低能見度下汽車防撞預警系統(tǒng)設計畢業(yè)論文目 錄摘要IAbstractII目錄II第一章 緒 論11.1 研究目的11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.3 研究的主要內(nèi)容和目標2第二章 總體設計方案32.1 硬件框圖32.2控制模塊32.3超聲波模塊42.4數(shù)字顯示及按鍵模塊5第三章 硬件系統(tǒng)設計73.1核心控制模塊73.2 超聲波模塊73.3 數(shù)字顯示及按鍵模塊113.4 報警模塊133.5 系統(tǒng)綜合電路13第四章 系統(tǒng)軟件設計及程序154.1系統(tǒng)工作總流程圖154.2 超聲波模塊程序流程圖164.3 報警模塊程序流程圖17第五章 系統(tǒng)測試與改進185.1系統(tǒng)測試分析195.2 系統(tǒng)改進思路21第六章 結 論23參考文獻24謝辭25附錄26II第一章 緒 論1.1 研究目的 在日常生活中，汽車已成為大多數(shù)人出行的代步工具，但是隨著環(huán)境污染的加重，在出行路上時常會出現(xiàn)大霧等低能見度天氣，從而引發(fā)一次次的車禍。為了避免這一幕幕慘劇，給汽車安裝用于在各種低能見度下起到防撞預警作用的設備是十分必要的1。車載防撞系統(tǒng)可以在司機看不清前方路況，即將發(fā)生危險的時候提醒駕駛員，可以達到視覺增強的效果。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 為了在各種能見度低的環(huán)境下保證駕駛員行車安全，目前已有多種微波雷達汽車防撞器在國內(nèi)外得以應用，一般的微波雷達遠距離測試時受環(huán)境的影響較大，而且這種微波雷達汽車防撞器一般只能探測前方車輛， 無法檢測后方行駛的車輛，也不能對后方車輛發(fā)出可能相撞的危險警告，并且價格昂貴，僅在高檔汽車中使用，安裝技術要求較高，使用效果不好，無法大量推廣普及。目前正在使用的幾種防撞系統(tǒng)有超聲波防撞系統(tǒng)，雷達防撞系統(tǒng)，激光防撞系統(tǒng)，紅外感應防撞系統(tǒng)等，下面分別對其進行介紹。1.2.1.最簡易的系統(tǒng)超聲波 超聲波系統(tǒng)的工作原理是：第一步發(fā)射器會發(fā)出脈沖,之后會給測量邏輯電路提供一個短脈沖，接下來再由信號處理裝置對信號進行處理，就可以得出汽車前后的車距了。盡管超聲波系統(tǒng)整體原理簡單、生產(chǎn)價格低、制作工序比較容易，但是當前大部分使用中的超聲波系統(tǒng)的檢測角度小，精度低，而且不能檢測來自汽車后方的危險2。1.2.2.最“專一”的系統(tǒng)雷達雷達的工作原理是發(fā)射一束電磁波來檢測前方有無車輛，從而來不斷檢測計算前方車輛的速度和距離，經(jīng)過運算得出是否會有危險發(fā)生。雷達探測穩(wěn)定性較高，而且障礙的物形狀和顏色的影響對其影響較小，測量時間和測量距離都比較準確。但是它非常敏感，容易受到干擾，制作成本高是它的另一不足，在實際應用中很難會有較大的發(fā)展。1.2.3.最“挑剔”的系統(tǒng)激光在現(xiàn)實生活中激光測距系統(tǒng)應用較多的是非成像式激光雷達和成像式激光雷達。激光汽車防撞預警系統(tǒng)是一種光子雷達系統(tǒng)，本系統(tǒng)的優(yōu)點是測時短、測程遠、精度高，已經(jīng)應用到了很多領域3。但是要想應用到汽車防撞系統(tǒng)中，激光還不太成熟，另外霧天當中激光對人的傷害比較大，特別是傷害人的眼睛，而且激光系統(tǒng)的設計占地較大，在較小空間的車輛中安裝不便。1.2.4.最“通吃”的系統(tǒng)紅外線感應紅外線利用熱成像原理，該系統(tǒng)的優(yōu)點是利用感熱而非感光的原理，讓這個系統(tǒng)在各種低能見度等惡劣環(huán)境下仍可以使用，解決了前幾種系統(tǒng)都會遇到的困難。在幾種高端品牌的相關車型上，此系統(tǒng)亦有較廣泛的應用，其缺點是對技術要求較高。