基于单片机的汽车防追尾系统
基于单片机的汽车防追尾系统[20200211152720]
摘 要
随着我国汽车数量的与日俱增，在汽车行驶过程中由于汽车高速行驶而引起遇紧急情况反应时间短的追尾撞车事件屡屡发生，汽车的行驶安全对我们日常生活就显得尤为重要。本课题设计基于AT89C52单片机的汽车防追尾系统。它以初始设定的安全时间，根据当前车速与前车，后车的速度与加速度，可以算出当前相对到达时间，从而比较这两个时间来告诉司机是否有追尾危险，并及时通过蜂鸣器作出提醒。本系统硬件主要由AT89C52单片机控制电路、超声波模块电路、5110LCD显示电路、电源电路和报警电路组成。本系统软件设计主要由超声波模块程序块、外部中断程序块及5110LCD显示程序等组成。本电路设计简单合理、工作稳定、性能优良，易于做到实时控制。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:防追尾AT89C52超声波测速
目录
1. 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国内外汽车防追尾系统的发展 1
1.3本课题研究的主要内容 2
2. 系统的方案设计 3
2.1 系统设计原理 3
2.2 原理框图设计与分析 4
3. 系统的硬件设计 5
3.1单片机的介绍 5
3.1.1 AT89C52单片机简介 5
3.1.2 AT89c52单片机最小系统的原理图设计 6
3.2 超声波模块电路 6
3.2.1 HC-SRO4介绍 6
3.2.2 HC-SRO4基本工作步骤 7
3.2.3 HC-SRO4超声波模块原理图设计 7
3.3显示模块电路 7
3.3.1 Nokia5110介绍 8
3.3.2 Nakia5110液晶显示模块原理图设计 8
3.3.3 Nakia5110液晶显示模块引脚分析 8
3.3.4 Nakia5110液晶显示器的驱动指令分析 9
3.4 报警电路 10
3.4.1 蜂鸣器简介 10
3.4.2 蜂鸣器模块原理图设计 10
3.4.3 蜂鸣器选择 10
3.4.4蜂鸣器的工作特性 10
4. 系统的软件设计 12
4.1 软件模块设计 12
4.2 系统运行流程图设计 12
4.2.1主程序流程设计 12
4.2.2 HC-SRO4超声波测量流程设计 15
4.2.3外部中断流程设计 16
4.2.4 Nakia5110显示流程设计 21
5. 系统调试 22
6. 结语 25
参考文献 26
致谢 27
附录 28
附件1 28
附件2 37
1. 绪论
1.1 引言
随着我国人民生活质量的不断提高，汽车越来越成为当代人的最基本的代步工具，但是汽车在给我们带来便捷的同时也给我们带来了生命威胁。在交通各项事故比例中，汽车追尾事故占了非常大的比例，拒不完全统计，美国在高速追尾碰撞事故率约占25%，而我国在高速追尾比例更占到了总事故的35%，所以我国的交通安全形势更为严峻。毫无疑问，提高交通安全最有效手段就是研究出一种安全合理、性能稳定、性价比高的汽车防追尾系统。
进入21世纪，汽车科技发展迅猛，其在智能化研究方面也取得了很多成果，其中最重要的就是汽车防追尾系统技术的研究，因为它对提高交通安全和保障人民生命财产起着很大的作用。目前防追尾系统问题的研究与设计，主要利用超声波探测技术，从软、硬件方面对课题的可行性进行研究，继而拿出一款基于单片机的汽车防追尾系统。其实，这些研究仅仅利用超声波测距原理，对车距进行了测定，且只适用于路况较好的地段。除此以外，发生交通事故的原因不仅仅只考虑到车距，对于车速，车加速度也应该被予以重视。在追尾事故中，很大一部分的原因不是因为彼此的车距太小，而是在高速行驶中遇到紧急事故时因车速太高、加速度太大而根本没有反应时间或者反应时间太短。
