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1、word目录摘要：11 前言21.1 什么是疲劳21.2 疲劳驾驶与交通事故21.3 怎么预防疲劳驾驶21.4 小结32 本设计的总体思路与其理念3 理论根底32.2 AT89C2051单片机的芯片管脚介绍32.3设计方案53 系统硬件局部的设计63.1 心率采集电路63.2 单片机控制电路83.3 小结104 系统软件局部的设计104.1主程序设计104.2 定时程序设计114.3中断子程序设计13显示子程序设计155 软件调试17调试软件的介绍17调试结果176总结18参考文献19 / 基于单片机的汽车疲劳驾驶报警系统徐文燕大学民生学院， ，475004摘 要： 汽车已经成为我们人类生活中
2、的一种必需交通工具，不仅与我们的生活是息息相关，而且与我们的生命安全关系密切。因为疲劳驾驶造成的交通事故已经严重的威胁到我们的生活，所以能够帮助降低一定概率的交通事故的仪器实用性是很强的。 设计描述的是一个基于AT89C2051单片机的汽车疲劳驾驶检测预警系统。它可以用来检测汽车驾驶员的疲劳程度，使用此心率计在一定程度上降低交通事故。而且，它的检测方式是非接触式的，使用红外线检测驾驶员的心率;然后，由单片机系统判断其是否处于疲劳驾驶状态，将显示结果使用LCD液晶显示屏显示出来，并进展语音提示。设计简单实用，有很高的实用价值。关键词： 疲劳驾驶；疲劳检测；预警系统Driving alarm sy
3、stem of automobile fatigue based on single chip microputerXu wen-yan(School of minsheng , Henan University, HenanKaifeng 475004, China)Abstract: The cars have bee essential transport for human life, not only with our lives are closely linked, and are closely related to our life safety. Because accid
4、ents caused by driver fatigue has been a serious threat to our lives. So the instrumentspracticabilaity is very strong, because it is possibleto help reduce the probability of a traffic accident.This paper describes a drowsiness early warning system detection based on AT89C2051 Single-chip Micropute
5、r.It is using on determine the drivers lever of attention，a certain extent ，it can reduce the number of traffic accident. Besides，the method of detection is untouched, and using infrared inspection detect the drivers heart rate; The Single-chip Microputer will judge whether he is in the fatigue driv
6、ing state, LCD will display the results and voice prompt. Thisdesign is simple and practical with high value.Key words: Fatigued dirving; faitiguedetection; early warning system1 前言在高速开展的现代，拥有汽车的人是越来越多，交通越来越拥挤，正是因为如此，交通事故也越来越频发，这就促使人们正视这一问题。而在交通事故中，因为驾驶员疲劳驾驶引起的事故，占其中相当大的一局部，疲劳驾驶已经成为威胁我们生命的一大危害，了解疲劳驾
7、驶以与它引发的一些变化，有助于我们找到原因以与克制它的方法，可以在驾驶员行驶时发生突发或者无意识的疲劳困倦进展警醒，从而一定程度上防止车祸的发生。什么是疲劳驾驶疲劳驾驶就是驾驶员较长时间维持一个姿势或者休息时间不够等原因造成的反映迟钝，驾驶员打盹、疲乏、操作不当甚至完全丧失驾驶能力就是它的主要表现。并且，疲劳驾驶不仅反映在心理上，还反映在生理上。心理上的反响包含反响时间延迟、出现动作不协调、大脑注意力分散等；生理反响上包括神经系统、血液、眼睛、握力等的变化。1.2疲劳驾驶与交通事故据相关调查显示，发生交通事故的原因百分之八十五是与驾驶员有关的，环境与车辆的因素只是占到百分之十五，司机在事故发生
8、前的那么一瞬间的行为以与故障会直接导致交通事故的发生，知觉上的延迟、对危险情况的错误抉择、对环境的决策错误等就是导致交通事故的一些因素；而在所有的驾驶员所犯的错误中，决策错误和知觉延缓是最为常见的，而这些就会使驾驶员产生反响迟钝、注意力不集中等反响，产生这些错误的根本的原因就是疲劳驾驶。所以，在一定程度上制止驾驶员疲劳驾驶这一行为现象，就能有效的减小交通事故发生的概率。1.3 怎么预防疲劳驾驶许多的国家已经意识到疲劳驾驶的问题，对于它的研究工作早期上主要是使用在医学角度上，是在医疗器械的帮助下实现的，这些研究可以追溯到上个世纪三十年代美国交通部下辖的洲际商业协会对城市商业机动车辆的驾驶员服务时
