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1、东北林业大学毕业设计任务书基于单片机的汽车超速报警系统设计学生姓名： 专业班级： 指导教师： 学院：黄成永电气工程及其自动化2009级1班张延林副教授机电工程学院2012年12月18日题目名称：智能家居防火防盗系统的设计 任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求）主要研究内容：选择合适型号的单片机作为本系统的控制单元。选择相应的GPS定位 仪、车速传感器，通过GPS定位仪接收汽车通过路段的实时信息，并通过语 音告知驾驶员当前路段的限速信息，并与当前车速进行比较，车速超过当前 路段限速时，能及时通过语音提醒驾驶员。计划时间安排:第_阶段:3月1日一3月20日实习、调研、资料收
2、集;第二阶段:3月21 04月10日资料整理、研究方案的论证与确定:第三阶段:4月11日一5月31日硬件设计与软件设计;第四阶段:6月1日一6月20日撰写毕业设计、做好答辩前的准备工作。其中： 参考文献篇数：20篇以上（其中外文文献3篇以上） 说明书字数：10000字以上图纸张数：A3图纸1张专业负责人意见签名：年 月 日基于单片机的汽车超速报警系统的设计摘要近年来，随着现代汽车控制技术和高速公路的飞速发展，在世界特别是发达国家，无论 是运输业还是个人，汽车都已成为长距离运输的主要交通工具。汽车在公路上行驶时，通过 GPS定位，当汽车的行驶速度超过该公路所规定的最高行驶速度时，蜂鸣器报警，并通
3、过 语音提示，提醒驾驶员减速。本设计从驾驶员自身安全角度出发，设计了一种检测车辆超速的报警系统。当车辆处于 行驶状态中，该系统通过速度传感器时刻监测机动车辆速度。在实时监测和自动控制的单片 机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。此设计就是一种利用51单片机对 机动车超速行驶情况进行蜂鸣报警的系统。该系统结构简单，可靠性高，操作方便，可广泛 应用于摩托车、汽车等机动车辆。该设计详细介绍了系统的总体设计方案，给出了界面模块 与89C51接口电路，系统硬件电路及外围设计电路，通过LCD显示出来。关键词:51单片机；汽车超速报警器；语音传感器；LCD显示Monolithic integra
4、ted circuit-based automobile overspeedalarm system designAbstractIn recent years, with the modem auto control technology and the rapid development of highway, in the world, especially in developed countries, whether shipping or personal, cars have become the main long-distance transport vehicles. Wh
5、en the car driving on the highway, through the GPS positioning, when the car speed is more than the highest speed specified in the road, the buzzer alarm, and through the voice prompt, and remind the driver to slow down.This design from the Angle of the drivers own security, we design a test vehicle
6、 overspeed alarm system. When the vehicle in the driving state, the system through the speed sensors to monitor vehicle speed. In real-time monitoring and automatic control of microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component. This design is a kind of vehicle sp
7、eeding is to make use of 51 single-chip buzzer alarm system. The system has simple structure, high reliability, convenient operation, can be widely used in motorcycles, automobiles and other motor vehicles. This design detailed introduces the systems overall design scheme of interface module and 89
8、c51 interface circuit is given, and the system hardware circuit and peripheral circuit design, through the LCD display.Key words: Single chip microcomputer; Automobile overspeed alarm; Voice sensor; The LCD display目录摘要Abstract1前言11.1汽车超速报警系统研究目的及背景11.2汽车超速报警系统在国内外的研究现状和发展趋势11.3汽车超速报警系统的主要内容22汽车超速报警系