本研究以初始设定的安全时间T为基准，根据当前车速与前车，后车的速度与加速度，可以预期算出相对到达时间t，从而比较这两个时间来告诉司机是否有追尾危险，并及时作出提醒，通过At89C52单片机来实现。用超声波实时测出车相对车距，并利用算法计算出相对速度及加速度，综合处理各种数据后输出提醒信息，提示司机安全驾驶。
1.2 国内外汽车防追尾系统的发展
目前科技的发展与人们对生活质量要求的提高，汽车在数量和保有量方面都达到了空前。目前的交通具有高速化、密集化和大众化，但是令人担忧的是我们的交通管理、道路基础设施相对落后。此外驾驶员的安全意识淡薄更为交通隐埋了最大的隐患，这一点在人口众多大都市中得到了很好的证明。智能交通系统ITS是目前世界上交通运输科学技术的前沿技术，得到各国政府的广泛关注。因为它可以充分发挥现有基础设施的潜力，缓解交通压力，提高运输效率。据统计，我国汽车追尾事故发生数逐年上升，给我国人民的生命和财产安全带来了极大伤害，但是目前我国在汽车防追尾系统方面的研究进展较为缓慢。
汽车的安全研究主要分为两个方向：一个方向是被动式安全研究方向，即事故发生后的保护。另一个方向指的是主动式安全研究方向，即预防事故。后者是目前汽车安全研究终极目标；可悲的是目前汽车安全领域研究方向主要偏向于被动安全，主要是在发生特殊情况下从ABS、安全气囊等方面被动式保护驾乘人员的安全。目前无论从经济性还是从安全性的角度来说，这些被动保护有很大的局限性，因而车辆的主动安全研究尤为重要。
虽然我国也在汽车防追尾仪、防追尾指示灯等方面的进行研发与投产，但是设计只注重于造成的汽车防追尾事故的硬件故障，虽然这些装置也可以通过检测后发出相应的提示信息，给驾驶员在遇到危险情况下提供了一定保护预警措施。但总的来说，他们都只关注追尾事故中的车，却忽略了在追尾碰撞事故中的人为因素。此外，这类装置由于成本高也严重阻碍其生产与民用推广。
在智能防追尾研究方面，国外走在了前列，尤其是日本，成果颇多。自二十世纪七十年代开始，日本最先开始了汽车碰撞系统的研究。日本在21世纪初已经实施了智能公路计划，提出要在车辆上采用诸如路口预警、车距保持和智能避让等智能车辆技术。
1.3本课题研究的主要内容
根据当前车速与前车，后车的速度与加速度，告诉司机是否有追尾危险，并及时做出提醒，通过51单片机实现。采用超声波实时测出车相对车速，并测出当前车速，综合处理各种数据后输出提醒信息，提醒司机安全驾驶。
2. 系统的方案设计
2.1 系统设计原理
系统设计采用软、硬件结合的方法，具有模块化和易操作的特点。本系统硬件主要由AT89C52单片机控制电路、超声波模块电路、5110LCD显示电路、电源电路和报警电路组成。本系统软件设计主要由超声波模块程序块、外部中断程序块、及5110LCD显示程序等组成。本设计简单合理、性能稳定、易于做到实时控制。
此设计采用超声波测距原理，准确测量超声波从发射到遇到障碍物反射回来的时间，再根据超声波的传播速度，可以计算出与障碍物的距离，多次测量即可算出相对车距、相对速度和加速度。具体设计说明如下：
1、利用超声波测距原理，发出与接收到超声波的间隔时间为T，已知超声波的波速为C，则距离S=CT/2；
两个超声波模块，一前一后，都是用来测量距离。
第0.1秒，第0.3秒，第0.5秒，第0.7秒是前面的超声波（即超声波模块1）工作；
第0.2秒，第0.4秒，第0.6秒，第0.8秒是后面的超声波（即超声波模块2）工作；
利用算法V=△S /（0.2）
0.1秒和0.3秒的位前面的超声波分别存为两个数值。得到一个△s，然后求出速度V10；
0.2秒和0.4秒的位后面的超声波分别存为两个数值。得到一个△s，然后求出速度V11；
0.5秒和0.7秒的位前面的超声波分别存为两个数值。得到一个△s，然后求出速度V20；
摘 要
