《汽车控制技术》课程设计Word文件下载.docx

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自动化

班级：

学号：

指导教师：

设计时间：

2012年12月

重庆邮电大学

摘要

随着社会经济的发展，越来越多的人拥有了自己的私家车，越来越多的汽车涌上了公路，可随之而来的是交通事故也越来越多，不少人也因此谈车色变。

作为主动式车辆安全系统之一的车辆防碰撞系统受到国内外汽车研究人员的高度重视，也取得了很多成果。

随着汽车工业的不断进步,行驶在道路的车辆越来越多,而现代生活节奏的加快，交通事故发生的频率也不断增加。

为提高汽车运行的安全性和降低碰撞发生的可能,本文讲述一种主动型汽车防碰撞报警系统。

该系统装置将单片机的实时控制及数据处理功能，与毫米波雷达的测距技术、传感器技术相结合，可检测汽车运行中前方、后方障碍物与汽车的距离及汽车车速，通过数显装置显示距离，并由发声电路根据距离远近情况发出警告声。

车辆防碰撞系统是一种主动交通事故规避系统，它通过发射并接收、分析相关信号，判断是否有碰撞危险，并发出警示信号。

本文就此系统，包括追尾碰撞系统、侧防系统、倒车雷达的特点及其应用作了简要的介绍。

关键词：

单片机，毫米波，防撞雷达，霍尔集成传感器，报警器

Abstract

Withthecontinuousprogressoftheautomotiveindustry,vehiclestravelingontheroadmoreandmore,andthemodernpaceoflifespeedsup,thefrequencyoftrafficaccidentsalsocontinuetoincrease.Inordertoenhancethesafetyofcarsandreducethepossibilityofacollision,thepaperaboutapro-activeanti-vehiclecollisionwarningsystem.Thesystemwillbeinstalledreal-timecontrolofthemicrocontrolleranddataprocessingfunctions,andmillimeter-waveradarrangingtechnology,sensortechnology,couldbedetectedinthevehiclerunninginfront,therearvehiclebarriersandthedistanceandvehiclespeed,throughthesignificantnumberofDeviceshowsthatdistancebydistancevoicecircuitsbasedonthesituationissuedawarningsound.

Keywords:

Microcontroller;

Millimeterwave;

Anti-collisionradar;

integratedHallunit;

alarm

目录

1前言4

1.1主动安全5

1.2汽车安全系统的发展7

1.3主动与被动安全系统8

2汽车防碰撞报警系统8

2.1系统设计思想及简介8

2.2系统原理及硬件组成9

2.2.2AT89C2051单片机的性能及特点9

2.2.4报警发声电路13

2.3系统软件设计14

3结束语16

4致谢17

5参考文献18

前言

现代社会高速公路的迅猛发展和汽车制造水平的快速提高，导致了汽车的行驶速度不断上升。

现在，各种汽车在高速公路上每小时跑上100-120公里，己经是很平常的事了。

但是自然界中的恶劣气候及驾驶员的疲劳不适等诸多因素，随时都有可能引发各种意外交通事故。

而高速公路上一旦发生意外交通事故，恐怕就会出现类似于“多米诺骨牌”的效应,数辆甚至是数十辆汽车高速的碰撞在一起，彼此碰的残头破面、支离破碎。

而这时最为可怕的却还是车内的乘员，因为他们要以自己的血肉之驱去和如此巨大的钢铁撞击相抗争。

而能够生还的希望往往却是非常的渺茫！

防碰撞系统主要用在追尾碰撞系统、侧防系统、倒车雷达三个方面。

其中倒车雷达技术比较成熟，成本也比较低，在世界各地都有广泛的应用；

追尾碰撞系统和侧防系统在世界多个知名汽车制造商也都有成功的研究与应用，但是价格还比较高，未能在中、低档车中推广，还需要进一步完善、降低成本。

据统计，在公路交通事故中，因各种原因造成车辆碰撞追尾事故占有非常高的比例，特别是在雨、雪、雾及夜间等能见度差的恶劣条件下，由于驾驶员难以看清前方的车辆及障碍物，非常容易发生车辆碰撞事故，这一现象在高速公路中表现的尤为突出。

高速公路由于车速快，车辆多，所以稍有疏忽就可能发生追尾碰撞，而一旦发生碰撞事故、往往是几辆、几十辆甚至上百辆车相互碰撞在一起，造成巨大的损失。

欧洲的一项研究表明，驾驶员只要在有碰撞危险0．5秒前得到“预警”，能避免50％的碰撞事故。

若在1秒钟前得到“预警”则可避免90％事故发生。

1汽车安全系统

1.1汽车安全系统简介

汽车的安全驾驶系统可分为主动安全与被动安全两大方面。

1）.主动安全

主动安全则是利用智能视野增强系统、全方位车辆防撞、避撞系统及智能路线控制系统等技术,扩展驾驶者感知环境和控制车辆的能力,将保护提前到事故发生之前,在保护的基础上更注重预防。

这样的汽车，有着比较高的避免事故能力，尤其在突发情况的条件下保证汽车和车内人员的安全。

现代科技的发展，使得一些设备能够帮助汽车日常的制动或者驱动系统，以提高车辆主动安全性：

防锁死制动系统（ABS）：

ABS是Anti-lockBrakingSystem缩写。

目前大多数轿车都装有ABS。

在遇到紧急刹车时，经常需要汽车立刻停下来，但大力刹车容易发生车轮锁死的状况——如前轮锁死引起汽车失去转弯能力，后轮锁死容易发生甩尾事故等等。

安装ABS就是为解决刹车时车轮锁死的问题，从而提高刹车时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能。