9、统设计方案的选择32.1设计要求32.2方案选择33汽车超速报警系统硬件设计43.1测速传感器的构建43.1.1测速传感器的选择43.2汽车测速传感器的工作原理43.3主控模块63.4系统总体结构框图73.4.1电源单元83.4.2光电耦合器单元83.4.3蜂鸣报警单元93.5电路的连接93.5.1霍尔传感器与单片机的连接93.5.2单片机与报警器连接103.5.3单片机与LCD显示电路连接103.6监测车辆速度113.6.1 GPS车速检测114汽车超速报警系统软件设计134.1主程序134.2子程序144.2.1报警子程序14结论15参考文献16致谢171前言1.1汽车超速报警系统研究目的
10、及背景在当今时代里，汽车时最普遍的交通运输工具，随着汽车工业和告诉公路建设的发 展，每年由于各种交通事故造成的人员伤亡数目惊人，给国家造成的经济损失巨大。据 统计，每年造成各种交通事故的最重要的原因是车辆的超载和驾驶员的超速行驶，而后 者随机性往往更大可是人们总是忽视超速行驶给人们带来的严重后果。每年由于司机超 速行驶而造成的交通事故非常多，由此造成的经济损失也很严重。可是很多因超速行驶 而造成事故者或许并不是他们想开得很快，而是他们那时已经有了快感，却根本没有意 识到自己是在超速行驶，因此在造成交通事故后大都感到后悔。针对这种状况，开发超 速报警器显得尤为重要。如果汽车驾驶员们在各自汽车上安
11、装了汽车超速报警器，在极 大程度上能避免发生严重的交通事故。1.2汽车超速报警系统在国内外的研究现状和发展趋势近年来，国内外许多国家都认识到超速行驶对交通安全具有极大的危害，都加大了 对车辆行驶的管制力度，均研发先进的信息采集设备，并对车辆超速进行了大量的研 究，以保证车辆安全的行驶。国内研究状况如下：迄今为止，中国有关科研、设计部门、大专院校和交通管理、建设部门等单位针对 公路交通限制速度进行了大量的调查研究和试验，取得了很大的成果。在1996年，国 内已经结合设计车速和道路平纵线形等条件之间的关系，阐述了高等级公路限速标志的 设计原则，并对高等级公路分车型限速标志的设置提出了建议。目前车辆
12、超速监测技术主要有：雷达测速、激光测速、视频测速和线圈测速等四种 方式。国内的许多学者除了在超速数据获取方面进行研究外，还对超速现象进行了一系 列的分析，如魏秀岭研究了高速公路车辆警示系统的组成及工作流程，阐述了视频测速 的原理及其方法，提出了适合高速公路实时的，动态的阴影消除和车辆跟踪的算法。王 素琴等人研究了基于GPS/GSM/GIS的智能公交车辆监控系统，阐述了监控系统的原理。 毛建民等人通过分析超速行驶及限速对交通安全的影响，认为进行合理限速能够显著减 少重大交通事故发生率，并列举了限制车速的相关措施。欧居尚等人分析了车辆超速行 驶的原因及危害，并从教育、法律、交通安全措施和交通科技四
13、个方面采取相应措施预 防超速。国外研究状况：国外对超速进行研究开展较早也较为成熟，已经有相关学者建立了各种不同的车速 模型。西方发达国家对汽车运行速度的研究主要集中在公路经济分析领域。早在20世 纪60年代，西方发达国家就开始对超速行驶进行研究。其中的基础性工作就是对车辆 运行速度的研究，并进行了大量的道路试验。车辆行驶信息采集的设备如美国的Autoscoe系统，是最早获得专利的视频车辆监 测系统，可以对道路的车流量，车速等路况信息进行采集。美国采用最高法定限速值和 分段限速相结合的方法限速。最高法定限速是美国早期限速的主要方法，适用于美国的 所有道路。由于全国道路条件和沿线环境的多样化，同一
14、的法定限速值并不能满足各地 道路运行的实际情况，进行分段测速。日本的SEIICHIKAGAYA建立了一个辅助决策系统 并应用于Sapporo市，通过对道路环境因素建模，为决策者提供决策信息来提高运输效 率。德国的大部分公路不限速；法国采用可变限速，一般晴天和雨天采用不同的限速 值；新西兰则根据道路条件、交通量、事故资料或周围环境等因素将道路分为若干交通 安全等级，将其作为制定限速值的依据，其限速值的范围为20-100km/ho同时，这些国家正趋向于采取以“建议速度”逐步代替法定限速，从而使限速更加 人性化，营造更和谐的交通环境。此外，近年国外出现了另一种限速方法-分车型限 速，但该方法在美国尚
15、未达成一致的结论和共识，仍需进行更多的研究来评估该方法。与此同时，汽车电子限速装置也在不断发展之中，有许多电子设计者或公司从事这 方面的研究，力求能设计出一种普遍使用的汽车限速装置。其表现如下：(1)广州唯 创开发了一款超速报警器，这是一种实时指示车辆的行驶速度，记录超速情况，并通过 语音提醒司机安全驾驶的智能电子设备，该设备实时显示车辆速度。当超过所设定速度 的最高值时，及时播放语音提示，提醒司机。(2)据悉，法国汽车制造和营销委员会 与法国标致雪铁龙汽车集团和雷诺汽车公司近日联合向用户推出三种汽车限速装置。据 报道这三种装置中，最简单的一种是“超速报警器”。如果安装上这种装置的汽车当行 驶速度超过限定车速时，报警器就会发出声响警报，同时有指示灯闪烁，以警示司机减 速。其它两种限速装置是可以直接对汽车的部分功能及行驶进行调整的装置，其它两种 分别是限速器和调速器。司机可以通过这种限速器提前设定最高时速，如果司机在汽车 行驶中想超过开车前设定的最高时速，加速器也不会响应，而是把车速限定在一定范围 内。1.3汽车超速报警系统的主要内容综合国内外相关领域的研究成果可以看到，西方国家对公路限速控制的研究更为系 统和深入，在理论与实际两方面均比中国先进，但对于城镇化公路限速没有进行专门的 研究。所以在以后的汽车超速报警装置的研究和设计方面中国具有很大的潜力和优势，
