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1、 本科毕业论文汽车防碰撞报警系统研究摘 要随着汽车工业的不断进步,行驶在道路的车辆越来越多,而现代生活节奏的加快，交通事故发生的频率也不断增加。为提高汽车运行的安全性和降低碰撞发生的可能,本文讲述一种主动型汽车防碰撞报警系统。该系统装置将单片机的实时控制与数据处理功能，与毫米波雷达的测距技术、传感器技术相结合，可检测汽车运行中前方、后方障碍物与汽车的距离与汽车车速，通过数显装置显示距离，并由发声电路根据距离远近情况发出警告声。关键词：单片机，毫米波，防撞雷达，霍尔集成传感器，报警器AbstractWith the continuous progress of the automotive in
2、dustry, vehicles traveling on the road more and more, and the modern pace of life speeds up, the frequency of traffic accidents also continue to increase. In order to enhance the safety of cars and reduce the possibility of a collision, the paper about a pro-active anti-vehicle collision warning sys
3、tem. The system will be installed real-time control of the microcontroller and data processing functions,and millimeter-wave radar ranging technology, sensor technology, could be detected in the vehicle running in front, the rear vehicle barriers and the distance and vehicle speed, through the signi
4、ficant number of Device shows that distance by distance voice circuits based on the situation issued a warning sound.Key words: microcontroller; Millimeterwave; Anti-collision radar; integrated Hall unit; alarm / 目 录 前言11 汽车安全系统31.1 汽车安全系统简介31.1.1 被动安全31.1.2 主动安全31.2 汽车安全系统的发展52 汽车防碰撞报警系统82.1 系统设计思想
5、与简介82.1.1 系统的关键技术：测距82.2系统原理与硬件组成122.2.2 AT89C2051 单片机的性能与特点172.2.3 霍尔集成器件测速原理232.2.4 报警发声电路362.3系统软件设计37结束语38致39参考文献41前 言现代社会高速公路的迅猛发展和汽车制造水平的快速提高，导致了汽车的行驶速度不断上升。现在，各种汽车在高速公路上每小时跑上100-120公里，己经是很平常的事了。但是自然界中的恶劣气候与驾驶员的疲劳不适等诸多因素，随时都有可能引发各种意外交通事故。而高速公路上一旦发生意外交通事故，恐怕就会出现类似于“多米诺骨牌”的效应,数辆甚至是数十辆汽车高速的碰撞在一起，
6、彼此碰的残头破面、支离破碎。而这时最为可怕的却还是车的乘员，因为他们要以自己的血肉之驱去和如此巨大的钢铁撞击相抗争。而能够生还的希望往往却是非常的渺茫！据来自公安部门的数据表明：2005年，全国发生交通事故450254起, 因车祸造成98738人死亡，伤残人469911数人，直接财产损失18.8亿元。其中下午至晚间时段交通死亡事故多发；下午至晚间时段（14:0022:00）发生交通死亡事故比例较高，共死亡44835人，占总数的45.4%。主要原因是机动车驾驶超速行驶、疲劳驾驶等。对公路交通事故的分析表明：80%以上的车祸是由于驾驶员反应不与所引起的追尾相撞、侧面相撞。对各类交通事故的研究表明:
7、若驾驶员能够提早1s 意识到有事故危险并采取相应的正确措施,则绝大多数的交通事故都可以避免。此外，还有相当一部分驾驶员在倒车时，由于视线不良，很容易发生危险。老驾驶员们可凭数年的经验，凭感觉进行倒车。但对新手，倒车就不是件容易的事了。倒车时不易抓住倒车距离，左右后方不易抓住倒车角度；行箱太高，挡住倒车视线；夜间、下雨或有雾等天气与狭窄空间停车，都会给倒车带来烦恼。因此，本系统的根本之目的，就是要充分利用各种先进的高新科学技术和手段，对运行中各种型号的汽车实施主动性的测速、测距分析和报警，要把各种汽车撞车事故和车祸尽可能的防患于未然，消除在无形之中。1 汽车安全系统1.1 汽车安全系统简介汽车的
8、安全驾驶系统可分为主动安全与被动安全两大方面。1.1.1被动安全所谓被动安全是指当车辆发生碰撞时对乘客与行人的保护能力，是通过设置安全带、安全气囊、保险杠等,在事故发生时保障人员的安全。如今这一保护的概念以与延伸到车外所有的人甚至物体，越来越强调安全设计的重要性的。（1） 被动安全之“软防护派”发生碰撞事故时车体通过预先设定的褶皱永久变形，能够吸收外力冲击的大部分，车乘员的保护主要通过车体结构的溃缩实现，被称为的“软防护派”。（2） 被动安全之“硬防护派”认为车身钢板越厚越硬、车室结构越坚固，在发生事故时变形量也就会越小，安全性自然更高的成为“硬防护派”。（3） 被动安全之“设备派”通过采用智