1.3 研究的主要內(nèi)容和目標以AT89S52單片機作為低能見度下汽車防撞預警系統(tǒng)的核心控制器，首先用傳感器采集前后車輛距離數(shù)據(jù)，之后將采集到的數(shù)據(jù)輸入單片機進行進一步的處理，利用單片機控制各個模塊實現(xiàn)自動測距，信號傳輸，發(fā)出報警信號和聲音提示的功能，力求系統(tǒng)完成之后具有集成化高，結構小巧，操作簡單的特點4。設計思路大體為：第一步選擇合適的設計方案，第二步進行硬件設計，第三步繪制軟件流程圖，編寫程序代碼。第四步制作測試系統(tǒng)進行運行調(diào)試。本設計所要達到的預期目標：1.可以在低能見度下測量汽車前后行駛車距；2.可以顯示前后車距，判定是否有發(fā)生危險的可能性；3.可以對車主發(fā)出語音警告；4.可以對后方車輛發(fā)出燈光警示信號。第二章總體設計方案2.1 硬件框圖如圖2.1所示為系統(tǒng)整體構架原理圖，在本設計中以AT89S52為核心控制模塊，并加入用于檢測汽車前后障礙物距離的超聲波模塊，顯示前后距離的LED模塊，進行報警提示的報警模塊，還有提供穩(wěn)定電源的電源模塊和按鍵模塊。圖2.1 防撞預警系統(tǒng)硬件框架圖2.2控制模塊方案1：控制器采用16位的凌陽單片機，這種單片機具有體積小、驅(qū)動能力強、集成度高、方便擴展、可靠性高、低功耗、結構簡單、中斷處理能力強等特點。但是他也存在一系列的缺點，如操作不宜入手，并且結構復雜，在工作時，資源占用率很大，處理數(shù)據(jù)的效率低下。方案2：選用PIC單片機，該單片機結構簡單，操作簡便易學，容易實現(xiàn)。PIC單片機有計算功能和記憶內(nèi)存像CPU并由軟件控制運行。然而，處理能力般，存儲器容量也很有限，將它用于此設計中會不能實現(xiàn)該系統(tǒng)的全部功能。方案3：選用AT89S52作為主控制芯片，該芯片存儲空間大，下載程序也比較方便，并且能夠滿足該系統(tǒng)軟件的需要，本設計需要兩個計數(shù)器中斷，此芯片可以提供兩個，正好足夠用于本設計5。在本設計中采用該芯片可以比較靈活的選擇各個模塊控制芯片，從而準確的計算出汽車與前后障礙物之間的距離與時間，容易實現(xiàn)。綜合考慮在使用、經(jīng)濟、操作等方面利用AT89S52作為主控制芯片具有較大優(yōu)勢。2.3超聲波模塊方案1：利用紅外線發(fā)射儀器進行測距，優(yōu)點是價格便宜，制作簡單，使用安全，缺點是精度較低，距離較近，方向性差；在大自然中紅外光分布十分廣泛，很容易引起測量誤差。現(xiàn)有市場上的紅外測距傳感器一般的測距范圍在20厘米到150厘米左右，只適合近距離進行測距，精度一般在1厘米以上。方案2：利用激光發(fā)射器進行激光測距，精確，距離遠是激光測距的優(yōu)點，缺點是需要注意人體安全，并且制作的成本和難度都很大。而且光學系統(tǒng)需要保持干凈，否則對測量結果影響很大。本系統(tǒng)的設計實在低能見度下的天氣，環(huán)境對激光的影響較大方案3：利用超聲波進行測距，在比較惡劣的環(huán)境下仍可使用，即使傳感器上有部分被遮蓋，只要沒有完全覆蓋就可進行以測量，這適合于本設計的使用環(huán)境； 測距范圍比激光近，比紅外遠，一般為幾厘米到幾米，現(xiàn)在已有能測量10米的，精度一般在1厘米，有的達到毫米級.超聲波測距的缺點是一定距離內(nèi)有一定的束角，容易受周圍障礙物的影響。綜合以上三種方案，從成本和實用性上來選擇，超聲波測距在本設計應用中為最優(yōu)方案選擇。隨著超聲波技術的發(fā)展，高端的超聲波測距模塊在精度上已經(jīng)達到毫米級別，帶溫度補償?shù)墓δ芟藴囟鹊挠绊?，使測量更精確，更穩(wěn)定。 在設計中對于超聲波測距模塊的選擇使用有兩種：第一種：采用HC-SR04超聲波測距模塊可提供2厘米到400厘米的非接觸式距離感測功能，測距精度可達高到3毫米；該模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。但由于是應用于汽車行駛中的距離測量，所以為了給駕駛者提供足夠的反應時間，需要有較長的測量距離，該模塊所測量的距離過短，所以不適合本設計。第二種：采用US-020超聲波測距模塊，它的供電電壓為5V，靜態(tài)功耗低于3mA，并且支持GPIO通信模式6，模塊內(nèi)部附帶看門狗系統(tǒng)。US-020超聲波測距模塊可實現(xiàn)2厘米到700厘米的非接觸測距功能，工作穩(wěn)定可靠。