点根据实际情况确定相应措施，采取相应措施，整合各种先进技术。在汽车自动安全系统中，驾驶员可以获取各种信息，如前方路况、拥挤程度、线路走向、故障诊断、防撞警告等，这些数据全部传达给驾驶员过于繁琐，所以必须按照“优先级”最高的原则过滤数据信息。确保最快的让驾驶员理解，并找出重点防范。本设计模拟了一个报警防撞系统，内置系统产品需要有更大的整体理论知识和操作动手能力。该设计具备单片机原理与应用、嵌入式应用、C语言编程、传感器检测与控制技术、射频识别技术、物理网应用技术、微机原理及应用等硬件知识。希望通过嵌入式防碰撞技术的发展可以从根本上解决人们的交通安全问题。
（四）原理框图
系统是由AT89C51单片机为核心，通过单片机来控制其他模块。系统主要包括电源、超声波发射器、超声波接收器、按键控制、4位数码管显示模块、蜂鸣器报警模块、刹车系统。系统原理框图如图1所示。
目录
一、引言 6
（一）研究背景 6
（二）研究意义 6
（三）总体设计 7
（四）原理框图 7
二、系统硬件设计 8
（一）AT89C51单片机介绍 8
（二）步进电机设计 9
（三）超声波测距检测模块设计 10
1.超声波测距介绍 10
2. HCSR04超声波测距模块的性能特点及工作原理 11
3. HCSR04的管脚排列和电气参数 12
4. 超声波系统组成及测距原理 13
（四）LED数码管显示模块设计 14
1.主要功能 14
2.显示电路 14
（五）蜂鸣器报警防撞模块设计 15
（六）按键电路设计 15
（七）复位电路设计 16
（八）电源电路设计 16
三、软件设计 17
（一）设计思路 17
（二）主程序设计 18
（三）显示子程序设计 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
（四）距离过近报警防撞子程序设计 20
（五）按键子程序设计 20
四、实物制作与调试 21
（一）系统实物制作 21
（二）系统实物调试 22
总结 23
参考文献 24
致谢 25
附录 26
附录一 原理图 26
附录二 程序 33
一、引言
（一）研究背景
随着当今社会的快速发展，科技越来越先进，汽车行业也从原来的稀有到如今的普遍，再往后的日子中，人们对于汽车的需求也会越来越广泛，汽车的使用量也会越来越普遍。汽车的使用给人们带来了便利，但是同样也带来了一定的风险。随着汽车的使用量增加，公路也慢慢出现了负担。不仅是公路拥堵，还有一定的安全问题。现在的汽车越来越先进，车速也越来越快，恶性交通事故也在无时无刻的发生。谁都不能预测到意外的发生，交通事故起因各有不同。既有车辆本身，也有人为因素，还有天气，公路等等，都是人们始料未及的。
如今我国的道路交通安全形势依然很严峻，经统计，我国每年因道路交通安全事故伤亡人数超过20万人。相比较国外的交通事故率大大低于我国，我国是其他国家的几十倍，这是一个很惨痛的伤亡。如今，我国的交通事故总量仍然居于高位，死亡人数大约占据全国总量的80%，相比较而言看起来更加危险。交通事故的伤亡率堪比战争，成为仅次于疾病的恶性杀手，劳命伤财。不论是肇事者还是受害者都是一种伤害。
然而在这些事故中，最根本的原因还是驾驶员本身。因此，我们先从驾驶员入手，现在利用先进的技术来保证汽车和驾驶员安全，就十分的重要。国内外著名的研究组织、机构、大学和汽车制造商已经开始积极的研究和预防汽车防撞系统。在当今这种日益增加的交通事故率，对于汽车防撞系统的研究必然具有一定的市场前景，希望这一研究可以大大的降低和改善交通事故率。
智能交通系统又称智能运输系统，它的前身是智能交通车辆道路系统。它是目前世界上交通运输科学技术的前沿技术，它在道路、车辆以及驾驶员之间将快速的建立通讯联系，无论是发生交通事故，或是道路拥挤它都可以以最快的速度将信息传达给驾驶员和道路交通的管理人员。近年来，我国智能交通系统水平正在逐步提升，已经成为我国智慧城市建设的重要领域。
（二）研究意义
从技术角度看，汽车防撞主控系统的设计与实践，加速了嵌入式防撞控制技术的发展，并在车内嵌入汽车防撞主控系统，实时监控距离并发送到驾驶员遥控器控制。必须从技术角度更新现有的信息转让技术。在传统无线传输的基础上，提高了短程信号传输的稳定性。报警防撞灵敏度等。从应用角度看，车辆碰撞预防系统实时报警车辆和障碍物，在距离较低时报警，并自动刹车，防止碰撞，有效防止低于安全距离的车辆之间发生交通事故。
（三）总体设计
基于人车路危险状态监测的车辆自动安全报警防撞干预系统，包括运行环境和车辆状态全方位传感技术等关键技术。基于驾驶员监控和操作识别技术的安全驾驶策略优化技术是基于交通环境和驾驶员状态的自适应干扰技术。该系统通过人车系统和道路系统的反馈实现联合决策和协同决策。在该系统中，驾驶员感知动态环境信息和车辆运行状态信息，并通过各种车辆传感器将其传输到嵌入式防撞系统中。嵌入式防撞系统将一些决策信息直接发送到汽车的各种汽车安全装置上，传递给驾驶员，提供驾驶员参考和决策。试点根据实际情况确定相应措施，采取相应措施，整合各种先进技术。在汽车自动安全系统中，驾驶员可以获取各种信息，如前方路况、拥挤程度、线路走向、故障诊断、防撞警告等，这些数据全部传达给驾驶员过于繁琐，所以必须按照“优先级”最高的原则过滤数据信息。确保最快的让驾驶员理解，并找出重点防范。本设计模拟了一个报警防撞系统，内置系统产品需要有更大的整体理论知识和操作动手能力。该设计具备单片机原理与应用、嵌入式应用、C语言编程、传感器检测与控制技术、射频识别技术、物理网应用技术、微机原理及应用等硬件知识。希望通过嵌入式防碰撞技术的发展可以从根本上解决人们的交通安全问题。
（四）原理框图
系统是由AT89C51单片机为核心，通过单片机来控制其他模块。系统主要包括电源、超声波发射器、超声波接收器、按键控制、4位数码管显示模块、蜂鸣器报警模块、刹车系统。系统原理框图如图1所示。
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