随着我国汽车数量的与日俱增，在汽车行驶过程中由于汽车高速行驶而引起遇紧急情况反应时间短的追尾撞车事件屡屡发生，汽车的行驶安全对我们日常生活就显得尤为重要。本课题设计基于AT89C52单片机的汽车防追尾系统。它以初始设定的安全时间，根据当前车速与前车，后车的速度与加速度，可以算出当前相对到达时间，从而比较这两个时间来告诉司机是否有追尾危险，并及时通过蜂鸣器作出提醒。本系统硬件主要由AT89C52单片机控制电路、超声波模块电路、5110LCD显示电路、电源电路和报警电路组成。本系统软件设计主要由超声波模块程序块、外部中断程序块及5110LCD显示程序等组成。本电路设计简单合理、工作稳定、性能优良，易于做到实时控制。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:防追尾AT89C52超声波测速
目录
1. 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国内外汽车防追尾系统的发展 1
1.3本课题研究的主要内容 2
2. 系统的方案设计 3
2.1 系统设计原理 3
2.2 原理框图设计与分析 4
3. 系统的硬件设计 5
3.1单片机的介绍 5
3.1.1 AT89C52单片机简介 5
3.1.2 AT89c52单片机最小系统的原理图设计 6
3.2 超声波模块电路 6
3.2.1 HC-SRO4介绍 6
3.2.2 HC-SRO4基本工作步骤 7
3.2.3 HC-SRO4超声波模块原理图设计 7
3.3显示模块电路 7
3.3.1 Nokia5110介绍 8
3.3.2 Nakia5110液晶显示模块原理图设计 8
3.3.3 Nakia5110液晶显示模块引脚分析 8
3.3.4 Nakia5110液晶显示器的驱动指令分析 9
3.4 报警电路 10
3.4.1 蜂鸣器简介 10
3.4.2 蜂鸣器模块原理图设计 10
3.4.3 蜂鸣器选择 10
3.4.4蜂鸣器的工作特性 10
4. 系统的软件设计 12
4.1 软件模块设计 12
4.2 系统运行流程图设计 12
4.2.1主程序流程设计 12
4.2.2 HC-SRO4超声波测量流程设计 15
4.2.3外部中断流程设计 16
4.2.4 Nakia5110显示流程设计 21
5. 系统调试 22
6. 结语 25
参考文献 26
致谢 27
附录 28
附件1 28
附件2 37
1. 绪论
1.1 引言
随着我国人民生活质量的不断提高，汽车越来越成为当代人的最基本的代步工具，但是汽车在给我们带来便捷的同时也给我们带来了生命威胁。在交通各项事故比例中，汽车追尾事故占了非常大的比例，拒不完全统计，美国在高速追尾碰撞事故率约占25%，而我国在高速追尾比例更占到了总事故的35%，所以我国的交通安全形势更为严峻。毫无疑问，提高交通安全最有效手段就是研究出一种安全合理、性能稳定、性价比高的汽车防追尾系统。
进入21世纪，汽车科技发展迅猛，其在智能化研究方面也取得了很多成果，其中最重要的就是汽车防追尾系统技术的研究，因为它对提高交通安全和保障人民生命财产起着很大的作用。目前防追尾系统问题的研究与设计，主要利用超声波探测技术，从软、硬件方面对课题的可行性进行研究，继而拿出一款基于单片机的汽车防追尾系统。其实，这些研究仅仅利用超声波测距原理，对车距进行了测定，且只适用于路况较好的地段。除此以外，发生交通事故的原因不仅仅只考虑到车距，对于车速，车加速度也应该被予以重视。在追尾事故中，很大一部分的原因不是因为彼此的车距太小，而是在高速行驶中遇到紧急事故时因车速太高、加速度太大而根本没有反应时间或者反应时间太短。
