貨車(chē)盲區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc
《貨車(chē)盲區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《貨車(chē)盲區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc(39頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
目 錄 目 錄 I 摘 要 II Abstract II 1 緒 論 2 1.1 課題的提出及意義 2 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究概況 2 1.3 駕駛輔助系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù) 2 2 本課題研究方法 2 2.1 檢測(cè)器材的位置布置 2 2.2 系統(tǒng)主要部件介紹 2 2.3 貨車(chē)轉(zhuǎn)彎參數(shù)的模擬與計(jì)算 2 2.4 傳感器的選擇 2 2.5 本章小結(jié) 2 3 硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì) 2 3.1 轉(zhuǎn)角模塊的實(shí)現(xiàn) 2 3.2 超聲波模塊的實(shí)現(xiàn) 2 3.3 蜂鳴器報(bào)警模塊 2 3.4 顯示模塊 2 3.5 視頻采集模塊 2 3.6 視頻顯示模塊 2 3.7 電源模塊 2 3.8 主控制模塊的實(shí)現(xiàn) 2 3.9 總設(shè)計(jì)圖 2 4 系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 4.1 軟件設(shè)計(jì)思路 2 4.2 貨車(chē)盲區(qū)檢測(cè)和警報(bào)電路的算法設(shè)計(jì) 2 4.3 主程序流程圖 2 5 調(diào)試 2 5.1 硬件調(diào)試 2 5.2 軟件調(diào)試 2 6 結(jié) 論 2 參考文獻(xiàn) 2 附 錄 2 致 謝 2 II 貨車(chē)盲區(qū)檢測(cè)及警報(bào)的設(shè)計(jì) 摘 要 針對(duì)大型貨車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)由于盲區(qū)和內(nèi)輪差帶來(lái)的交通事故,本文設(shè)計(jì)一種貨車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)檢測(cè)及警報(bào)系統(tǒng)。首先,對(duì)貨車(chē)的行駛狀況進(jìn)行判斷,利用方向傳感器檢測(cè)貨車(chē)車(chē)頭的行駛方向,再由單片機(jī)判斷貨車(chē)是否將要進(jìn)入轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。如果不屬于轉(zhuǎn)彎狀態(tài),系統(tǒng)不會(huì)開(kāi)啟警報(bào)干擾司機(jī);如果進(jìn)入轉(zhuǎn)彎狀態(tài),系統(tǒng)超聲波傳感器檢測(cè)周?chē)繕?biāo),并對(duì)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的目標(biāo)發(fā)出警報(bào)以及提供目標(biāo)與貨車(chē)的距離給司機(jī);同時(shí)單片機(jī)控制攝像頭開(kāi)啟,由液晶顯示器顯示出貨車(chē)右側(cè)盲區(qū)內(nèi)的圖像。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,對(duì)開(kāi)啟視頻和警報(bào)的角度,距離,進(jìn)行研究和模擬,從而對(duì)傳感器進(jìn)行選擇。 關(guān)鍵詞:貨車(chē)盲區(qū);單片機(jī);傳感器;警報(bào) IV Design of Blind sport detection and warning for trucks Abstract Aiming at the traffic accidents caused by the blind zone and the difference of the internal wheel during the turning of a large-scale freighter, this article designs a detection and alarm system for the turning of freight cars. First of all, to determine the driving conditions of the truck, use the direction sensor to detect the direction of the front of the truck, and then the MCU to determine whether the truck will enter the turning state. If it is not in the turning state, the system will not turn on the alarm to disturb the driver; if it enters the turning state, the system will turn on the ultrasonic sensor to detect the surrounding target and send an alarm to the target that enters the dangerous area and provides the distance between the target and the truck to the driver; meanwhile , the MCU controls the camera to open. The LCD shows the image of the blind area on the right side of the truck. In the design process, the angles and distances to open video and alarms are studied and simulated to select the sensors. Key words: truck blind spot; single chip microcomputer; sensor; alarm III 1 緒 論 1.1 課題的提出及意義 在我們的日常生活中,交通工具復(fù)雜多樣,隨著人們經(jīng)濟(jì)水平的提高,車(chē)輛越來(lái)越大眾化、多樣化。除了日常駕駛的汽車(chē)外,如果有大型運(yùn)輸,都需要大貨車(chē)。使用大貨車(chē)的運(yùn)輸給我們生活帶來(lái)了很多便利和客觀的經(jīng)濟(jì)效益。但是,大貨車(chē)在行駛中由于體型大、慣性大,加上盲區(qū)、內(nèi)輪差也很大等原因經(jīng)常出現(xiàn)交通事故[1]。在新聞報(bào)道中我們經(jīng)??梢钥吹酱筘涇?chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí),由于內(nèi)輪差的原因?qū)е掳l(fā)生交通事故,將旁邊的小車(chē)、行人等卷入車(chē)底,貨車(chē)司機(jī)卻毫無(wú)知覺(jué)。這類(lèi)事故不是人為故意造成,卻經(jīng)常發(fā)生在無(wú)辜路人的身上,所以應(yīng)該引起我們的關(guān)注,想辦法避免此類(lèi)事故的發(fā)生。