它體積小，重量輕，使用方便，便于組裝，可以根據(jù)應用場合的不同而改變其外觀，廣泛應用于多種便攜式數(shù)字設備。比較兩種模塊，選取第二種模塊US-020超聲波測距模塊。2.4數(shù)字顯示及按鍵模塊2.4.1 數(shù)字顯示模塊 方案1：使用點陣顯示字符，點陣顯示模塊是一種能顯示圖形、字符和漢字顯示器件，它的價格低廉、便于控制和實現(xiàn)、使用壽命長，廣泛應用于各種公共場合，如機場、街頭公告、商業(yè)宣傳、籃球場館、馬路標語、新聞事件發(fā)布、證券交易所等方面。單個LED點陣顯示模塊一般是由十六個LED發(fā)光二極管組成的方陣，有的點陣中的每個發(fā)光二極管是由雙色發(fā)光二極管組成的，又叫做雙色LED點陣模塊，但點陣模塊焊接比較麻煩，制作費時，操作也比較麻煩。 方案2：采用LED數(shù)碼管制作，以單個發(fā)光二極管作為設計的發(fā)光單元，顏色有黃，紅，綠，藍等效果。可放在PCB電路板上按綠藍紅順序呈直線排列，用相關的驅(qū)動芯片控制，從而構成各種色彩和圖形7。數(shù)碼管的外殼采用阻燃PC塑料制作，抗沖擊，抗老化，強度高，防紫外線，防塵，防潮。LED護欄管具有功耗小，無熱量，長壽命等優(yōu)點，但占用的體積比較大。 方案3：將液晶顯示器作為顯示模塊，該顯示器具有功耗小、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧等諸多優(yōu)點，目前在實際生活中大部分顯示屏都采用此類設備。液晶顯示器具有不同的種類，根據(jù)顯示內(nèi)容可以分為字符型液晶和圖形液晶；根據(jù)顯示容量又可以分為單行十六字，兩行十六字，兩行二十字等等。這里選用在設計中常用的十六字兩行的字符型液晶模塊的使用方法。這是一種通用模塊。與數(shù)碼管相比該模塊有如下優(yōu)點：第一，顯示的位數(shù)多，32位的有效顯示足以滿足此次設計，如果使用32個數(shù)碼管，那體積就相當龐大了。第二，可實現(xiàn)的顯示內(nèi)容比較豐富，能夠顯示所有數(shù)字和大、小寫字母程序簡單，如果用數(shù)碼管動態(tài)顯示，會耗費很多時間來刷新顯示，而使用液晶顯示器能自動完成此功能。綜上可以看出本次設計選取液晶顯示器能夠較好的顯示出設計中表達的信息，并且操作簡單，成本較低。2.4.2 按鍵模塊 方案1：采用8155擴展I/O口及鍵盤等組成按鍵模塊。該方案的優(yōu)點是：有多重操作模式，可進行編程并且有存儲器及計數(shù)器。若用該方案，有較多的I/O口可以提供選擇，但操作起來比較繁瑣。 方案2：將本模塊采用數(shù)碼管來顯示驅(qū)動，并且利用鍵盤掃描管理芯片ZLG7289擴展鍵盤模塊。ZLG7289B采用SPI串行總線與微控制器接口，有專用的命令字符，控制起來不僅簡單而且占用少數(shù)幾根I/O口線，但是本設計中用不到如此多的端口，只需要幾個控制端口就足以使用8。方案3：采用單獨按鍵，本設計對按鍵的要求不高，按鍵的作用僅是開關電源、調(diào)節(jié)模式、重啟系統(tǒng)。本著簡易，低成本的原則選取方案3。第三章 硬件系統(tǒng)設計經(jīng)過以上方案的論證選取，得到最合適的方案，現(xiàn)在對各個模塊的硬件進行電路設計。3.1核心控制模塊 如圖3.1為本系統(tǒng)的最終控制模塊引腳及電路圖，該模塊采用AT89S52作為主控制芯片，該芯片有足夠的存儲空間，可以方便的利用線ISP下載程序，能夠滿足該設計的需要，采用AT89S52作為主控制芯片可以比較靈活的選擇各個模塊控制芯片。在此模塊中，連接接口9的為復位模塊，可對系統(tǒng)進行復位操作；1820接口連接晶振模塊，用于產(chǎn)生時鐘頻率。圖3.1 AT89S52最小系統(tǒng)電路3.2 超聲波模塊本設計中采用的 US-020超聲波測距模塊可實現(xiàn)2厘米到1000厘米的非接觸測距功能，它的穩(wěn)定供電電壓為5V，平均靜態(tài)功耗低于3mA，探測精度為0.3厘米+1%，內(nèi)有看門狗系統(tǒng)，使用方便，性能穩(wěn)定。該超聲波模塊的尺寸：45mm20mm1.6mm。