9、能安全气囊、钢化玻璃与夹层玻璃结合的安全玻璃、预紧式安全带、乘员头颈保护系统等来有效保护乘员的安全。1.1.2 主动安全主动安全则是利用智能视野增强系统、全方位车辆防撞、避撞系统与智能路线控制系统等技术,扩展驾驶者感知环境和控制车辆的能力,将保护提前到事故发生之前,在保护的基础上更注重预防。这样的汽车，有着比较高的避免事故能力，尤其在突发情况的条件下保证汽车和车人员的安全。现代科技的发展，使得一些设备能够帮助汽车日常的制动或者驱动系统，以提高车辆主动安全性：防锁死制动系统（ABS）：ABS是Anti-lock Braking System缩写。目前大多数轿车都装有ABS。在遇到紧急刹车时，经常
10、需要汽车立刻停下来，但大力刹车容易发生车轮锁死的状况如前轮锁死引起汽车失去转弯能力，后轮锁死容易发生甩尾事故等等。安装ABS就是为解决刹车时车轮锁死的问题，从而提高刹车时汽车的稳定性与较差路面条件下的汽车制动性能。电子制动力分配系统(EBD)：EBD能够在汽车制动时自动调节前、后轴的制动力分配比例，并配合ABS提高制动稳定性。汽车在制动时，四只轮胎与地面的摩擦力不一样，容易造成打滑、倾斜和车辆侧翻事故。EBD用高速计算机分别对四只轮胎附着的不同地面进行感应与计算，根据不同的情况用不同的方式和力量制动，并不断调整，保证车辆的平稳、安全。牵引力控制系统（TCS）：TCS又称循迹控制系统。汽车在光滑
11、路面制动时，车轮会打滑，甚至使方向失控。同样，汽车在起步或急加速时，驱动轮也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险。TCS依靠电子传感器探测车轮驱动情况，不断调节动力的输出，从而使车轮不再打滑，提高加速性与爬坡能力。电子稳定装置（ESP）：电子稳定装置（ElectronicStabilityProgram）是一种牵引力控制系统，不但控制驱动轮，而且可以控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过度的情况，此时后轮会失控而甩尾，ESP便会通过对外侧的前轮的适度制动来稳定车辆。转向不足时，为了校正循迹方向，ESP则会对后轮制动，从而校正行驶方向。随着近年电子科技的发展，各种汽车防撞报警系
12、统也开始发展起来，主要是通过由传感器和单片机组成的“车辆防碰撞报警系统”，对行车时的危险进行判断并帮助驾车者进行处理，这一系统能够在汽车与其它物体发生撞前的瞬间，进行提前预警以保证安全。1.2 汽车安全系统的发展随着全球汽车保有量的不断增加，汽车公害问题也日益突出。降低汽车交通事故的发生率，尤其是减少车祸人员伤亡，成为世界汽车工业的重要课题。这要求汽车厂商和零部件供应商不断的开发出先进技术，创造更安全的车辆。传统上，车辆的安全系统分为主动安全和被动安全两个系统。简单来说，主动安全的职责是有效支持驾驶者在行驶中的操作，最大限度地防止事故发生。底盘、转向、防抱死装置(ABS)、车辆稳定性控制(Ve
13、hicleStabilityControl)都属于主动安全系统。而被动安全系统（也称乘员安全系统）在事故发生时最大限度降低对人员的伤害。安全带、安全气囊、各种安全电子装置即具有这样的防护作用。目前，主动与被动安全系统的集成是一股势不可挡的趋势。复杂的整合技术将近距离雷达、远程雷达、影像传感、转向与翻滚角度传感、稳定控制电子传感等诸多技术结合在一起，对驾驶环境实施全面监控，集中比较、分析多方面的数据，在必要时启动最适当的下一级系统，自动地或辅助驾驶者采取正确的防护措施。集成的主、被动系统能实现更强的安全性能，最大程度地保护车辆、乘员乃至行人的安全，其价值远远超过了各自独立、互不相干的防护系统。事
14、实上，主、被动安全系统的技术整合和运用早已开始。以预警安全系统为例，在发生意外时，在刹车片上施加足够的压力能启动制动辅助（BrakeAssist）系统或车身稳定控制（VSC）系统。感知汽车严重打滑，预警安全系统则会自动激活电控的座椅安全带预紧器（即TRW主动控制牵引器，ACR），随之把前座椅移至最佳的安全位置。在前座椅置于安全气囊保护的最佳距离的同时，ACR自动收紧座椅安全带以加强乘员保护。该阶段的技术整合所采用的制动辅助系统，在潜在碰撞发生前启动安全防护措施。TRW的ACR技术也具可逆转性，如果实际碰撞并未发生，ACR在几秒钟会调整至初始状态。相比之下，其它碰撞驱动型座椅安全带预紧器装置在启
15、动后无法自动回复初始状态，必须重新装置。预警驾驶辅助在集成化的第二阶段，安全技术发展到具有一定的先知先觉能力。这样的系统能无须驾驶员的操作自动运行，监控驾驶环境。预警技术一般建立在传感技术（如雷达、实时摄像）基础之上，传感装置随时监控相关驾驶环境。TRW一直努力研发一系列基于雷达技术的传感系统，如自适性巡航控制(AdaptiveCruiseControl)该系统已被应用于德国大众的一部分欧洲和北美的车型上。这些通常也被称为驾驶辅助系统。早期，驾驶辅助主要提供驾驶便利，而在今后将逐步发展成为主动安全技术中不可或缺的部分。以车道引导(LaneGuide)系统为例，当系统感知车辆在车道上蜿蜒蛇行或偏离道路时，会为驾驶者提供相应的矫正辅助。包括ACR在的各种保护装置相应启动，一是警示驾驶者；二是确保驾驶者处于安全气囊保护的最理想位置；同时电子转向系统提供触觉传感反馈，引导驾驶者回到正确的车道上。智能化反馈好的预警系统是善解人意的。它能为驾驶者提供适当类型与程度的反馈，既提高安全性又不分散注意力、妨碍驾驶。TRW设计的安全装置一般情况下是在不知不觉中为驾驶者提供保护的；而只有比较严重的情况发生时，如车辆偏离车道或驶离道路时，音频、视频等明显的反馈装置才会发挥作用。将来，结合智能化传输系统，主动和被动安全系统都将与车辆外部环境保持更紧密的联系。全球定
