基于單片機實現公交車超速預警系統

(成都理工大學信息科學與技術學院 四川 成都 610000)

引言

隨著汽車產業的快速發展，推動著城市交通日益便利，公交車日益成為我們生活中出行的必不可少的工具。但由于部分司機的交通安全意識淡薄，因公交車行駛速度過快造成的事故屢見不鮮，況且因為國內公路網的復雜，為減少交通事故的發生率，相關的交通部門給國內公路網的不同路段設置了不同的最大行駛速度。因此，研發和更新當前公交車測速與超速預警系統勢在必行。本電路設計基于這一現實情況的考慮，提出了基于單片機的公交車超速預警系統，使用AT89C51作為主控芯片，結合霍爾傳感器的測速作用和液晶顯示屏在顯示車速視覺預警的作用，最終實現蜂鳴器超速預警的作用，減少交通事故的發生。

一、系統總體方案

以AT89C51單片機為核心控制電路的公交車超速預警電路由以下六部分組成：電源模塊，按鍵模塊，測速模塊，顯示模塊，時鐘模塊和超速預警模塊。公交車的超速預警電路以AT89C51單片機作為主控芯片，電源由外界5V電源提供，按鍵模塊用于設置時間和公交車最高限定速度，顯示模塊用于顯示時間和當前行駛速度，蜂鳴報警器模塊在特定路段超速行駛時發出聲音警報。總體框圖如圖1所示。

圖1 公交車超速預警系統的結構框圖

二、系統主要實現功能

本系統通過使用霍爾傳感器安裝在車輪進行公交車運行實時測速，搭載蜂鳴器模塊，國家對特定路段是有特定的運行速度的，當測得公交車在特定路段超過公交車規定范圍的行駛速度時，傳回主控的單片機內，繼而蜂鳴器響起，實現公交車超速后的預警，并將公交車實際行駛車速顯示在LCD1602液晶顯示屏上。

(一)車速顯示功能

顯示模塊采用的是LCD動態掃描的顯示方式，將單片機的P2.2接口接LCD的使能端口E，然后將單片機P2.0接口連接LCD液晶顯示屏的數據/命令選擇端(H/L)RS，LCD液晶引腳D0～D7與單片機的P0相接，將要顯示的數值傳送至P0。并開始調用延時，將P2.2口置0，P2.0口置1時，寫指令，將P2.2口置1，P2.0口置1時，則寫數據，直至將需要顯示的數字全部顯示在液晶上。

(二)測速功能

在霍爾傳感器是作用下統計時鐘脈沖間隔，并由相關轉換為速度測量。在實時測得公交車超速時，傳回主控芯片，蜂鳴器報警，正常行駛速度范圍內顯示實時行駛速度，超速時則提醒超速和顯示路段最大行駛速度。

(三)超速預警功能

蜂鳴器報警模塊的原理是采用三極管的放大和導電功能來驅動蜂鳴器，當公交車在行駛速度超速時，三極管進而驅動繼電器控制警示燈亮起，同時蜂鳴報警器發出聲音預警。警示司機減慢行駛速度。

三、基于Proteus系統仿真測試

本設計采用Proteus軟件進行系統仿真，Proteus是世界上著名的EDA工具，可以支持IAR和KEIL等多種編譯器。從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到PCB設計。是目前唯一的一款集電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件為一體的設計軟件。

使用KEIL編寫程序，檢查無誤后生成hex文件，進入Proteus仿真軟件，在元件庫中選取電路所需元器件，連接電路把文件載入單片機中調試，得到仿真結果如圖2所示。

圖2 系統仿真結果

測試結果分析：使用電機模擬車輪轉動，在Proteus仿真軟件上可見，當運行速度大于預設的最大速度時仿真圖右側的燈亮，蜂鳴器發出聲音。

結語

隨著公共交通的日益普及，超速行駛成為交通事故的著名“馬路殺手”，基于單片機的公交車超速預警系統具有價格低廉，警示效果明顯，方便攜帶安裝的優勢，具有良好的推廣價值。