車載外圍及內部環境感知預警系統的設計

趙亞鑫 劉奕

摘 要 本文設計一種基于STC89C52單片機預警功能的系統。該系統具有開關控制、外圍環境探測和內部預警等功能。該系統采用紅外避障傳感器對障礙與車體之間的距離進行準確測量，采用光照強度監測組件有效改善系統對周圍環境的識別。

關鍵詞 紅外測距 STC89C52 單片機 光照強度檢測 聲光報警

中圖分類號：TP467.49文獻標識碼：A

0前言

隨著交通事業的迅猛發展，夜間駕駛的車也越來越多。夜晚的光線昏暗會給駕駛員造成一定的困擾，統計數據顯示，早上七點至九點、晚上五點到九點和凌晨一點至四點這幾個時段交通事故最多，且夜晚兩個時段都容易發生事故。由此可見，夜間比白天更容易發生交通事故，針對這一現象，我們設計一種車載式外圍及內部環境感知預警系統。該系統主要由外圍環境探測和內部預警兩部分組成。外圍環境探測系統采用紅外線探測外圍環境，內部預警系統則根據外圍探測的數據發出警報，以在光線昏暗時，提醒駕駛員前方存在障礙物。

1系統整體方案設計

該系統以STC89C52單片機為基礎，涉及開關控制，外圍環境探測系統和內部預警系統。原理結構圖如圖1所示。

開關控制由光敏電阻和STC89C52單片機組成。光敏電阻會對汽車外部環境的光線強度進行檢測，通過單片機的進一步處理后，如果汽車在光線昏暗路段行駛，便控制外圍環境探測系統開啟，反之，如果光線明亮，便會控制探測系統關閉。通過智能感應開啟和關閉外圍環境探測系統，可以減少不必要的損耗，且不會在正常駕駛情況下分散駕駛員的注意力。

2系統的硬件設計

2.1 STC89C52單片機

STC89C52單片機是一種功耗低、性能高的CMOS8位微控制器。單片機的最小系統電路基本組成包括基于51內核的微處理器單元、復位電路、JTAG調試接口、晶振電路、電源電路等。單片機使用經典的MCS-51內核，在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，以此讓該車載外圍及內部環境感知預警系統的實效性以及靈活性獲得了進一步提升。

2.2紅外避障傳感器

紅外避障傳感器是外圍探測系統的重要組成部分，本系統使用的型號是E18-D80NK，這是一種集發射與接收于一體的光電傳感，檢測距離可以根據要求進行調節，工作環境溫度在-25℃～+55℃。當發射器發出的紅外線被障礙物表面阻擋后，紅外光會發生反射，反射光被光電管接收后進行解調，解調后的信號輸入至開發板就可進行物體檢測了。

2.3光敏電阻

光敏電阻具有光電導效應，對光線十分敏感，光照愈強，阻值就愈低，最低可降至1K 以下。其工作原理是基于內光電效應，即在半導體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構成光敏電阻。

2.4聲光報警功能

本系統的報警功能是基于發光二極管和蜂鳴器設計的，其電路圖如圖2所示。

系統處于正常狀態時，P1和P2端口輸出高電平，發光二極管不亮且蜂鳴器不發聲。當紅外測距結果小于預設值時，單片機將控制P1輸出低電平信號，發光二極管電路導通，進而發光二極管發光報警。同時將測距結果顯示在顯示屏上，直觀地反映障礙物距離。

3系統的軟件設計

該系統的核心編程系統是Keil，運用的語言是C語言。借助光與紅外傳感器系統對附近環境進行全面的檢測，把信息傳輸至單片機之中，讓單片機做進一步判斷，同時實施與之對應的指令。單片機核心系統main調配其他子系統，剩下的全部傳感器系統的信息判斷以及蜂鳴器報警和障礙物距離顯示等多項內容都編制到系統之內，以此為移植以及查閱提供更多的便利。

4結束語

該系統主要借助STC89C52單片機，設計一組可自動控制傳感器、顯示屏、喇叭等電子設備的系統。系統通過外界行駛條件，由光、紅外等傳感器與單片機對接，把光以及紅外等多項技術進行有機的結合，促使對外部環境進行檢測的目的得以實現，把障礙物距離信息呈現在顯示屏上，經系統綜合處理，智能控制障礙物提示系統，最終實現駕駛安全。

基金項目：項目名稱：車載外圍及內部環境感知預警系統的設計（編號：cx2018058）。

作者簡介：趙亞鑫（1998.03-），女，漢族，四川德陽人，本科在讀，四川輕化工大學，研究方向：紅外測距。

參考文獻

[1] 藍麗金，潘運丹，李君弋.基于STM32模擬智能導游機器人系統設計[J].數字技術與應用，2016.

[2] 黃惟公，鄧成中.單片機原理與接口技術（C51版）[M].成都：四川大學出版社，2011.

[3] 王彥華，劉希璐.光敏電阻器原理及檢測方法[J].裝備制造技術，2012.

[4] 徐愛鈞，徐陽.KeilC51單片機高級語言應用編程與實踐[M].北京：電子工業出版社，2013.

[5] 蔣曉玲，孟志強，陳燕東.汽車追尾防撞紅外測距系統[J].光電子技術，2011 .

[6] 陸斌.自動避障和火焰搜索在智能滅火機器人中的實現[J].工業控制計算機，2012.

[7] 孫翠玲，劉飛，高天.飛機風擋自動雨刷系統設計及實現[J].電子世界，2017.

[8] 趙瑞林，趙妮娜.電工電子技術在聲光雙控開關設計中的應用[J].電子設計工程，2013.

[9] 周賢娟，馮梅琳，王軍.基于Matlab/RTW的嵌入式系統實驗開發平臺[J].工業控制計算機，2012.

[10] 王芳，馬幼軍.智能化住宅防盜防火報警系統設計[J].傳感器技術，2002.