本研究以初始设定的安全时间T为基准，根据当前车速与前车，后车的速度与加速度，可以预期算出相对到达时间t，从而比较这两个时间来告诉司机是否有追尾危险，并及时作出提醒，通过At89C52单片机来实现。用超声波实时测出车相对车距，并利用算法计算出相对速度及加速度，综合处理各种数据后输出提醒信息，提示司机安全驾驶。
1.2 国内外汽车防追尾系统的发展
目前科技的发展与人们对生活质量要求的提高，汽车在数量和保有量方面都达到了空前。目前的交通具有高速化、密集化和大众化，但是令人担忧的是我们的交通管理、道路基础设施相对落后。此外驾驶员的安全意识淡薄更为交通隐埋了最大的隐患，这一点在人口众多大都市中得到了很好的证明。智能交通系统ITS是目前世界上交通运输科学技术的前沿技术，得到各国政府的广泛关注。因为它可以充分发挥现有基础设施的潜力，缓解交通压力，提高运输效率。据统计，我国汽车追尾事故发生数逐年上升，给我国人民的生命和财产安全带来了极大伤害，但是目前我国在汽车防追尾系统方面的研究进展较为缓慢。
汽车的安全研究主要分为两个方向：一个方向是被动式安全研究方向，即事故发生后的保护。另一个方向指的是主动式安全研究方向，即预防事故。后者是目前汽车安全研究终极目标；可悲的是目前汽车安全领域研究方向主要偏向于被动安全，主要是在发生特殊情况下从ABS、安全气囊等方面被动式保护驾乘人员的安全。目前无论从经济性还是从安全性的角度来说，这些被动保护有很大的局限性，因而车辆的主动安全研究尤为重要。
虽然我国也在汽车防追尾仪、防追尾指示灯等方面的进行研发与投产，但是设计只注重于造成的汽车防追尾事故的硬件故障，虽然这些装置也可以通过检测后发出相应的提示信息，给驾驶员在遇到危险情况下提供了一定保护预警措施。但总的来说，他们都只关注追尾事故中的车，却忽略了在追尾碰撞事故中的人为因素。此外，这类装置由于成本高也严重阻碍其生产与民用推广。
在智能防追尾研究方面，国外走在了前列，尤其是日本，成果颇多。自二十世纪七十年代开始，日本最先开始了汽车碰撞系统的研究。日本在21世纪初已经实施了智能公路计划，提出要在车辆上采用诸如路口预警、车距保持和智能避让等智能车辆技术。
1.3本课题研究的主要内容
根据当前车速与前车，后车的速度与加速度，告诉司机是否有追尾危险，并及时做出提醒，通过51单片机实现。采用超声波实时测出车相对车速，并测出当前车速，综合处理各种数据后输出提醒信息，提醒司机安全驾驶。
2. 系统的方案设计
2.1 系统设计原理
系统设计采用软、硬件结合的方法，具有模块化和易操作的特点。本系统硬件主要由AT89C52单片机控制电路、超声波模块电路、5110LCD显示电路、电源电路和报警电路组成。本系统软件设计主要由超声波模块程序块、外部中断程序块、及5110LCD显示程序等组成。本设计简单合理、性能稳定、易于做到实时控制。
此设计采用超声波测距原理，准确测量超声波从发射到遇到障碍物反射回来的时间，再根据超声波的传播速度，可以计算出与障碍物的距离，多次测量即可算出相对车距、相对速度和加速度。具体设计说明如下：
1、利用超声波测距原理，发出与接收到超声波的间隔时间为T，已知超声波的波速为C，则距离S=CT/2；
两个超声波模块，一前一后，都是用来测量距离。
第0.1秒，第0.3秒，第0.5秒，第0.7秒是前面的超声波（即超声波模块1）工作；
第0.2秒，第0.4秒，第0.6秒，第0.8秒是后面的超声波（即超声波模块2）工作；
利用算法V=△S /（0.2）
0.1秒和0.3秒的位前面的超声波分别存为两个数值。得到一个△s，然后求出速度V10；
0.2秒和0.4秒的位后面的超声波分别存为两个数值。得到一个△s，然后求出速度V11；
0.5秒和0.7秒的位前面的超声波分别存为两个数值。得到一个△s，然后求出速度V20；
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