板上有兩個半徑為1mm的機械孔，如圖3.2所示：圖3.2 US-020尺寸圖接口說明:在本模塊中有一個接口：4 Pin供電及通信接口。該模塊的4 Pin接口為2.54mm間距的彎排針，如圖3.3所示：圖3.3 US-020外觀圖1號Pin接口接VCC電源（直流5V）；2號Pin接口接外部電路的“Trig”端，向此接口加上一個高電平，可觸發(fā)模塊測距進行測距；3號Pin接口接外部電路的“Echo”端，當測距完成時，此接口會輸出一個高電平，電平寬度為超聲波往返時間之和；4號Pin接口與外部電源接地端相連。測距工作原理：模塊測距的時序如圖3.4所示：圖3.4 測距時序圖 從圖3.4可以看出將一個高電平在trig接口輸入之后，8個40KHZ的超聲波脈沖便會自動發(fā)出，然后系統(tǒng)會自動檢測到回波信號。當檢測到回波信號后，Echo管腳會出現(xiàn)一個輸出數(shù)值。根據(jù)這個原理可已看出Echo管腳輸出高電平的持續(xù)時間就是前后車距的2倍距離。即距離值為： (3.1)注釋：式3.1中為汽車與障礙物之間的距離，為輸出高電平的持續(xù)時間。US-020的感應角度大約為30度，故為了保障有效的測距范圍，需要加三個測距模塊。如圖3.5可測出車體正前方角度為90度的扇形區(qū)域有無障礙物。 圖3.5 感應角度 超聲波測距模塊US-020的接法為：GND端直接接地；兩個“Trig”端與AT89S52的P2.0、2.1端口相連，“Echo”端與AT89S52的P2.2、2.3端口相連，把測得的數(shù)據(jù)直接傳送給單片機處理；VCC端接5V電源，給芯片供電，如圖 3.6所示。圖3.6 US-020與單片機的連接3.3 數(shù)字顯示及按鍵模塊3.3.1 數(shù)字顯示模塊在本次設計中我們選用1602LCD來實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字和字符的顯示。1602液晶是一種專門用來顯示數(shù)字、字母、符號等的點陣型液晶模塊，也叫做1602字符型液晶。內(nèi)置128個字符的ASCII字符集字庫，可顯示兩行，每行可顯示16個字符。1602采用16腳接口，其中： 第1腳：VSS與+5V電源相連；第2腳：VDD接地；第3腳：VL為液晶顯示屏的對比度調(diào)整端，當這一端接地電源時液晶顯示屏對比度最高，接電源正極時對比度最弱，在本設計中此引腳接地；第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器，本設計中此引腳接P2.6；第5腳：RW為讀寫信號端，當有高電平1時進行讀操作，當有低電平0時進行寫操作，本設計中此引腳接P2.5； 第6腳：E(或EN)端為使能端，接P2.7； 第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端，分別接P0.0P0.7;第1516腳：空腳或背光燈電源。15腳為背光正極,接+5V電源，16腳為背光負極，接地。 1602LCD的指令說明及時序：1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令。本模塊的讀入數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)，屏幕的對比度調(diào)整，光標的移動位置的操作都是通過各個指令編程來實現(xiàn)的。在本設計中默認1為高電平，0為低電平。指令1：清零為指令碼01H,作用是將光標復位到地址00H位置。指令2：光標復位，光標返回到地址00H。指令3：光標和顯示模式設置。指令4：顯示開關控制。D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關； C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標；B：控制光標是否閃爍，高電平時光標閃爍，低電平時光標不閃爍。指令6：功能設置命令DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線；N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示；F:低電平時顯示57的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符9。