基于單片機的汽車安全系統(tǒng)的設(shè)計

1、基于單片機的汽車安全系統(tǒng)的設(shè)計文獻綜述系：信息工程系 學(xué)號：2013283307 姓名：許添摘 要：這款設(shè)計是一種基于單片機車內(nèi)煙霧檢測控制器和超聲波倒車?yán)走_監(jiān)測報警系統(tǒng)。該控制器采用煙霧傳感器、距離傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、蜂鳴器等與汽車組成車載檢測及安全控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以單片機為核心,配以檢測電路、控制電路、報警電路,從而實現(xiàn)智能車載安全控制服務(wù)及實時檢測汽車尾部與障礙物的距離,并根據(jù)設(shè)定的距離值由蜂鳴器發(fā)出不同頻率的警報信息反饋給司機,對行車或倒車安全有至關(guān)重要的作用.由于該系統(tǒng)具有高靈敏度和低功耗的功能,因此具有較高的實用價值。關(guān)鍵詞：單片機，汽車安全、雷達、報警系統(tǒng)1、 引言隨著

2、生活水平的提高，汽車已經(jīng)成為了人們最常用的交通工具。由于故障或工作環(huán)境溫度過高導(dǎo)致汽車自燃，因此需要設(shè)計一種小型、廉價、實用的火災(zāi)報警系統(tǒng)。 該系統(tǒng)通過傳感器對現(xiàn)場溫度、煙霧濃度進行檢測，并快速重復(fù)檢測和延時報警，以判斷出是瞬間的異常，還是發(fā)生火災(zāi)，防止誤判。若是發(fā)生火災(zāi)則啟動聲光報警，同時通過無線信號發(fā)射電路向駕駛員發(fā)送無線信號，而駕駛員通過無線接收電路接收報警信號，防止造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，甚至危害人的生命安全隨著社會的發(fā)展，汽車作為人們的日常交通工具，變得越來越普遍。然而，目前頻發(fā)的汽車安全問題引起了人們的大量關(guān)注。這款設(shè)計擁有兩個安全防范措施，車載煙霧報警及倒車?yán)走_系統(tǒng)組成的汽車安全系統(tǒng)

3、。1、車載煙霧報警是為了早期的發(fā)現(xiàn)和通報車內(nèi)高溫和自燃現(xiàn)象，。2、倒車?yán)走_系統(tǒng)是為了吸煙警示器是能夠檢測環(huán)境中的煙霧，并具有報警功能的儀器，儀器的最基本組成部分應(yīng)包括：煙霧信號采集模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機控制電路、錄音報警電路。 煙霧信號采集電路一般由煙霧傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧信號轉(zhuǎn)化為模擬的電信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從煙霧檢測電路送出的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機可識別的數(shù)字信號后送入單片機。單片機對該數(shù)字信號進行濾波處理，并對處理后的數(shù)據(jù)進行分析，是否大于或等于某個預(yù)設(shè)值(也就是報警限)，如果大于則啟動報警電路發(fā)出報警聲音，反之則為正常狀態(tài)，以上是根據(jù)報警器應(yīng)具備的功能，提出的整體設(shè)計思路。 煙

4、霧傳感器及單片機是可燃煙霧檢測報警器的兩大核心，根據(jù)報警器功能的需要，選擇合適、精確、經(jīng)濟的煙霧傳感器及單片機芯片是至關(guān)重要的。2、汽車安全系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀2.1 傳統(tǒng)汽車安全系統(tǒng)系統(tǒng)防盜門、防盜鎖、防火墻等設(shè)備是傳統(tǒng)的能防盜和阻燃的安防設(shè)備，從客觀上來說是有一些成效，其可以增加盜賊進門偷盜的難度或減慢火災(zāi)向周圍蔓延的速度，但不能夠及時地把這種危險訊息傳達給房子的主人，以致于不能及時補救，有時候甚至?xí)＜暗饺藗兊纳踩?。比如某些設(shè)備會占用火災(zāi)救援通道阻礙住戶逃生，防盜窗時間久了不維修容易成為高空墜物砸到路人等7。2.2 智能汽車安全系統(tǒng)智能防火防盜系統(tǒng)主要可以分為計算機網(wǎng)絡(luò)操作和單片機控制兩