9、间的管理条例的合理性进展的调查；而实质性研究汽车驾驶员与疲劳驾驶的关系是从上世纪八十年代初开始的，由美国国会批准交通部实施改革驾驶服务时间，探索驾驶员和道路安全的关系，提高完善公共汽车安全法规开始的，我们发现疲劳驾驶研究的高度提高到了立法，可以在一定程度上保证疲劳驾驶研究的有效性、合法性和持续性7。研究工作大致上可以分成两类：第一类是研究疲劳困倦产生的原理和其他各种疲劳困倦的诱因，找到降低此种危险的方法；第二种是研究车辆的智能报警系统以与相关可以警醒的用具，来防止驾驶员产生疲劳，并在疲劳的状态下行驶。驾驶员在疲劳驾驶时会有很多不同的反响与其状况出现在身体上，对于它们的检测大致上可以将其分为以下
10、三类状况，一类是基于驾驶员的生理特征上的疲劳驾驶检测识别技术如疲劳时人的心率、脑电图、肌电图、呼吸状态、脉搏频率等会有变化；另一类是基于驾驶员头部或面部特征的疲劳驾驶检测识别技术如疲劳时人的部表情、眼睛眨动的频率、注视的方向、瞳孔的直径等的变化；第三类是基于驾驶员操纵车辆的特点和所驾驶车辆的特性的疲劳驾驶检测识别技术如疲劳时人的握力、车辆的行驶轨道等会有变化。 基于此，本设计选取就是驾驶员在疲劳驾驶时他的生理特征的变化，即脉搏的变化来对其进展是否处于疲劳状态进展区分。1.4 小结疲劳驾驶所造成的危害是不言而喻的，所以，对汽车疲劳驾驶的研究是必要的，对汽车疲劳驾驶智能报警系统的开发是可行且必须的
11、。2 本设计的总体思路与其理念2.1理论根底单片机是一个不带外部设备的微型计算机。它是20世纪70年代中期开展起来的一种大规模的集成电路芯片1971年inter公司研制出世界上第一个四位微处理器，是集合CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于一体的电子设备。单片机是一个软硬结合的产物。它具有集成度高highly integrated、功能强大powerful、体积小small、灵活flexible、稳定可靠reliable、价格低廉inexpensive等许多的特点。上世纪八十年代以来，单片机开展十分的迅速，各种新型高性能的机种产品不断地出现在市场上，单片机顺利成章的已经成为工厂实现自动
12、化和各控制领域的支柱产业之一。单片机的根本端口操作和根本功能，包括单片机的定时、中断、I/O端口以与简单的外部器件的设计等，这些都需要去了解设计，才能成功完成一个设计。2.2 AT89C2051单片机的芯片管脚介绍本设计使用的是AT89C2051单片机;图2-1 AT89C2051单片机的引脚配置图此单片机有20个引脚，相关引脚配置如图2-1所示。它各个管脚的功能是：VCC 电源电压；GND 接地；RST 复位输入；当RST变为高电平并维持了2个机器周期时，所有的I/O引脚都被复位达到高电平8；XTAL1 部时钟工作电路的输入端、反向振荡器的输入端8；XTAL2 反向振荡放大器的输出；P1口
13、8位双向I/O口；两个端口需要外部上拉，可以用作片准确模拟比拟器的正向输入AIN0、反向输入AIN18；引脚P1.2P1.7提供部上拉，当作为输入且被外部下拉为低电平时，它们就输出电流，这是因部上拉的缘故8。P1口的输出缓冲器能接收20mA的电流，并且能直接驱动LED显示器；P1口的引脚写入“1” 后，可以用作输入8。在闪速编程和编程校验期间，P1口也可以接收编码数据8。 和是7个带部上拉的双向I/0引脚；经与片比拟器输出相连，所以不能作为通用的I/O引脚访问8。AT89C2051的性能指标有：与MCS-51产品指令系统完全兼容；2k字节可重擦写闪速存储器；1000次擦写周期；2.7V-6V的
14、工作电压围；全静态操作：0Hz-24MHz；两极加密程序存储器；128字节部RAM；15个可编程I/0口线；2个16位定时/计数器；6个中断源；可编程串行UART通道；可直接驱动LED的输出端口；置一个模拟比拟器；低功耗空闲和掉电模式。2.3设计方案.1 检测方法此设计采取的方法用红外线来检测人体脉搏，因为光能避开很强烈的电磁干扰，具有很强烈的绝缘性，并且可以做到非侵入式的检测脉搏波。它采用红外线来检测并采集驾驶员的脉搏，所检测部位可以为被检测人的一个手指或耳垂对于驾驶员来说检测耳垂会比拟不影响他的驾驶，如果制造成蓝牙耳机的样式会更加实用方便。2.3.2 检测原理此设计的检测根本原理是：人体组
15、织中的血液流量伴随着心脏的搏动而产生变化，血管中血液的饱和度发生变化，那么人体组织的半透明度也会因此被改变。当血液被送到人体各局部的组织时，血管中的血液饱和度就会变大相应的组织的半透明度就会减小；当血液重新流回到心脏时，人体组织血管中的血液饱和度变小，相应的它的半透明度就会增大。因此，如果在人体组织相比照拟薄弱的地方例如指尖和耳垂用红外发光二极管产生的红外线照射，就可以用红外三极管接收并将其转换为电信号。因为用上述方法测试得到的脉搏信号跟人体的脉搏频率成正比，脉搏信号只要通过一定功能的电路转换成的 脉冲信号并对其进展相应的处理，就可以实现检测的脉搏频率被随时检测的目的。而如果检测到的脉搏频率低于或者高于正常值的百分之二十时，单片机对其进展分析输出，然后驱动报警电路，对驾驶员进展报警，从而实现其智能。.3 系统设计方案综上，设计系统框图与其说明如图2-2所示：红外检测与采集脉搏信号抗干扰与滤波信号整形与放大单片机AT89C2051报警系统液晶屏显示图2-2 设计系统框图3 系统硬件局部的设计在硬件局部，电路主要完成的是心率采集和心率数据处理的功能，那么可以将整体电路分为心率采集和单片机控制电路。3.1心率采集控制系统图3-1 心率