指令7：設置字符發(fā)生器RAM地址。指令8：設置DDRAM地址。 指令10：寫入數(shù)據(jù)。指令11：讀出數(shù)據(jù)。 如圖3.7為LCD與單片機最小系統(tǒng)的鏈接引腳圖。 圖3.7 LCD與單片機的連接3.3.2 按鍵模塊該設計在按鍵方面只用到了開關，復位，模式調(diào)節(jié)等幾個簡單的功能，為使電路外觀更加簡潔明了，操作更加方便，所以選擇了單個的獨立按鍵。這種鍵盤的接口電路由設計者獨立設計，按鍵信息可以通過接口軟件來獲取。故可以選用獨立式按鍵。 如圖3.8為獨立按鍵模塊的電路圖。圖3.8 獨立按鍵模塊3.4 報警模塊此模塊的作用是接受來自系統(tǒng)的信號，當汽車前方障礙物與汽車的距離低于7米的時候，該模塊會發(fā)出報警信號，并有燈光提示。如圖3.9為該模塊的電路圖，(a)為燈光報警，分別將P1.0和P1.1接口與發(fā)光二極管相連。（b）為蜂鳴器報警，將P2.4與蜂鳴器相連接。 （a）燈光報警 (b)蜂鳴器報警圖3.9報警模塊電路圖3.5 系統(tǒng)綜合電路本設計以AT89S52為核心控制，在其周邊連接超聲波測試模塊，報警模塊，LED及液晶顯示模塊，電源模塊和按鍵模塊共同組成低能見度下汽車防撞預警系統(tǒng)。總體設計及各個模塊之間的連接如圖3.10所示。圖3.10 系統(tǒng)原理圖如圖3.1所示，在主體芯片AT89S52的周邊連接6個超聲波模塊，1個液晶顯示模塊，2個二極管作為報警燈，1個蜂鳴器作為報警提示。 第四章 系統(tǒng)軟件設計及程序本設計主程序是檢測汽車前后方向有無車輛，并測量前后距離的程序。根據(jù)模塊化的設計思想我們可以將系統(tǒng)功能加以區(qū)分，并劃分為多個子任務，每個子任務由對應的子程序運行來實現(xiàn)10。通過主程序?qū)⒏鱾€子程序整合起來就可以實現(xiàn)測距、告警等功能。 4.1系統(tǒng)工作總流程圖 圖4.1 系統(tǒng)主程序流程圖 如圖4.1為該設計的主程序框圖，當本系統(tǒng)處于預警模式下，本程序首先進行初始化，然后超聲波模塊啟動，發(fā)出超聲波進行測距，并且將得到的數(shù)據(jù)進行判斷，判斷車距是否是安全車距，如果是安全車距，則進行下一輪數(shù)據(jù)處理，如果不是安全距離，則發(fā)送信息給報警模塊，進行預警，告知車主，并結束程序。4.2 超聲波模塊程序流程圖 圖4.2超聲波模塊程序流程圖如圖4.2為超聲波模塊程序流程圖，在這一模塊中，系統(tǒng)經(jīng)初始化后會連續(xù)發(fā)射一束脈沖，并同時開始計時，之后如果收到返回的脈沖信號，則停止計時并計算前后距離，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給主程序；如果沒有收到返回的脈沖信號，則重新開始計時，直到接收到返回的信號。4.3 報警模塊程序流程圖 圖4.3報警模塊程序流程圖如圖4.3為低能見度下汽車防撞系統(tǒng)的報警模塊程序流程圖，本模塊開始工作后，首先初始化，然后接受來自測距模塊數(shù)據(jù)，并判斷車距所在范圍，當車距處于安全車距時，則LED顯示模塊會出現(xiàn)安全提示，當車距處于危險范圍內(nèi)時，則LED會顯示危險車距，同時啟動蜂鳴器和告警燈。系統(tǒng)詳細程序代碼見附頁。第五章 系統(tǒng)測試與改進本系統(tǒng)能夠用于低能見度下汽車的防撞預警提示，在各種能見度低下的環(huán)境內(nèi)，測量汽車前后方的障礙物與汽車之間的距離，并判斷出是否會有危險發(fā)生，達到提示駕駛員的目的，并且該系統(tǒng)增加了對后方車輛提示預警的模塊，防止自后方的車輛與本車輛發(fā)生相撞。有效的減少各種大霧天氣等環(huán)境下的汽車連環(huán)追尾事件11。圖5.1為該設計實物圖。5.1設計實物圖5.1系統(tǒng)測試分析5.1.1不同材質(zhì)障礙物距離測試對不同材質(zhì)的障礙物進行距離測試，目的是檢測不同材質(zhì)的障礙物對防撞預警系統(tǒng)的敏感度，能夠取得良好數(shù)據(jù)的測試范圍如下表所示。實驗數(shù)據(jù)如下圖表5.2所示。