5、種，以下分別進行闡述。2.2.1計算機網(wǎng)絡(luò)操作方法現(xiàn)如今防火防盜報警系統(tǒng)中融入了許多高科技元素，如多媒體操作、電子地圖、控制軟件等，這都要歸功于現(xiàn)代計算機技術(shù)、通信技術(shù)和自動控制技術(shù)的高速發(fā)展與應(yīng)用。利用了多媒體技術(shù)的系統(tǒng)更好的實現(xiàn)了人機交互，可以在同一時刻處理多種不同的信息，并使得這些信息可以被相關(guān)設(shè)備進行處理，從而集成了一個智能化的交互式系統(tǒng)。因此，這種系統(tǒng)可以實時監(jiān)控或預(yù)測家中的警情并能在突發(fā)狀況出現(xiàn)時及時向警方報警，同時可以利用計算機網(wǎng)絡(luò)向其提供住宅的電子地圖，也可以拍攝下家中的情景傳過去等等8。2.2.2單片機控制方法隨著單片機的發(fā)展而出現(xiàn)的以單片機為核心控制器的家居防火防盜報警系統(tǒng)

6、，是一種安全可靠，操作容易的相對智能的報警系統(tǒng)。東北林業(yè)大學(xué)的謝衛(wèi)華在其碩士論文中設(shè)計的系統(tǒng)以嵌入式單片機為控制核心，利用相關(guān)靠譜的傳感器和現(xiàn)今發(fā)達的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，以短信，語音電話或圖片傳輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)防盜、防火、遠程操作等家庭所需要的安全檢測和報警提示功能9。其采用門磁、溫度、氣體、紅外、濕度等高靈敏度傳感器實時監(jiān)測家庭安全狀況，如果有異常情況發(fā)生系統(tǒng)會及時發(fā)送短信、語音電話或相關(guān)圖片通知住房主人，若主人沒有發(fā)回相關(guān)操作命令，則系統(tǒng)每隔一定時間就發(fā)送一次報警信號。在住房主人接收到了報警信號之后，就可以通過先進的通信網(wǎng)絡(luò)遠程控制家中的電器，電燈等，比如打開電燈或讓家中的警報燈鳴叫等，以嚇退闖入家

7、中的小偷竊賊；若是家中安裝了噴水系統(tǒng)，用戶就可以在接收到火警后，控制噴水系統(tǒng)噴水以緩解甚至是消滅災(zāi)情。當(dāng)然，要是用戶出門想起家中的電器或電燈沒關(guān)時也可以遠程控制進行關(guān)閉10-13。圖1 系統(tǒng)總體構(gòu)成框圖3、智能汽車安全系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 未來防火防盜報警系統(tǒng)將朝著智能化、數(shù)字化的方向創(chuàng)新和發(fā)展。數(shù)字化的監(jiān)測報警系統(tǒng)不需要人看守，在監(jiān)測能力上有了加強，并提高了管理水平。它能有效地防止各種類型的事故發(fā)生，提升了智能化程度14,15。數(shù)字化的防火防盜報警系統(tǒng)使用了先進的檢測技術(shù)，在實時監(jiān)控的區(qū)域內(nèi)可以及時捕捉到突發(fā)狀況（有賊入侵或火災(zāi)），并將拍攝到的視頻或圖像存儲到計算機硬盤中（將來需要時還可以根據(jù)時間

8、、地點進行檢索并回放),同時通過遠程通信或計算機網(wǎng)絡(luò)等手段向用戶或警察報警16。4、結(jié)束語智能家居防火防盜系統(tǒng)可以實時監(jiān)控家庭安全，盡極大的可能保障人們的生命財產(chǎn)安全，使人們無論是出門還是在家都可以對家中的情況放心。該系統(tǒng)操作方便，空間資源占用少，報警及時，具有十分廣闊的應(yīng)用和研究前景。參考文獻：1 賀虎;秦建敏;MSP430的軟硬件C延時程序設(shè)計J;單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2006年03期2 劉立群;孫志毅;基于M-BUS的超低功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)J;單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2006年01期. 3 史永彬;葉湘濱;基于MSP430的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計J;單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2006年07期4