在車(chē)上安裝電子裝置是有很利于輔助駕駛員駕駛車(chē)輛的一種方法,世界上第一個(gè)使用在汽車(chē)上的電子裝置是收音機(jī)[2],不到幾十年時(shí)間,在汽車(chē)上發(fā)展的電子裝置就越來(lái)越多。如今汽車(chē)上的電子裝置不僅讓駕駛員有舒適的駕駛環(huán)境,還在輔助駕駛上起了很大作用,可以預(yù)見(jiàn),電子裝置在車(chē)輛上的比重將會(huì)持續(xù)增加,車(chē)輛的價(jià)格和性能也將以這些電子系統(tǒng)作為參考。車(chē)輛的輔助駕駛系統(tǒng)發(fā)展到如今技術(shù)已經(jīng)很成熟,很多國(guó)家甚至開(kāi)始研制全智能駕駛系統(tǒng),想要取代駕駛員操控汽車(chē)。盡管在這個(gè)過(guò)程中還有很多難題需要解決,但相信不久的將來(lái)這種系統(tǒng)是可以實(shí)現(xiàn)的。 從交通安全角度出發(fā),為了減少貨車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)由于盲區(qū)導(dǎo)致的交通事故發(fā)生,研究一種檢測(cè)盲區(qū)的系統(tǒng)是具有可行性的。本論文將要討論的檢測(cè)及警報(bào)系統(tǒng)主要是針對(duì)貨車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)駕駛員從后視鏡里看不見(jiàn)的盲區(qū)區(qū)域,如圖1.1所示: 圖1.1 貨車(chē)盲區(qū)示意圖 研究表明,若在交通事故發(fā)生前,提前1秒鐘給駕駛員發(fā)出警報(bào),就可避免99%的交通事故發(fā)生[3]。 車(chē)輛的安全措施可分為被動(dòng)安全措施和主動(dòng)安全措施。我們?cè)谄?chē)車(chē)體的構(gòu)造上設(shè)計(jì)出抗撞擊、有彈性的部位,在座位上加安全帶,座位前加安全氣囊等,這些屬于被動(dòng)安全措施,在事故發(fā)生后對(duì)人員有一定的保護(hù)作用,但其保護(hù)作用有一定局限性。因此在車(chē)輛的主動(dòng)安全措施上進(jìn)行研究是很有必要的,這也引出了本文將要研究的貨車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的盲區(qū)檢測(cè)警報(bào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是可以在對(duì)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的車(chē)輛或行人發(fā)出警報(bào)的同時(shí),還可以反饋數(shù)據(jù)和視頻給駕駛員。駕駛員可以看到靠近貨車(chē)的目標(biāo)與貨車(chē)的距離,以及貨車(chē)右側(cè)盲區(qū)的圖像,采取應(yīng)急措施,避免交通事故的發(fā)生。 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究概況 最開(kāi)始關(guān)注貨車(chē)盲區(qū)是歐洲一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,他們使用間接目視的技術(shù),監(jiān)視貨車(chē)和大客車(chē)的盲區(qū),不過(guò)當(dāng)時(shí)只是為了避免這些大型車(chē)輛倒車(chē)發(fā)生事故。美國(guó)也緊隨其后研發(fā)自己的盲區(qū)監(jiān)控技術(shù),首先是阿瑪特朗公司推出了盲區(qū)探測(cè)系統(tǒng),這種系統(tǒng)是把電子傳感器固定在貨車(chē)的后面和右側(cè),可以用來(lái)探測(cè)貨車(chē)、掛車(chē)或大客車(chē)盲區(qū)的物體[4]??偨Y(jié)來(lái)說(shuō)國(guó)外的輔助駕駛系統(tǒng)大致可以分為兩類(lèi),一類(lèi)是以德國(guó)為首;一類(lèi)是以美國(guó)和日本為首。 以德國(guó)為首的主要研究輔助駕駛系統(tǒng)。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始,德國(guó)人開(kāi)始研究駕駛輔助系統(tǒng),這種輔助駕駛系統(tǒng)只不過(guò)是增加司機(jī)駕駛的有效性和可靠性。通過(guò)這些輔助駕駛系統(tǒng),緩解駕駛員的駕駛疲勞,也減少由于駕駛員的粗心導(dǎo)致的交通事故發(fā)生。他們主要是運(yùn)用很多主動(dòng)和被動(dòng)的傳感器技術(shù),以及后期的信號(hào)處理,把這些系統(tǒng)做成了可靠和有效的輔助駕駛工具[5]。 其次是以日本和美國(guó)為首的智能駕駛系統(tǒng)?;谑袌?chǎng)的需要和技術(shù)的遠(yuǎn)見(jiàn),日本從1989年就開(kāi)始研究如何讓智能系統(tǒng)代替人為駕駛。因?yàn)槿毡救擞X(jué)得造成交通事故主要是由于司機(jī)的操作、行動(dòng)受限等問(wèn)題,并認(rèn)為只有完全實(shí)現(xiàn)智能駕駛才能把這些交通事故根除掉。因?yàn)橹悄荞{駛系統(tǒng)只要完善后是不會(huì)犯操作失誤這種錯(cuò)誤的,行動(dòng)也沒(méi)有局限性。至今完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的猜想已經(jīng)有很大進(jìn)度。在豐田、日產(chǎn)、本田聯(lián)合項(xiàng)目中,開(kāi)發(fā)了許多安全系統(tǒng)(如汽車(chē)定位系統(tǒng)、自動(dòng)剎車(chē)系統(tǒng)、車(chē)頭控制系統(tǒng)、嗜睡警報(bào)系統(tǒng)、預(yù)警障礙系統(tǒng)等),并且將這些系統(tǒng)做了集成,讓所有功能一并實(shí)現(xiàn),總之他們的目的是實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。美國(guó)人在交通事故的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中,除了交通擁擠這樣不可避免的因素,在其他的交通事故中,由于人為因素造成的交通事故大約占百分之九十。美國(guó)政府公開(kāi)支持智能駕駛的研發(fā),并親自帶頭參與。1991年12月,美國(guó)政府通過(guò)了提高陸路交通效能的法案,表示支持智能駕駛的研發(fā),接著又撥出6.6億美元來(lái)資助全美智能運(yùn)輸系統(tǒng)研究工作。美國(guó)當(dāng)時(shí)有5個(gè)研究針對(duì)著交通安全問(wèn)題,在其智能運(yùn)輸研究的系統(tǒng)子系統(tǒng)中占的比例最高[3]。日本和美國(guó)的研究想要達(dá)到目的,還有很多技術(shù)上的難關(guān)需要攻破,除了豐田等企業(yè)聯(lián)合項(xiàng)目中的那些必要技術(shù)外,還需要加入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制理論等智能控制的核心技術(shù)[6]。 中國(guó)由于歷史、經(jīng)濟(jì)等原因,在這方面的起步是比較晚的。20世紀(jì)90年代中期,清華大學(xué)自動(dòng)化系研究過(guò)一種自動(dòng)導(dǎo)航智能車(chē),主要是采用圖片識(shí)別的技術(shù)。1994年,我國(guó)第一輛模型車(chē)石JUTIV-1由吉林大學(xué)智能車(chē)輛課題組制造成功,并在不久后制造出JUTIV-2,通過(guò)車(chē)道線作為導(dǎo)航路徑,其時(shí)速達(dá)到30km/h。近年來(lái),北京理工大學(xué)也對(duì)智能車(chē)輛有所研究,其研究技術(shù)主要基于GPS與數(shù)字地圖導(dǎo)航[3]。 