表5.2不同材質(zhì)測試單位：厘米次數(shù)材質(zhì)12345678910水泥墻壁708710754685784698705709698700鋼鐵車體589489658700689685658679687690人體5044985215165485696005475785645.1.2測距能力測試為了測試本設計對障礙物距離的判斷精確度現(xiàn)進行本次測試，對同一物體在不同距離進行測距，得到結果如下表5.3所示。從該圖可以看出本設計在10米的范圍內(nèi)測量所得數(shù)據(jù)還是比較準確的，當與障礙物之間的距離超過10米時，測量的數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)較大誤差12。表5.3測距能力測試單位：厘米一組二組三組四組五組六組七組八組九組十組實際距離20030040050060070080090010001100測量距離20030140449860770278999899410275.1.3超聲波測量角度測試為了得出汽車前方障礙物所處位置對本系統(tǒng)的影響，現(xiàn)進行本測試，將一障礙物至于系統(tǒng)超聲波測試模塊前方不同位置，從而測試該系統(tǒng)的最大束角，即該系統(tǒng)可測的汽車前方障礙物范圍角度。如表5.4為測試結果。從該圖可以看出本設計可以測試汽車前方束角為90度的范圍。表5.4超聲波角度測試單位：度第一組第二組第三組第四組第五組第六組第七組角度10 30 50 70 90 120 140 測試結果可測可測可測可測可測出現(xiàn)誤差不可測 5.1.4 反應能力測試據(jù)國家有關規(guī)定得知：汽車在霧天行駛時，能見度小于50米時車速不得超過每小時20公里，即5.56米/秒13。當前方有一靜止障礙物時，當汽車行駛至距離障礙物10米范圍內(nèi)時，系統(tǒng)會發(fā)出警報，給駕車人員的反應時間為大約1.8秒，完全可以在此時間內(nèi)做出反應。立即減慢車速并剎車。當前方有一移動中的障礙物，其速度低于每小時20公里時，會有相撞的可能。此時，當防撞預警系統(tǒng)發(fā)出預警信號后，留給駕駛員的反應時間必大于1.8秒，此時有足夠的時間做出反應。表5.5（a）靜態(tài)測試為在不同速度下對靜止障礙物實際預警反應時間的測試數(shù)據(jù)。表5.5（b）動態(tài)測試為對運動中障礙物的反應時間。表5.5（a）靜態(tài)測試單位：秒速度第一組第二組第三組第四組第五組第六組20km/h1.76s1.79s1.81s1.80s1.77s1.83s18km/h2.12s2.04s1.99s2.07s2.00s1.97s表5.5（b）動態(tài)測試單位：秒障礙速度本車速度20km/h15km/h10km/h5km/h30km/h3.37s2.41s1.81s1.52s20km/h/7.24s3.29s2.39s15km/h/7.32s3.40s 5.1.5 測試總結由以上測試可以得知：汽車行駛速度30公里/小時以內(nèi)時，該系統(tǒng)可以預警在的車前距離為10米以內(nèi)，束角90度以內(nèi)的障礙物。在實際測試中該系統(tǒng)實現(xiàn)了以下功能：1.可以在低能見度下測量汽車前后行駛車距；2.可以顯示前后車距，判定是否有發(fā)生危險的可能性；3.可以對車主發(fā)出語音警告；4.可以對后方車輛發(fā)出燈光警示信號。5.2 系統(tǒng)改進思路1本系統(tǒng)創(chuàng)新點（1）單片機控制，智能化程度高；（2）增加車尾告警提示，給后方危險車輛提示；（3）測量距離較長，受環(huán)境影響較小。2本系統(tǒng)的設計不足（1）車速過快時系統(tǒng)對駕駛員的反應速度要求較高；（2）惡劣環(huán)境下測量距離有一定的誤差；（3）沒有無線模塊，不能遠程控制；（4）環(huán)境溫度對測量數(shù)據(jù)有一定的影響。3系統(tǒng)改進措施本設計雖然滿足了汽車防撞預警的大部分功能，但受時間、技術、成本等因素限制，還有有一些不足，有以下改進措施：（1）本設計單片機還預留有I/O口，可以拓展其他功能，相信經(jīng)過一段時間的運行改進，一定會使功能更加豐富，設計更加完善。