9、趙愛玲;黃景濤;基于單片機的電阻爐溫度控制系統(tǒng)J;安陽工學(xué)院學(xué)報;2008年06期 5張拓;聲音識別技術(shù)在門禁控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J;安陽工學(xué)院學(xué)報;2011年04期 6雷學(xué)堂;張秀山;張紹頌;何建新;基于單片機的溫度過程控制系統(tǒng)的設(shè)計J;蚌埠學(xué)院學(xué)報;2012年02期 7梅新勇,高錦宏,徐小力;對傳統(tǒng)差示熱分析儀(DSC)的改進方法J;北京機械工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2005年03期 8陳廣華;鞠娜;楊飛;李建偉;基于粘貼式應(yīng)變傳感器的車輛超載監(jiān)測系統(tǒng)J;北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2011年04期 9胡海根;李光輝;曾松偉;周厚奎;單片機實踐教學(xué)改革初探J;北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版);2007年S1期 1

10、0浦龍梅;楊增強;基于AdC812芯片的轉(zhuǎn)子實驗臺閉環(huán)控制系統(tǒng)J;變頻器世界;2006年07期 11楊寶龍;鄢興俊;AD7656的串行設(shè)計J;船電技術(shù);2009年11期 12楊寶龍;華斌;基于ARM的嵌入式通訊平臺設(shè)計J;船電技術(shù);2010年01期 13 申正一;PSD311在智能開關(guān)中的應(yīng)用J;長春理工大學(xué)學(xué)報;2006年02期湖州師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學(xué) 生 姓 名許添班級20132833學(xué)號2013283307專 業(yè)電子信息工程指 導(dǎo) 教 師馬陳燕開題時間2016.9.25畢業(yè)設(shè)計（論文）題目基于單片機的汽車安全系統(tǒng)的設(shè)計選題意義、研究現(xiàn)狀及存在問題選題意義：近年來入室盜竊和火

11、災(zāi)已經(jīng)成為危害人們家居生活的重要因素。這使得人們對住房的防盜，防劫，防火的重視程度也在不斷提高。而傳統(tǒng)的安防設(shè)備如防盜窗、防盜門、防盜鎖、防火墻等防盜和阻燃設(shè)備效果不顯著還有一定安全隱患。因此，智能家居防火防盜系統(tǒng)的設(shè)計和研究就顯得極其重要。研究現(xiàn)狀：截至目前，人們普遍采用的家庭防盜防火設(shè)備有防盜窗、防盜門、防盜鎖、防火墻等，雖然增加了盜賊盜竊的難度和降低了火災(zāi)的蔓延速度，但不能實時通知用戶，進行及時的搶救措施，有的時候還會增加用戶逃生的難度。而以嵌入式單片機等微處理器和無線通信模塊為核心的家庭智能防火防盜報警系統(tǒng)是一種操作方便，運行可靠的智能型無線報警系統(tǒng)。它采用紅外、溫度、門磁、氣體等傳感

12、器實時監(jiān)測家庭安全情況，如有異常系統(tǒng)會及時發(fā)送消息通知主人，從而能迅速采取緊急措施，盡最大可能保障生命財產(chǎn)安全。存在問題：然而，因為資金，技術(shù)等原因，目前防火防盜報警系統(tǒng)在檢測、處理信號上還有一些問題，使得一些系統(tǒng)或設(shè)備常常產(chǎn)生誤報、漏報以及無報警反應(yīng)等現(xiàn)象。譬如紅外報警系統(tǒng)，雖然其本身不發(fā)任何類型輻射，器件功耗很小，隱蔽性較好，價格低廉，但容易受外界陽光源及溫度等影響，使探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。研究目標(biāo)和內(nèi)容研究目標(biāo)：本系統(tǒng)分為從模塊和主模塊，各采用STC89C52單片機為主控芯片。從模塊由51單片機，紅外線報警電路、溫度檢測電路、煙霧檢測電路、聲光報警電路和Si24R1無線

13、模塊等組成；主模塊兼具從模塊功能，還增加了LCD5110液晶顯示模塊、GSM短信模塊和按鍵模塊等。系統(tǒng)軟件由溫度檢測程序、Si24R1無線收發(fā)程序、液晶顯示程序和GSM短信收發(fā)程序等組成。從模塊將檢測到的紅外線狀況，煙霧值狀況及溫度值通過無線模塊發(fā)送給主模塊；主模塊除了實現(xiàn)從模塊相似功能外，還要顯示主從模塊檢測的溫度，同時進行信號處理。若檢測值超過設(shè)定值，通過GSM發(fā)送短信告知用戶，同時聲光報警；否則，再循環(huán)檢測。研究內(nèi)容：（1）無線模塊Si24R1最大傳輸距離70m，工作溫度-4085，基本滿足家居條件。（2）LCD5110液晶以十進制顯示溫度，精確到1，第一行顯示時間，第二行顯示溫度。（3