1.3 駕駛輔助系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐技術(shù) (1)高精度數(shù)字地圖和GPS GPS可以準(zhǔn)確定位車(chē)輛的位置,輔以厘米級(jí)高精度數(shù)字地圖后,在無(wú)人駕駛領(lǐng)域中起到?jīng)Q定性作用,無(wú)論是車(chē)輛的定位還是車(chē)道的保持,都離不開(kāi)這兩個(gè)技術(shù)的結(jié)合[7]。 (2)激光 基于激光的輔助駕駛用在巡航、防撞等需要測(cè)距的系統(tǒng)中,主要是利用激光測(cè)距的原理 (3)紅外線 因?yàn)榧t外線有熱感應(yīng)效應(yīng),所以通常在汽車(chē)的輔助駕駛系統(tǒng)中常被用來(lái)制作夜視系統(tǒng)[8],種系統(tǒng)不僅大大增加了駕駛員在夜間的視覺(jué)距離,再輔以其他一些智能技術(shù)還能提供給駕駛者捕捉到的目標(biāo)數(shù)量。 (4)傳感器 基于傳感器的輔助駕駛系統(tǒng)現(xiàn)在中高級(jí)轎車(chē)已經(jīng)有很多,主要應(yīng)用在輔助倒車(chē),泊車(chē)方面,給駕駛員提供全息影像,方便新手司機(jī)的倒車(chē)、停車(chē)。 (5)機(jī)器視覺(jué) 機(jī)器視覺(jué)提供駕駛員直觀圖像,讓駕駛員可以通過(guò)視覺(jué)監(jiān)視汽車(chē)盲區(qū)內(nèi)的環(huán)境,有很好的應(yīng)用前景。主要是圖像輸入、圖像處理、圖像顯示三部分組成,其中圖像輸入部分?jǐn)z像頭有很好的性價(jià)比,不過(guò)目前需要在低端設(shè)備中突破夜視功能難題[9]。 (6)磁性參照物 利用磁場(chǎng)的魯棒性,現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)生很多用于商業(yè)用途的高速公路車(chē)道線標(biāo)記帶,可以全天候提供車(chē)道線的指引[10]。 為了提高資源的綜合利用率,以上的這些技術(shù)通常都不會(huì)單獨(dú)被用來(lái)研發(fā)某種系統(tǒng)[11]。車(chē)輛和智能交通會(huì)議對(duì)于這些技術(shù)融合的技術(shù)大致分為車(chē)輛周?chē)系K物檢測(cè)系統(tǒng)、車(chē)輛偏離預(yù)警與保持系統(tǒng)、駕駛員狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、車(chē)輛運(yùn)動(dòng)控制與通訊系統(tǒng)等[12]幾類(lèi)。 最近十幾年來(lái),盲區(qū)檢測(cè)系統(tǒng)得到長(zhǎng)足的發(fā)展,但是仍然有很大的發(fā)展空間和應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)學(xué)術(shù)界也不斷研究其發(fā)展和應(yīng)用,有人想利用全景式傳感器研發(fā)一種監(jiān)控系統(tǒng),可以用來(lái)監(jiān)視汽車(chē)盲區(qū)以及整車(chē)周?chē)膶?shí)時(shí)狀況[13];為了對(duì)車(chē)輛整體進(jìn)行完整監(jiān)控,有人還提出利用多個(gè)傳感器組成傳感器網(wǎng)絡(luò),不過(guò)其中復(fù)雜的算法需要進(jìn)一步研究;BLIS信息系統(tǒng)是瑞典VOLVO公司研發(fā),如今普及很多高級(jí)汽車(chē)[14]。 在現(xiàn)實(shí)生活中,由于性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉、芯片技術(shù)的突破等,使得基于超聲波和機(jī)器視覺(jué)的輔助駕駛系統(tǒng)在市場(chǎng)上搶到主導(dǎo)地位。這些技術(shù)由最開(kāi)始的只適用于高級(jí)轎車(chē)上,到現(xiàn)在的面向中低級(jí)汽車(chē),在汽車(chē)行業(yè)中有很強(qiáng)的生命力[3]。 35 2 本課題研究方法 2.1 檢測(cè)器材的位置布置 角度傳感器布置在車(chē)頭,及時(shí)感應(yīng)車(chē)頭轉(zhuǎn)角來(lái)判斷車(chē)行駛軌跡。超聲波傳感器裝在兩側(cè)中部和尾部,由數(shù)碼管顯示測(cè)距儀的數(shù)據(jù)。液晶顯示器安裝在后視鏡里面,為了直觀得到進(jìn)如危險(xiǎn)區(qū)目標(biāo)到車(chē)的距離,把數(shù)碼管裝在方便司機(jī)觀察的視野位置。各電子器材的分布如圖2.1所示: 圖2.1 檢測(cè)警報(bào)器材放置圖 本設(shè)計(jì)對(duì)攝像頭、視屏采集卡和液晶顯示器采用元件連接;超聲波測(cè)距傳感器、角度傳感器、蜂鳴器等采用模塊連接,連接原理圖如圖2.1b所示。車(chē)輛轉(zhuǎn)彎的同時(shí),4個(gè)超波傳感器HCR4開(kāi)始工作,其TRIG端和ECHO端接口分別與中央控制器的p3.2-p3.7、p1.5、p1.6端口連接。單片機(jī)使用的是stc89c52單片機(jī)。根據(jù)超聲波傳感器探測(cè)距離,單片機(jī)將探測(cè)的距離顯示在數(shù)碼管上、根據(jù)危險(xiǎn)程度通過(guò)p1.0輸出端控制蜂鳴器報(bào)警聲。并通過(guò)單片機(jī)決定是否啟動(dòng)攝像頭進(jìn)行工作,若判定攝像頭工作,則芯片引腳拉低,繼電器吸合,攝像頭得電開(kāi)始工作,將視頻信號(hào)傳輸給LCD顯示。 圖2.2 電子元件連接原理圖 2.2 系統(tǒng)主要部件介紹 1)視頻顯示器 系統(tǒng)的視頻顯示器為液晶顯示器,將一塊嵌入式TFT-LCD液晶顯示屏安裝在鏡面后端,當(dāng)顯示器黑屏?xí)r,鏡面為普通的反射鏡面;當(dāng)顯示器工作時(shí),利用鏡面單方向的高透射性,將液晶顯示器上的畫(huà)面透過(guò)鏡面進(jìn)行顯示。 2)距離顯示器 系統(tǒng)采用數(shù)碼管進(jìn)行距離數(shù)值的顯示,為了讓顯示器相比儀表盤(pán)更容易被駕駛員觀察到,系統(tǒng)將顯示器固定在主控平臺(tái)上方的偏左位置。由超聲波傳感器探測(cè)并且將測(cè)得的信息傳送至單片機(jī),單片機(jī)經(jīng)過(guò)A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換)后將結(jié)果通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。 3)超聲波傳感器 超聲波傳感器的探頭,分別位于車(chē)身的左中、右中、左后以及右后位置系統(tǒng)借助4個(gè)具有較大探測(cè)范圍的超聲波傳感器探頭進(jìn)行測(cè)距,以達(dá)到非接觸式測(cè)距的目的。超聲波傳感器在某一時(shí)刻發(fā)出超聲波信號(hào),遇到被測(cè)物體后反射回來(lái),被超聲波發(fā)射端接收到,只要計(jì)算出超聲波信號(hào)從發(fā)射到接收到回波信號(hào)的時(shí)間,知道在介質(zhì)中的傳播速度,就可以計(jì)算出被測(cè)物體距傳感器的距離。 4)攝像頭 系統(tǒng)應(yīng)用了紅外夜視攝像頭,用以采集監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的影像信息,安裝在室外擋風(fēng)玻璃上。攝像頭傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過(guò)圖像采集卡處理,傳輸給液晶顯示器。與全時(shí)工作攝像頭相比,系統(tǒng)的攝像頭只有當(dāng)車(chē)身處于貨車(chē)轉(zhuǎn)彎的最小角度時(shí)才會(huì)啟動(dòng)。大大延長(zhǎng)攝像頭的工作壽命。 