电子制动力分配系统（EBD）：

EBD能够在汽车制动时自动调节前、后轴的制动力分配比例，并配合ABS提高制动稳定性。

汽车在制动时，四只轮胎与地面的摩擦力不一样，容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。

EBD用高速计算机分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应与计算，根据不同的情况用不同的方式和力量制动，并不断调整，保证车辆的平稳、安全。

牵引力控制系统（TCS）：

TCS又称循迹控制系统。

汽车在光滑路面制动时，车轮会打滑，甚至使方向失控。

同样，汽车在起步或急加速时，驱动轮也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险。

TCS依靠电子传感器探测车轮驱动情况，不断调节动力的输出，从而使车轮不再打滑，提高加速性与爬坡能力。

电子稳定装置（ESP）：

电子稳定装置（ElectronicStabilityProgram）是一种牵引力控制系统，不但控制驱动轮，而且可以控制从动轮。

如后轮驱动汽车常出现的转向过度的情况，此时后轮会失控而甩尾，ESP便会通过对外侧的前轮的适度制动来稳定车辆。

转向不足时，为了校正循迹方向，ESP则会对内后轮制动，从而校正行驶方向。

2）.被动安全

所谓被动安全是指当车辆发生碰撞时对乘客及行人的保护能力，是通过设置安全带、安全气囊、保险杠等,在事故发生时保障人员的安全。

如今这一保护的概念以及延伸到车内外所有的人甚至物体，越来越强调安全设计的重要性的。

（1）被动安全之“软防护派”

发生碰撞事故时车体通过预先设定的褶皱永久变形，能够吸收外力冲击的大部分，车内乘员的保护主要通过车体结构的溃缩实现，被称为的“软防护派”。

（2）被动安全之“硬防护派”

认为车身钢板越厚越硬、车室结构越坚固，在发生事故时变形量也就会越小，安全性自然更高的成为“硬防护派”。

（3）被动安全之“设备派”

通过采用智能安全气囊、钢化玻璃与夹层玻璃结合的安全玻璃、预紧式安全带、乘员头颈保护系统等来有效保护乘员的安全。

1.2汽车安全系统的发展

随着全球汽车保有量的不断增加，汽车"

公害"

问题也日益突出。

降低汽车交通事故的发生率，尤其是减少车祸人员伤亡，成为世界汽车工业的重要课题。

这要求汽车厂商和零部件供应商不断的开发出先进技术，创造更安全的车辆。

传统上，车辆的安全系统分为主动安全和被动安全两个系统。

简单来说，主动安全的职责是有效支持驾驶者在行驶中的操作，最大限度地防止事故发生。

底盘、转向、防抱死装置（ABS）、车辆稳定性控制（Vehicle 

Stability 

Control）都属于主动安全系统。

而被动安全系统（也称乘员安全系统）在事故发生时最大限度降低对人员的伤害。

安全带、安全气囊、各种安全电子装置即具有这样的防护作用。

目前，主动与被动安全系统的集成是一股势不可挡的趋势。

2汽车防碰撞报警系统

2.1系统设计思想及简介

在高速公路上行驶的车辆速度快，在能见度很低的天气或驾驶疲劳的情况下，将影响驾驶员对目标的识别。

采用汽车雷达检测前方障碍物的相对距离和速度，提前预警，可有效降低交通事故的发生。

因此，一种响应快、可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统十分必要，而该系统的核心在于快速、准确地测量出汽车与障碍物间的距离，为驾驶人员提供准确的判断信息，避免汽车追尾碰撞。

本文介绍的汽车防碰撞报警系统是关于汽车安全系统的主动安全方面，利用安装在汽车前保险杠上的雷达传感器测量自车与前方目标物间的距离和相对速度,通过霍尔集成传感器来实现自车车速的测量，再由主控单元对采集的车辆实时信息进行分析并判断当前的行车安全状态,采取相应的报警方式，警示当前的行车状况，使驾驶员提前采取相应的措施，提高驾驶安全性。

系统采用两次报警的方式，当实际测量距离大于提醒报警距离时,系统绿灯亮、无报警音，即为安全行车状况；

当实际测量距离小于提醒报警距离而大于危险报警距离时，系统黄灯闪烁，产生间隔报警音，即为提醒报警状态，提醒驾驶员需要松开油门踏板；

当实际测量距离小于危险报警距离时，系统红灯闪烁，产生短间隔报警音，即为危险报警状态，要求驾驶员必须紧急制动。

2.2系统原理及硬件组成

汽车防撞报警系统的原理:

利用安装在汽车前保险杠上的毫米波雷达传感器,实时测量自车与前方目标物间的距离和相对速度等信息,再由主控单元判断当前的行车安全状态,采取相应的报警方式。

本系统以单片机AT89C2051作为系统的控制器，利用其实时控制和数据处理功能,完成系统的控制；

用毫米波雷达作为测距技术，用集成霍尔元件实现对本车的测速,用发声器件构成报警电路，系统的硬件原理框图如2-1所示：

图2-1系统的硬件原理框图

能充分发挥AT89C2051的数据处理和实时控制功能，使系统工作于最佳状态，提高系统的灵敏度。

该报警器基于单片机设计，从而具有体积小、使用方便的特点。

若将安全距离设为0．5m，就可作为汽车倒车报警器，提高汽车倒车时的安全性。

2.2.2AT89C2051单片机的性能及特点

AT8