14、）溫度檢測模塊采用DS18B20，在-1085范圍內(nèi)測量誤差不超過±0.5，報警閥值設(shè)定為57，當(dāng)檢測到的溫度大于設(shè)定值時則進行報警。（4） 煙霧傳感器MQ2接比較器電路，當(dāng)煙霧濃度較大使得煙霧傳感器電路上的電壓超過2V時，輸出低電平，否則輸出高電平。（5） 紅外線傳感器，分為發(fā)射管和接收管，兩者相聚100cm左右，當(dāng)其間有物體穿過，則輸出低電平報警，否則輸出高電平。研究方法、步驟和措施研究方法：本設(shè)計是經(jīng)過網(wǎng)上查閱大量文獻資料及結(jié)合實驗室51單片機的開發(fā)實踐經(jīng)驗而提出來的，再采納指導(dǎo)老師的意見進行修改，最后由實物測試驗證設(shè)計的正確性。研究步驟及措施：首先，結(jié)合在學(xué)校實驗室里學(xué)到的硬

15、件知識和51單片機的開發(fā)經(jīng)驗初步確定設(shè)計題目，再采納指導(dǎo)老師的意見及上網(wǎng)查閱期刊、論文等文獻資料，最終決定可以具體實施的方案。其次，依據(jù)事先決定的設(shè)計方案，邊閱讀相關(guān)電子器件數(shù)據(jù)手冊及其他文獻資料邊使用CAD制圖軟件畫出原理圖，上淘寶購買電子元器件，依照原理圖進行焊接調(diào)試以及根據(jù)設(shè)計目的進行軟件設(shè)計。最后，根據(jù)實物測試的結(jié)果驗證設(shè)計的可行性，歸納出在設(shè)計中出現(xiàn)的問題及其解決方法，總結(jié)設(shè)計的優(yōu)缺點，并了解其發(fā)展前景。研究的總體安排與進 度準(zhǔn)備階段： 2015年7月20日9月25日：根據(jù)在學(xué)校實驗室學(xué)習(xí)的經(jīng)驗，跟指導(dǎo)老師溝通交流，到圖書館上網(wǎng)查閱大量文獻資料，確定設(shè)計課題，并對多個方案進行比較，取

16、長補短，再加以自己的想法最終確定設(shè)計方案。實施階段：2015年9月26日10月27日：一邊閱讀相關(guān)文獻資料一邊使用CAD制圖軟件畫出原理圖，購買單片機及其外圍電子元器件，依照原理圖進行焊接調(diào)試以及根據(jù)設(shè)計目的進行軟件設(shè)計，在其間根據(jù)實際需要再增加相關(guān)功能。 總結(jié)階段：2015年10月28日11月20日：測試實物得到一系列數(shù)據(jù)驗證其可靠性和可行性，歸納出在設(shè)計中出現(xiàn)的問題及其解決方法，總結(jié)設(shè)計的優(yōu)缺點，并了解其發(fā)展前景。主要參考文 獻1 王磊.基于單片機的智能家庭安防系統(tǒng)的設(shè)計J.科技世界,2014(15):89-90.2 孫道明,司馬云,吳會利,等.一種具有預(yù)警功能的家庭防火防盜系統(tǒng)P.中國專 利,CN104392578A,2015-03-04.3 何浩華,周書民,汪志成,等.基于GSM的遠程智能防火防盜報警系統(tǒng)設(shè)計J.時代農(nóng) 機,2012(07):59-60+62.4 金亞玲,栗志遠,張鵬宇.基于單片機的家庭智能防火防盜控制系統(tǒng)設(shè)計J.赤子(上中旬),2014(03):385-386.5 張毅剛,彭喜元.單片機原理與應(yīng)用設(shè)計M.北京:電子工業(yè)出版社, 2008.6 謝衛(wèi)華.基于單片機的