5)連接電纜 系統(tǒng)采用屏蔽電纜作為連接線束,并隱蔽布線,有效避信號(hào)干擾,其中插接器均采用航空接頭,其防護(hù)等級(jí)高,有較高的防振性能,保障了系統(tǒng)的電路運(yùn)行[15]。 2.3 貨車(chē)轉(zhuǎn)彎參數(shù)的模擬與計(jì)算 2.3.1 轉(zhuǎn)彎角度的模擬 調(diào)制好陀螺儀后,我們需要求出開(kāi)啟系統(tǒng)的最小角度,即貨車(chē)在最大轉(zhuǎn)彎半徑時(shí)的角度。假設(shè)我們要使用的對(duì)象是在十字交叉路口轉(zhuǎn)彎,也就是它最后會(huì)轉(zhuǎn)彎90,那它走過(guò)的軌跡可以看作四分之一個(gè)圓。我們需要的最小角就是貨車(chē)行駛到這個(gè)半圓某點(diǎn)的切線與車(chē)輛轉(zhuǎn)彎前行駛方向的夾角。根據(jù)國(guó)家規(guī)定,大貨車(chē)長(zhǎng)度一般在7到7.2米之間,生活中7.2米的居多。我國(guó)的城市道路常見(jiàn)的大車(chē)道是八車(chē)道,八車(chē)道中每條車(chē)道3.5米,一共28米。八車(chē)道的中間是寬5米的綠化帶。我們可以以這些參數(shù)建立圖模型如圖2.3所示: 圖2.3 貨車(chē)轉(zhuǎn)彎模擬圖示 當(dāng)貨車(chē)整個(gè)車(chē)身沿著轉(zhuǎn)彎軌跡行走時(shí),我們可以認(rèn)為它進(jìn)入轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型利用cad模擬,我們得出此時(shí)貨車(chē)車(chē)頭轉(zhuǎn)角為20。一般貨車(chē)的車(chē)頭和車(chē)箱是分開(kāi)由鉸鏈連接的,所以車(chē)頭轉(zhuǎn)彎在車(chē)箱之前,這個(gè)角度是可以滿足系統(tǒng)開(kāi)啟的實(shí)時(shí)性要求的。 2.3.2 內(nèi)輪差及盲區(qū)面積的計(jì)算 由于各種車(chē)型的參數(shù)不同,求出的內(nèi)輪差(如圖2.4)也不相同。這里選擇生活中常見(jiàn)的東方天龍DEL4251A型車(chē)6軸貨車(chē),軸距為3.4+1.35+4.8+1.35+1.36,輪距為2.3,假設(shè)貨車(chē)處于最大轉(zhuǎn)彎,轉(zhuǎn)彎半徑為20.7。 圖2.4 車(chē)輛內(nèi)輪差 根據(jù)公式可以求出貨車(chē)的內(nèi)輪差為3;貨車(chē)的轉(zhuǎn)彎盲區(qū)最大面積為: 式中j為貨車(chē)轉(zhuǎn)彎角度,rad;h為半掛車(chē)長(zhǎng)度。 2.4 傳感器的選擇 2.4.1 超聲波HC SR04 HC SR04超聲波模塊的檢測(cè)范圍是2cm~400 cm,根據(jù)我們模擬的警報(bào)范圍3.6米,它可以滿足測(cè)量距離的要求,精度可達(dá)3毫米。它的超聲波由壓電晶片振動(dòng)產(chǎn)生超聲波從trig觸發(fā)端口發(fā)射出去,當(dāng)超聲波發(fā)射到目標(biāo)身上反射回來(lái),同樣由trig端接收。如果trig端接收到從目標(biāo)身上反射回來(lái)的超聲波,那么就會(huì)由I/O口的ECHO輸出一段高電平,通過(guò)發(fā)射和接收的時(shí)間間隔可以算出距離。從發(fā)射端到目標(biāo)之間的距離(=高電平持續(xù)時(shí)間超聲波聲速(340 m / S))/ 2,測(cè)距原理如圖2.5所示。HC SR04的接線有四根從引腳引出來(lái)的導(dǎo)線,分別是VCC 5 v電源線、接地線、觸發(fā)控制信號(hào)輸入線trig和回聲信號(hào)輸出線echo。 圖2.5 超聲波測(cè)距原理 2.4.2 角度傳感器的選擇 基于本文研究的監(jiān)控系統(tǒng)是在水平上行駛,選擇的傳感器只要滿足能檢測(cè)到二維平面上轉(zhuǎn)動(dòng)的夾角就可以,這類(lèi)傳感器有光柵角度傳感器、陀螺儀、GPS等[16]。下面對(duì)比三種能夠?qū)崿F(xiàn)方向定位的技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示: 表1 常見(jiàn)方向傳感器優(yōu)缺點(diǎn) 技術(shù) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 光柵角度傳感器 便于安裝,測(cè)量精準(zhǔn) 適用于溫度不高,偏向靜態(tài)的環(huán)境,操作不便 陀螺儀傳感器 測(cè)量精準(zhǔn),適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境,性能穩(wěn)定 體積偏大,安裝要求高 GPS導(dǎo)航系統(tǒng) 性價(jià)比高,體積小,重量輕 依賴信號(hào)支持,反應(yīng)偏慢,易受磁場(chǎng)干擾 由于本論文研究旨在提高貨車(chē)周?chē)h(huán)境的安全,方向傳感器應(yīng)該安裝在車(chē)頭以及時(shí)判斷,車(chē)頭的工作環(huán)境光柵角度傳感器無(wú)法適應(yīng),GPS性能不穩(wěn)定,不能擔(dān)當(dāng)安全的使命。所以選擇陀螺儀是最適合的。出于價(jià)格和功能的考慮,這里選擇MPU6050陀螺儀傳感器。 2.5 本章小結(jié) 本系統(tǒng)有效防范了貨車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)由于盲區(qū)造成的危險(xiǎn),系統(tǒng)能夠?qū)ζ?chē)盲區(qū)進(jìn)行無(wú)死角探測(cè),并根據(jù)測(cè)角的信號(hào)做出是否觸發(fā)蜂鳴器、視頻顯示等決策。根據(jù)蜂鳴器的蜂鳴方向提醒駕駛員車(chē)體的左右是否有存在危險(xiǎn),如果存在危險(xiǎn),由數(shù)碼管可以看到目標(biāo)和貨車(chē)的距離。同時(shí)駕駛員通過(guò)視頻能夠及時(shí)了解車(chē)體周?chē)那闆r,做出相對(duì)安全的決策。在這一章主要介紹了硬件的布置以及轉(zhuǎn)彎時(shí)兩個(gè)重要參數(shù)的模擬和計(jì)算,同時(shí)根據(jù)這些參數(shù)選擇了相應(yīng)的傳感器。下一章將介紹模塊之間的連接實(shí)現(xiàn)以及與元件的對(duì)接。 3 硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì) 3.1 轉(zhuǎn)角模塊的實(shí)現(xiàn) 角度傳感器用來(lái)檢測(cè)車(chē)身轉(zhuǎn)彎角度,以確定是否需要開(kāi)啟超聲波測(cè)距和攝像頭工作。 MPU6050與單片機(jī)之間是I2C通信,故需要接三根線,其中它與單片機(jī)的相關(guān)引腳連接為相同標(biāo)號(hào)的連接。如圖3.1所示: 圖3.1 角度傳感器模塊 3.2 超聲波模塊的實(shí)現(xiàn) 超聲波傳感器,采用脈沖捕捉原理進(jìn)行測(cè)距,一共四個(gè)接口,與單片機(jī)有兩個(gè)引腳相連,Trig觸發(fā)端與普通i/o口連接,Echo與單片機(jī)斷口引腳連接,如圖3.2所示: 圖3.2 超聲波模塊 3.3 蜂鳴器報(bào)警模塊 單片機(jī)的信號(hào)無(wú)法驅(qū)動(dòng)蜂鳴器,故需要使用三級(jí)管放大電路構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路,如圖3.3所示: 圖3.3 蜂鳴器模塊 3.4 顯示模塊 當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)且并繼續(xù)靠近貨車(chē),可以看兩者的距離。