（2）對于出現(xiàn)的測距誤差，可以改用更加穩(wěn)定的超聲波測距模塊，并且使用測量距離更遠的超聲波，可以用于高速行駛中汽車多的防撞預警。（3）同時可以增加剎車系統(tǒng)與本4系統(tǒng)相連接，達到自動防撞預警并剎車的功能。（4）可以增加溫差補償模塊以減小在不同溫度下測量距離的誤差。33第六章 結 論本文所設計的低能見度下汽車防撞系統(tǒng)，采用單片機為控制芯片，實現(xiàn)低能見度下測量汽車前后與障礙物之間的行駛車距，并判定是否有發(fā)生危險的可能性，并能對后方危險車輛發(fā)出燈光警示信號能。系統(tǒng)體積小，重量輕，自動化程度高，操作簡便，能夠?qū)崿F(xiàn)科學、自動檢測，用戶可以通過按鍵選擇，設定防撞預警系統(tǒng)的各項工作參數(shù)，從而控制系統(tǒng)工作，易學易用，降低了人力物力成本。在程序上，本設計用C語言進行編程，采用模塊化的編程方法，各模塊間獨立程度高，避免了模塊間的相互影響，對系統(tǒng)整體進行了綜合調(diào)試，運行效果良好，基本實現(xiàn)預期設計目標，后期還需進一步完善。參考文獻1張智勇.城市快速道路車輛跟馳模型研究D.北京工業(yè)大學,2002年.2賀樂廳.智能運輸系統(tǒng)基于毫米波雷達的車輛防撞技術與實驗研究D.東南大學,2003年.3侯德藻.汽車縱向主動避撞系統(tǒng)的研究D.清華大學,2004年.4李志剛.交通領域中毫米波探測系統(tǒng)若干關鍵問題的研究D.天津大學,2004.5顧柏園.基于單目視覺的安全車距預警系統(tǒng)研究D.吉林大學,2006年.6賓洋.車輛走停巡航系統(tǒng)的非線性控制研究D.清華大學,2006年.7劉鳳然.基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)J.傳感器世界,2001年05期.8張秀森.表面安裝電路板組件可靠性的計算機仿真分析J.電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗,1999年05期.9鄭安文.我國高速公路交通事故的基本特點與預防對策J.公路交通科技,2002年04期.10韓贊東 ,陳強 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/器件配置文件#include #include sonic.h#include lcd1602.hunsigned char ReadDataLCM(void);unsigned char ReadStatusLCM(void);unsigned char code mcustudio_1 =F_Distance:;unsigned char code mcustudio_2 =B_Distance:;static unsigned char DisNum = 0; /顯示用指針 sbit RX_1 = P21;sbit RX_2 = P23;extern bit flag;extern bit buzzer;extern bit led1;extern bit led2;/400ms延時void Delay400Ms(void)unsigned char TempCycA = 5;unsigned int TempCycB;while(TempCycA-)TempCycB=7269;while(TempCycB-);/*/ void delayms(unsigned int ms)unsigned char i=100,j;for(;ms;ms-)while(-i)j=10;while(-j);/*/void main(void)Delay400Ms(); /啟動等待，等LCM講入工作狀態(tài)LCMInit(); /LCM初始化Delay5Ms(); /延時片刻(可不要)DisplayListChar(0, 0, mcustudio_1);DisplayListChar(0, 1, mcustudio_2);while(1)TMOD=0x01; /設T0為方式1，GATE=1；TH0=0;TL0=0; ET0=1; /允許T0中斷EA=1; /開啟總中斷while(1)/* */StartModule(1); while(!