基于單片機(jī)的智能車載安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙淵

摘 要：速度對(duì)于汽車而言是一項(xiàng)重要的參數(shù)，其準(zhǔn)確性直接影響行車安全。暢通車速控制采用軟軸驅(qū)動(dòng)，但也存在一定的缺陷。其中車間距提出的時(shí)間比較早，固定檢查處于被動(dòng)測(cè)量狀態(tài)，不能及時(shí)的反應(yīng)實(shí)時(shí)距離，導(dǎo)致事故的發(fā)生。現(xiàn)為改進(jìn)軟軸驅(qū)動(dòng)的缺陷，現(xiàn)研究一臺(tái)單片機(jī)微處理系統(tǒng)，對(duì)改進(jìn)測(cè)速、測(cè)距等方式有效，以便有效實(shí)現(xiàn)相對(duì)距離等功能，并能最大化減少誤差，及時(shí)的為駕駛員提供良好的動(dòng)態(tài)信息。文章對(duì)基于單片機(jī)的智能車載安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能車載安全系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

前言

汽車行駛安全已經(jīng)成為人們關(guān)注的話題之一，其中速度及相對(duì)距離是汽車控制系統(tǒng)中重要部分，同時(shí)也是確保道路安全的因素之一。當(dāng)汽車處于動(dòng)態(tài)時(shí)， 駕駛者在了解停車、加速等信息才能更好保證汽車及人身安全。因此本文主要對(duì)測(cè)速、測(cè)距方式等內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析。

1 車載車輛安全方案設(shè)計(jì)分析

汽車速度是汽車行駛過程中需要參考的參數(shù)之一，其測(cè)量方式多樣，其中采集和模擬是兩種比較重要的方式，但是對(duì)測(cè)量范圍的要求有所變化，該系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代發(fā)展的需求[1]?，F(xiàn)隨著電子技術(shù)發(fā)展，數(shù)字測(cè)量應(yīng)用廣泛，比如單片機(jī)微處理，對(duì)脈沖數(shù)字信號(hào)能力影響大?，F(xiàn)階段，數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)開始投入使用。車速測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用到光電式數(shù)字處理方式，在一定程度上極大的提升測(cè)量范圍及精度，可見圖1。