其中每個(gè)數(shù)碼管是由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成,在這里用來(lái)顯示目標(biāo)距離超聲波測(cè)距儀的距離。如圖3.4所示,距離顯示模塊由數(shù)碼管構(gòu)成,其中上端為位選信號(hào),下端為段選信號(hào),由于該系統(tǒng)i/o口資源有限,數(shù)碼管需要使用動(dòng)態(tài)刷新。 圖3.4 顯示模塊 3.5 視頻采集模塊 視屏的采集如圖3.5,由單片機(jī)判斷開(kāi)啟時(shí),首先控制繼電器打開(kāi),給紅外線攝像頭供電,攝像頭開(kāi)始工作,采集視屏后傳輸給顯示器。 圖3.5 視頻采集模塊 3.6 視頻顯示模塊 視頻顯示模塊如圖3.6,顯示屏接口采用RS485通信方式,與視屏采集端之間連接RS485芯片。使用二極管對(duì)顯示屏采取一定的保護(hù)措施,并接上相應(yīng)的電阻保持長(zhǎng)距離的通信穩(wěn)定。 圖3.6 視屏顯示模塊 3.7 電源模塊 單片機(jī)需要電壓穩(wěn)定的環(huán)境工作,這里選擇線性穩(wěn)壓電源,如圖3.7所示。其穩(wěn)定性好、瞬態(tài)響應(yīng)速度快、可靠性高[17]。電源模塊中使用LM2940三端穩(wěn)壓器,為單片機(jī)提供穩(wěn)定電壓5V,最高輸入電壓26V。 圖3.7 電源模塊的設(shè)計(jì) 3.8 主控制模塊的實(shí)現(xiàn) 最小系統(tǒng)是52單片機(jī),其性能與51單片機(jī)完全兼容。在這個(gè)最小系統(tǒng)上加上振晶、復(fù)位電路,錄入程序后可以完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。 圖3.8 最小系統(tǒng)圖 3.9 總設(shè)計(jì)圖 硬件電路原理總設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3.7,電路連接圖見(jiàn)附錄。本設(shè)計(jì)的主要決定驅(qū)動(dòng)電路工作的元件是單片機(jī) STC89C52、陀螺儀MPU6050、超聲波傳感器HC SR04。顯示部分有距離顯示和視屏顯示,距離顯示直接由單片機(jī)控制,視頻顯示中采集圖像和顯示圖像都是由單片機(jī)控制的繼電器控制,可以實(shí)現(xiàn)需要時(shí)才開(kāi)啟。 圖3.9 總設(shè)計(jì)原理圖 4 系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)于軟件的結(jié)構(gòu),首先是需要將分成三個(gè)大模塊。其中視屏模塊只需要控制繼電器的開(kāi)關(guān)即可;測(cè)角模塊負(fù)責(zé)檢測(cè)角度,即針對(duì)角度傳感器的模塊;另一個(gè)模塊負(fù)責(zé)完成測(cè)距。除了這三個(gè)大模塊,還有預(yù)設(shè)、顯示、警報(bào)等小模塊。這些小模塊可以并入到大模塊;兩個(gè)分別獨(dú)立的大模塊中,其中測(cè)距模塊是和警報(bào)在一起的,放在一起編寫(xiě)利于檢查和調(diào)試,所以小模塊并入測(cè)距模塊是比較利于設(shè)計(jì)的。測(cè)距模塊的編程中出現(xiàn)發(fā)射超聲波和接收超聲波,以及計(jì)算距離。所以小模塊和測(cè)距子模塊應(yīng)當(dāng)分成獨(dú)立的模塊,在一定的時(shí)間內(nèi),獨(dú)立模塊調(diào)用和接收預(yù)置程序、子程序。針對(duì)測(cè)角的模塊,也是分為三個(gè)子模塊,但是可以和測(cè)距模塊共用一個(gè)時(shí)鐘數(shù)據(jù),最后由主程序調(diào)用到合并的模塊中。 4.1 軟件設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)是要在貨車(chē)轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)下,對(duì)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的目標(biāo)發(fā)出警告和提供給司機(jī)距離數(shù)據(jù)。所以可以設(shè)定兩個(gè)條件,即角度、距離。這兩個(gè)條件構(gòu)成的模塊之間關(guān)系應(yīng)該是與門(mén)關(guān)系,即同時(shí)滿足這兩個(gè)模塊的條件,那這兩個(gè)模塊共同傳輸數(shù)據(jù),驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。在目標(biāo)靠近貨車(chē)時(shí),由超聲波測(cè)距儀測(cè)距,通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換,由單片機(jī)控制顯示管的段選、位選信號(hào)發(fā)送,提供數(shù)據(jù)給司機(jī)。由于本設(shè)計(jì)的測(cè)距最多到4米,是一位數(shù)的射程,所以可以每只數(shù)碼管可以顯示一個(gè)測(cè)距儀的數(shù)據(jù)。角度的測(cè)量需要程序計(jì)算,為方便代碼檢查,可以放在單獨(dú)的一塊,由主函數(shù)調(diào)用,在外部中斷的時(shí)候接收返回的轉(zhuǎn)角信號(hào)。貨車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)是以陀螺儀接收的中斷程序和顯示子程序?yàn)榛A(chǔ)的。C語(yǔ)言程序可以實(shí)現(xiàn)許多困難的算法,匯編語(yǔ)言的運(yùn)行效率比較高,可以較精確地計(jì)算時(shí)間。陀螺儀測(cè)量角度的程序的更加復(fù)雜的算法,我們要求匯編語(yǔ)言對(duì)計(jì)算程序的運(yùn)行時(shí)間比較精確。本設(shè)計(jì)的控制程序使用C和匯編語(yǔ)言。 4.2 貨車(chē)盲區(qū)檢測(cè)和警報(bào)電路的算法設(shè)計(jì) 陀螺儀側(cè)角的基本思路就是記住貨車(chē)車(chē)頭轉(zhuǎn)角某一時(shí)刻,當(dāng)車(chē)頭出現(xiàn)轉(zhuǎn)角,陀螺儀軸在相應(yīng)的平面上發(fā)生位移,然后轉(zhuǎn)換成角速度和加速度信號(hào)被接收。所以我們就可以利用積分公式計(jì)算出車(chē)頭調(diào)轉(zhuǎn)的角度。 當(dāng)開(kāi)始在發(fā)生轉(zhuǎn)角的時(shí)候我們就啟動(dòng)T0定時(shí)器芯片,然后我們就用定時(shí)器的功能來(lái)車(chē)頭開(kāi)始轉(zhuǎn)角到轉(zhuǎn)角不再增大的時(shí)間。當(dāng)我們收到轉(zhuǎn)角不再繼續(xù)增大的信號(hào),接收電路就是產(chǎn)生一個(gè)負(fù)面的跳,就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)的請(qǐng)求INT0或INT1終端, 單片機(jī)外部中斷請(qǐng)求,外部中斷服務(wù)子程序的實(shí)現(xiàn),根據(jù)時(shí)間的差異,求出該轉(zhuǎn)角的大小。 轉(zhuǎn)角度數(shù)求出后由單片機(jī)存儲(chǔ)再讀取,并判斷是否開(kāi)啟超聲波和警報(bào)器。超聲波啟動(dòng),T0定時(shí)芯片同時(shí)啟動(dòng),利用ECHO端記錄高電平持續(xù)時(shí)間,求出目標(biāo)與超聲波測(cè)距儀的距離,進(jìn)入測(cè)距儀警報(bào)范圍,啟動(dòng)數(shù)碼管。 4.3 主程序流程圖 我們把軟件分為兩部分,分別是主程序和中斷服務(wù)程序。如圖4.3所示。我們?cè)僭谕瓿煽刂瞥绦虺跏蓟那闆r下,由傳感器得到每個(gè)轉(zhuǎn)角起始和終止、發(fā)射和接收的序列。 圖4.1 主程序流程 5 調(diào)試 本設(shè)計(jì)由陀螺儀測(cè)角模塊、單片機(jī)模塊、超聲波測(cè)距模塊、顯示和報(bào)警四個(gè)模塊組成的。在電路中模塊越多,各芯片的運(yùn)算越復(fù)雜,系統(tǒng)就越難調(diào)試。這里假設(shè)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的電路是可以正常運(yùn)行的,兩個(gè)傳感器是決定系統(tǒng)是否開(kāi)啟的條件,所以我們只要調(diào)試測(cè)角和測(cè)距功能正常,整個(gè)系統(tǒng)就可以正常工作。 5.1 硬件調(diào)試 硬件的調(diào)試首先是在不通電的條件下完成,檢查連線是否正確,元器件的安裝是否合理,元器件是否能通電等,然后再通電檢查。檢查都能通過(guò)了最后焊接電路。 首先是減少不必要的連接錯(cuò)誤(即連接的一端是正確的,與另一端要減少錯(cuò)誤),檢查接線圖是否可以能夠符合原理電路,設(shè)計(jì)電路布線,可以以組件(如運(yùn)算放大器、三極管)為中心,這樣不僅可以找出故障還會(huì)更少用導(dǎo)線,也容易連接其他的線路。 為了保證整體的連接正常,在檢查連接線的時(shí)候,同時(shí)也要使用萬(wàn)用表來(lái)檢查線路中有電阻連接的設(shè)備,得到最好的測(cè)量,它可以檢測(cè)一些“隱藏”錯(cuò)誤。 檢查安裝的組件:檢查的關(guān)鍵組件,集成運(yùn)算放大器、三極管、二極管、電解電容器等連接是否有錯(cuò)誤,或者外引線短接,同時(shí)也檢查焊接組件是否可靠。有必要指出,在焊接之前,有必要測(cè)試組件,可以確保組件能夠正常工作,得到調(diào)試,以避免不必要的麻煩[17]。 我們也要檢查公共的接地端和電源的輸入端,電路接通電源之前,還需要萬(wàn)用表檢測(cè)組件之間是否短路,進(jìn)行電源輸入和檢查,如果有任何錯(cuò)誤,進(jìn)一步檢查的原因。 電池供電的這種方式,當(dāng)距離很大容易受到地面漫反射干擾的影響,所以獲得抵抗不能太小,否則靈敏度會(huì)受到影響,如果有必要,可以添加濾波電容。經(jīng)過(guò)幾次調(diào)試,角度傳感器沒(méi)有誤差,超聲波把測(cè)試精度基本上能控制在1厘米左右。 5.2 軟件調(diào)試 5.2.1 匯編 作為能夠直接和機(jī)器對(duì)話的語(yǔ)言,匯編語(yǔ)言簡(jiǎn)單易懂,但同時(shí)在編寫(xiě)時(shí)又很復(fù)雜,所以在程序設(shè)計(jì)時(shí)有明確的分塊,因?yàn)樽鳛榈图?jí)語(yǔ)言它編寫(xiě)的代碼量很大,如果其中除了任何小差錯(cuò),很難被找到。那么就需要我們?cè)诰幊讨凶⑨尦雒總€(gè)小模塊,方便調(diào)試不通過(guò)時(shí),有明確的查找范圍。匯編語(yǔ)言對(duì)于計(jì)算機(jī)有一定的針對(duì)性,即只針對(duì)一臺(tái)計(jì)算機(jī)或者同一系列的計(jì)算機(jī)。匯編語(yǔ)言在單片機(jī)中應(yīng)用比較廣泛,它可以直接控制計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)備,而且占的資源少,執(zhí)行高效。因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn),我們?cè)趯?duì)硬件編程時(shí)會(huì)常用到,是很適合硬件編程的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。 C52系列的單片機(jī)STC89C52 走上市場(chǎng)時(shí)間不是太久,但因?yàn)槠鋬?yōu)越的性能和很低的功耗被廣泛用于智能系統(tǒng)中,比如車(chē)載、智能控制、機(jī)器人等高級(jí)產(chǎn)品中。其微控制芯片是CMOS8位的微控制器,存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)8K資源,保證單片機(jī)的高效運(yùn)行,同時(shí)存儲(chǔ)器是使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造的。當(dāng)然,為了與市場(chǎng)主流的51單片機(jī)接軌,它的引腳與51系列單片的引腳是相互兼容的。 目前很多計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的人員程序設(shè)計(jì)選用的語(yǔ)言是C語(yǔ)言,作為流行通用的設(shè)計(jì)語(yǔ)言,它也備受計(jì)算機(jī)愛(ài)好者的喜愛(ài),因?yàn)樗粌H可以用來(lái)編寫(xiě)系統(tǒng)軟件,也可以用來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件 [18]。C語(yǔ)言的編程有良好的可移植性,其庫(kù)函數(shù)也十分豐富,編譯效率高等特點(diǎn)決定了可以用它來(lái)編譯單片機(jī),對(duì)單片機(jī)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用是很有前景的。 通常軟件的生命周期包括了很多活動(dòng),而在各個(gè)活動(dòng)中都有可能產(chǎn)生錯(cuò)誤,在長(zhǎng)期的運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)有功能不齊全、代碼發(fā)生錯(cuò)誤等問(wèn)題[19],因此,對(duì)軟件調(diào)試是必要的。 在傳統(tǒng)意義上,測(cè)試被俠義地定義為測(cè)試程序代碼。這里我們更愿意采用一種更為廣義的測(cè)試定義:它包含所有生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的活動(dòng)。對(duì)于一個(gè)好的產(chǎn)品,測(cè)試與其他階段恰當(dāng)?shù)慕换ナ潜夭豢扇钡腫20]。 C52單片機(jī)的編程可以使用單片機(jī)編程軟件中的KEILuVISION2,KEILuVISION2可以同時(shí)支持匯編和C語(yǔ)言,甚至PLM?;诒驹O(shè)計(jì)會(huì)用到匯編和C語(yǔ)言,我們將選它作為編譯工具和調(diào)試。它有很豐富的庫(kù)函數(shù),不僅支持51系列的單片機(jī),對(duì)52單片機(jī)也適用,而且它可以編輯、編譯,燒錄程序給單片機(jī)也很方便,還支持程序仿真。 5.2.2 調(diào)試過(guò)程 把模塊放在電路,連接到電源,檢查程序能否達(dá)到自己的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)所需功能。假如結(jié)果與當(dāng)初的設(shè)計(jì)思路是不一樣的,首先檢查硬件的問(wèn)題,以保證測(cè)試時(shí)硬件整體是沒(méi)有問(wèn)題的。如果在檢查硬件之后確定硬件和連接都沒(méi)有問(wèn)題,那可能是軟件有問(wèn)題。所以需要檢查軟件的一些部分,首先我們使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件來(lái)實(shí)驗(yàn),看看檢測(cè)到的數(shù)據(jù)和顯示的數(shù)據(jù)是否一樣,這里檢查下來(lái)是一樣的,說(shuō)明我們的顯示部分軟件沒(méi)有問(wèn)題,我們檢查編寫(xiě)、運(yùn)行程序方面的軟也是好的,最后檢查一次代碼,查了兩遍后發(fā)現(xiàn)一些細(xì)節(jié)上的小代碼忘了編寫(xiě),同時(shí)查閱資料得知角度測(cè)量的方法還需要優(yōu)化,否則當(dāng)測(cè)量的角度太小的時(shí)候容易出現(xiàn)波動(dòng),檢測(cè)得不夠準(zhǔn)確。