2 速度測(cè)量分析

速度測(cè)量中主要包括光電傳感器、車速測(cè)量以及分頻處理M/T法三個(gè)方面。其一，光電傳感器。本設(shè)計(jì)核心裝置主要對(duì)車自身速度進(jìn)行測(cè)量，可見圖2。其中1、2、3及4分別代表傳感器基座、測(cè)速碼盤遮光部分、二極管、三極管，而陰影部分為遮光板和底座。其二，測(cè)速測(cè)量。主要有光電傳感器、單片機(jī)以及信號(hào)處理器等組合成為測(cè)速部分。而固定測(cè)速碼盤上分別有紅外發(fā)射管和接收管，車速測(cè)量系統(tǒng)可詳見圖3。車速測(cè)量過程中，碼盤有車軸帶動(dòng)，碼盤發(fā)出直到接受過程中會(huì)有光源經(jīng)過，進(jìn)而得到光線變化的信號(hào)，而電流一定發(fā)生改變，就會(huì)形成信號(hào)脈沖，信號(hào)經(jīng)分頻器后，可進(jìn)入單片機(jī)轉(zhuǎn)載計(jì)數(shù)環(huán)節(jié)中。這樣就可以形成一個(gè)收發(fā)檢測(cè)系統(tǒng)，這樣就可將裝抽的轉(zhuǎn)速檢測(cè)出來[2]。而單片機(jī)微處理速度轉(zhuǎn)換成為線速度，實(shí)現(xiàn)LCD液晶屏將汽車實(shí)施速度顯示出來。其三，分頻處理M/T法。該方式的運(yùn)作模式主要是單純的開展內(nèi)部計(jì)數(shù)器工作，檢測(cè)顯示需要兩個(gè)機(jī)器周期，計(jì)算得到速率是時(shí)鐘速率的1/2，一共有24個(gè)振蕩周期，但還是不能達(dá)到高頻計(jì)數(shù)的要求，主要使用74LS161開展外部十分頻，這樣就可以很好的達(dá)到2MHz。同時(shí)還可將精度提升，測(cè)量信號(hào)頻率比較低時(shí)，可采取點(diǎn)偏激計(jì)數(shù)測(cè)量的次數(shù)比較多時(shí)，可使用外部十分頻，并對(duì)其展開數(shù)測(cè)，從而得到頻率值。根據(jù)以上的方法可進(jìn)行74LS151通道選取。而當(dāng)單片機(jī)對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行判斷時(shí)，一定要按照信號(hào)頻率值完成對(duì)通道的選擇，這樣就可以得到有效的頻率數(shù)值。分頻器設(shè)計(jì)主要以74161、74151兩種的集成芯片作為核心，并將之應(yīng)用于拓展單片機(jī)頻率，符合一定的測(cè)量范圍即可，保持單片機(jī)頻率以及周期測(cè)量在一個(gè)水平線上，有助于提高單片機(jī)測(cè)量頻率效果，同時(shí)還可以有效降低測(cè)頻形成的誤差[3]。對(duì)74161、74151兩組組成分頻器，可見圖4。光電傳感器可以從IN端輸出，這樣就可檢測(cè)到基波信號(hào)，然后通過75161芯片，經(jīng)過一定的處理后，信號(hào)可從74151端口5輸出傳至單片機(jī)，并展

3 相對(duì)距離測(cè)量

其一，超聲波發(fā)射、接收、溫度傳感器等組成超聲波測(cè)距（可見圖5）。圖中可見EM74、TL074可以接受超聲波電路，并形成運(yùn)算放大器。單片機(jī)EM74出現(xiàn)脈沖觸動(dòng)信號(hào)之后，緊接著就會(huì)經(jīng)過TL074就啟動(dòng)超聲波探頭，可以通過推換方式，將方波信號(hào)納入其中，增加超聲波發(fā)射強(qiáng)度。其二，關(guān)注溫度補(bǔ)償，溫度傳感器測(cè)量一般可作為補(bǔ)償裝置，超聲波測(cè)量距離的系統(tǒng)附帶有補(bǔ)償裝置。可見圖6。

4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析主要對(duì)車速測(cè)量中產(chǎn)生的誤差以及相對(duì)距離實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其中車速測(cè)量誤差通過試驗(yàn)手段，并驗(yàn)證設(shè)計(jì)。比如，在對(duì)批量生產(chǎn)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行質(zhì)量抽樣檢驗(yàn)時(shí)，在批次、檢查標(biāo)準(zhǔn)和方案都不變的情況下，計(jì)量型抽檢通常只需要比普通抽檢較少的抽檢樣品數(shù)量即可，如此一來，就能夠減少時(shí)間損耗。同樣，為確保相對(duì)車距測(cè)量的準(zhǔn)確性，同樣也需要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)對(duì)其測(cè)量值與實(shí)際值進(jìn)行分析。計(jì)算出相對(duì)距離，確保駕駛者行駛安全。

5 結(jié)束語

車速與相對(duì)車速是保證汽車行駛重要因素，研究單片機(jī)的智能車載安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，重點(diǎn)分析車速與相對(duì)車速開展實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)容?？蓪⒁蕴W(wǎng)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用于傳輸模塊中，促進(jìn)我國(guó)汽車行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張新建，劉沛，彭誠(chéng)，等.基于單片機(jī)的智能車載安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2013，42（09）：2535-2537.

[2]顧涵，徐健，張佳麗，等. 基于IAP15F2K61S2單片機(jī)的車載酒精智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 常熟理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，5（04）：100-103.