,在修改程序后、我們又用卡曼波優(yōu)化了陀螺儀的測(cè)角。然后就是檢查超聲波部分了,顯示數(shù)碼管是可以正常運(yùn)行的,就是檢測(cè)對(duì)象不利于超聲波的反射。因?yàn)樵谇懊嫖覀円呀?jīng)確定了硬件是沒(méi)有問(wèn)題的,由此可以得出,我們?cè)俳Y(jié)合硬件的前提下在檢查軟件設(shè)備,這樣我們可以很直觀的找到那里有錯(cuò)誤。調(diào)試結(jié)果如下: 表5-1 第一次測(cè)試結(jié)果 測(cè)試序號(hào) 1 2 3 4 5 6 真實(shí)角度(度) 30 60 90 120 150 180 測(cè)試角度(度) 28 61 92 121 150 180 真實(shí)距離(m) 0.25 0.55 1.00 2.50 3.50 4.50 測(cè)得距離(m) 0.32 0.46 0.75 2.50 2.36 0 表5-2 調(diào)整后測(cè)試結(jié)果 測(cè)試序號(hào) 1 2 3 4 5 6 真實(shí)角度(度) 30 60 90 120 150 180 測(cè)試角度(度) 30 60 90 120 150 180 真實(shí)距離(m) 0.25 0.55 1.00 2.50 3.50 4.50 測(cè)得距離(m) 0.24 0.55 0.99 2.50 3.51 0 6 結(jié) 論 本研究在最后的調(diào)試數(shù)據(jù)中滿足了本論文最開(kāi)始的初衷,整個(gè)調(diào)試過(guò)程是在相對(duì)理想的環(huán)境中測(cè)試的。本設(shè)計(jì)的主要模塊是測(cè)角、測(cè)距、控制模塊,這些模塊的難點(diǎn)主要在軟件編程部分,單片機(jī)采用C52系列的stc89c52單片機(jī)后選用12MHz高精度的晶振,較高的時(shí)鐘振晶頻率,我們可以大大降低系統(tǒng)的測(cè)量誤差。在提供穩(wěn)定電源時(shí)使用了兩個(gè)保護(hù)電容器,和一個(gè)穩(wěn)壓電容,確保進(jìn)入單片機(jī)的電壓穩(wěn)定。為了確認(rèn)電源通路,在電源部分連上一個(gè)發(fā)光二極管,由于發(fā)光二極管的允許通過(guò)的電流很小,所以串聯(lián)了一個(gè)電阻。在C52單片機(jī)上端口都接上拉電阻,防止遇到很大輻射時(shí)產(chǎn)生高電壓破環(huán)電路,同時(shí)也增大了接口線路的電流,保證各電子元件得以正常運(yùn)行。生產(chǎn)生活中,安全永遠(yuǎn)處于第一位,電路同樣如此,只有安全的設(shè)計(jì),才能保證它使用的可靠性和延長(zhǎng)它的使用壽命。 參考文獻(xiàn) [1]袁建江,柴雷剛,林點(diǎn)點(diǎn),溫自源,楊旭.貨車(chē)盲區(qū)檢測(cè)系統(tǒng)[J].智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用,2017,7(06):70-72+75. [2]王曉光,肖峻.貨車(chē)駕駛盲區(qū)障礙預(yù)警裝置的研制[J].武漢貨車(chē)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999(05):13-16. [3]趙宇峰. 貨車(chē)后視鏡盲區(qū)檢測(cè)及預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究[D].鄭州大學(xué),2008.36 [4]曉宏.貨車(chē)盲區(qū)探測(cè)系統(tǒng)[J].貨車(chē)維修,1998(03):24. [5]王春燕,蔡鳳田,楊英俊.國(guó)內(nèi)外安全輔助駕駛研究發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].云南交通科技,1999(05):13-14. [6]徐友春,王榮本,李兵,李斌.世界智能車(chē)輛近況綜述[J].貨車(chē)工程,2001(05):289-295. [9] 李華.MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社, 1993. 6: 87--93 [10] 陳光東.單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)(第二版)[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社,1999.4:21—25 [11]鄧曉旭,苗瑞.光柵角度傳感器干涉計(jì)量原理[J].森林工程,2000(04):30-31. [12]陳三清,張靖.基于Android智能手機(jī)的方向傳感器應(yīng)用開(kāi)發(fā)[J].無(wú)線互聯(lián)科技,2017(18):58-60. [13] 郝俊.汽車(chē)智能輔助駕駛系統(tǒng)的發(fā)展與展望[J].科技與創(chuàng)新,2015(24):39-40. [14] 福特盲點(diǎn)信息系統(tǒng)(BLIS)[J].產(chǎn)品可靠性報(bào)告,2011(10):126. [15] 趙燕.傳感器原理及應(yīng)用[M].北京:北京大學(xué)出版社.2010.2:59 [16] 祁樹(shù)勝.傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2010.8:86 [17] 葛中海.開(kāi)關(guān)電源實(shí)例電路測(cè)試分析與設(shè)計(jì)[M]. 北京:電子工業(yè)版社,2015.8:2 [18] 張建軍,史銀龍,劉勝厚.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].北京:海洋出版社,2010.7 [19] 王英龍等.軟件測(cè)試技術(shù)[J].北京:清華大學(xué)出版社,2009.9:65 [20] (?。┑衔骺希―esikan,S.)等[M].軟件測(cè)試原理與實(shí)踐;韓柯等譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.2 附 錄 代碼 //數(shù)碼管段選定義 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 uchar code smg_du[]={0x28,0xee,0x32,0xa2,0xe4,0xa1,0x21,0xea,0x20,0xa0, 0x60,0x25,0x39,0x26,0x31,0x71,0xff}; //斷碼 uchar dis_smg[8] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8}; //數(shù)碼管位選定義 sbit smg_we1 = P3^4; //數(shù)碼管位選定義 sbit smg_we2 = P3^5; sbit smg_we3 = P3^6; sbit smg_we4 = P3^7; sbit c_send = P3^2; //超聲波發(fā)射 sbit c_recive = P3^3; //超聲波接收 sbit beep = P2^3; //蜂鳴器IO口定義 uchar smg_i = 3; //顯示數(shù)碼管的個(gè)位數(shù) bit flag_300ms ; long distance; //距離 uint set_d; //距離 uchar flag_csb_juli; //超聲波超出量程 uint flag_time0; //用來(lái)保存定時(shí)器0的時(shí)候的 uchar menu_1; //菜單設(shè)計(jì)的變量 /***********************1ms延時(shí)函數(shù)*****************************/ void delay_1ms(uint q) { uint i,j; for(i=0;i= 2) { menu_1 = 0; smg_i = 3; //只顯示3位數(shù)碼管 } if(menu_1 == 1) { smg_i = 4; //只顯示4位數(shù)碼管 } } if(menu_1 == 1) //設(shè)置報(bào)警 { if(key_can == 2) { set_d ++ ; //加1 if(set_d > 400) set_d = 400; } if(key_can == 3) { set_d -- ; //減1 if(set_d <= 1) set_d = 1; } dis_smg[0] = smg_du[set_d % 10]; //取小數(shù)顯示 dis_smg[1] = smg_du[set_d / 10 % 10] ; //取個(gè)位顯示 dis_smg[2] = smg_du[set_d / 100 % 10] & 0xdf ; //取十位顯示 dis_smg[3] = 0x60; //a write_eeprom(); //保存數(shù)據(jù) } } /****************報(bào)警函數(shù)***************/ void clock_h_l() { static uchar value; if(distance <= set_d) { value ++; //消除實(shí)際距離在設(shè)定距離左右變化時(shí)的干擾 if(value <= 2.4 &&*ptr>=35) { beep = ~beep; //蜂鳴器報(bào)警 } } else { value = 0; beep = 1; //取消報(bào)警 } } /***********************數(shù)碼位選函數(shù)*****************************/ void smg_we_switch(uchar i) { switch(i) { case 0: smg_we1 = 0; smg_we2 = 1; smg_we3 = 1; smg_we4 = 1; break; case 1: smg_we1 = 1; smg_we2 = 0; smg_we3 = 1; smg_we4 = 1; break; case 2: smg_we1 = 1; smg_we2 = 1; smg_we3 = 0; smg_we4 = 1; break; case 3: smg_we1 = 1; smg_we2 = 1; smg_we3 = 1; smg_we4 = 0; break; } } /***********************數(shù)碼顯示函數(shù)*****************************/ void display() { static uchar i; i++; if(i >= smg_i) i = 0; smg_we_switch(i); //位選 P1 = dis_smg[i]; //段選 } /******************小延時(shí)函數(shù)*****************/ void delay() { _nop_(); //執(zhí)行一條_nop_()指令就是1us _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } /*********************超聲波測(cè)距程序*****************************/ void send_wave() { c_send = 1; //10us的高電平觸發(fā) delay(); c_send = 0; TH0 = 0; //給定時(shí)器0清零 TL0 = 0; TR0 = 0; //關(guān)定時(shí)器0定時(shí) while(!c_recive); //當(dāng)c_recive為零時(shí)等待 TR0=1; while(c_recive) //當(dāng)c_recive為1計(jì)數(shù)并等待 { flag_time0 = TH0 * 256 + TL0; if((flag_time0 > 40000)) //當(dāng)超聲波超過(guò)測(cè)量范圍時(shí),顯示3個(gè)888 { TR0 = 0; flag_csb_juli = 2; distance = 888; break ; } else { flag_csb_juli = 1; } } if(flag_csb_juli == 1) { TR0=0; //關(guān)定時(shí)器0定時(shí) distance =flag_time0; //讀出定時(shí)器0的時(shí)間 distance *= 0.017; // 0.017 = 340M / 2 = 170M = 0.017M 算出來(lái)是米 if((distance > 400)) //距離 = 速度 * 時(shí)間 { distance = 888; //如果大于4m就超出超聲波的量程 } } } /*********************定時(shí)器0、定時(shí)器1初始化******************/ void time_init() { EA = 1; //開(kāi)總中斷 TMOD = 0X11; //定時(shí)器0、定時(shí)器1工作方式1 ET0 = 0; //關(guān)定時(shí)器0中斷 TR0 = 1; //允許定時(shí)器0定時(shí) ET1 = 1; //開(kāi)定時(shí)器1中斷 TR1 = 1; //允許定時(shí)器1定時(shí) } /***************主函數(shù)*****************/ void main() { beep = 0; //開(kāi)機(jī)叫一聲 delay_1ms(150); P0 = P1 = P2 = P3 = 0xff; //初始化單片機(jī)IO口為高電平 send_wave(); //測(cè)角離函數(shù) smg_display(); //處理距離顯示函數(shù) time_init(); //定時(shí)器初始化程序 init_eeprom(); //開(kāi)始初始化保存的數(shù)據(jù) send_wave(); //測(cè)角離函數(shù) send_wave(); //測(cè)角離函數(shù) while(1) { if(flag_300ms == 1) { flag_300ms = 0; clock_h_l(); //報(bào)警函數(shù) if(beep == 1) send_wave(); //測(cè)角離函數(shù) if(menu_1 == 0) smg_display(); //處理距離顯示函數(shù) } key(); //按鍵函數(shù) if(key_can < 10) { key_with(); //按鍵處理函數(shù) } } } /*********************定時(shí)器1中斷服務(wù)程序************************/ void time1_int() interrupt 3 { static uchar value; //定時(shí)2ms中斷一次 TH1 = 0xf8; TL1 = 0x30; //2ms display(); //數(shù)碼管顯示函數(shù) value++; if(value >= 150) { value = 0; flag_300ms = 1; } } #include "cry1602.h" #inc
- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
25 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 貨車(chē) 盲區(qū) 監(jiān)控 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 說(shuō)明書(shū)
鏈接地址:http://www.szxfmmzy.com/p-6712632.html