【正文】 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 目 錄 1 引言 ..............................................................................................................................1 選題研究背景、目的及意義 ...................................................................................1 2 總體方案論證 .............................................................................................................4 測距系統(tǒng)方案比較與選擇 .......................................................................................4 測速系統(tǒng)方案的確定 ...............................................................................................5 汽車防撞報警器的總體方案設(shè)計 ...........................................................................6 汽車防撞安全模型的建立 .......................................................................................7 3 超聲波測距系統(tǒng)簡介 .................................................................................................9 超聲波的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀 .......................................................................................9 超聲波測距的工作方式 ...........................................................................................9 超聲波測距原理 .....................................................................................................10 4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .......................................................................................................12 單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計工具平臺簡介 .....................................................................12 系統(tǒng)各部分的硬件設(shè)計 .........................................................................................14 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ...........................................................................................................22 系統(tǒng)軟件原理及程序流程圖 .................................................................................22 各 部分電路程序設(shè)計 .............................................................................................23 6 總 結(jié) .....................................................................................................................29 參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................31 謝 辭 .........................................................................................................................32 附錄一 .............................................................................................................................33 附錄二 .............................................................................................................................47 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 引言 選題研究背景、目的及意義 課題研究背景 據(jù)初步統(tǒng)計，汽車交通事故造成的人員死亡在這 100年內(nèi)大約有 2千多萬人。這個數(shù)字比第一次世界大戰(zhàn)死亡人數(shù) 1700萬超出 300多萬人，是第二次世界大戰(zhàn)死亡人數(shù) 3760萬的一半多。在美國，從 1872年埃巴斯生產(chǎn)蒸汽汽車以來至 1994年共有 304萬人死于汽車交通事故，這個數(shù)據(jù)約為美國 1872年以來戰(zhàn)爭中死亡人數(shù)（ 萬人 )的 3倍，同期汽車交通事故中受傷 3億人，是過去 200年間在戰(zhàn)爭中受傷人數(shù) (145萬人 )的 200多倍。 1990年全球有統(tǒng)計紀(jì) 錄的汽車交通事故損失為 1370 億美元， 1993 年達(dá) 5000 億美元，相比之下 1995 年日本的阪神大地震經(jīng)濟(jì)損失為 1000億美元?？梢妼θ祟悂碚f，汽車交通事故的總體傷害與經(jīng)濟(jì)損失規(guī)模已大于任何一種自然或其它社會災(zāi)害所造成的損失規(guī)模。全球道路安全形勢十分嚴(yán)峻。 2021年，在法國舉行的由世界衛(wèi)生組織組辦的世界衛(wèi)生日首次以道路交通安全為主題。目前，全世界每年死于車禍的人數(shù)達(dá) 120萬人，傷殘 5000萬人，直接經(jīng)濟(jì)損失 5000多億美元。據(jù)預(yù)測，到 2020年，道路交通死亡人數(shù)將達(dá) 234萬人，道路交通傷害在人類死亡和致病原因 中排名第三，遠(yuǎn)在艾滋病、結(jié)核病、上呼吸道感染等疾病之前。值得指出的是，在所有道路交通傷害事故中，中等和低收入國家占 90%，而且這一趨勢還在繼續(xù)上升。法國人驚呼，車禍這種“城市文明病”每年可以摧毀一座尼斯城。 1986年圣誕節(jié)前夕，巴黎市發(fā)出了“救救巴黎”新方案，即巴黎副市長勃羅什提出的解決巴黎交通計劃。日本則把城市車禍稱為“交通地獄”。 與世界各國相比，我國的道路交通事故就更為嚴(yán)重。 2021～ 2021年，汽車保有量按年均近 500萬量的數(shù)目增長，道路交通死亡人數(shù)年均超過 10萬，年均受傷人數(shù) 50多萬，年均經(jīng)濟(jì)損失 約 30億人民幣，下面是 2021年以來全國交通事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計： ]19[ 2021年，全國公安交通管理部門共受理道路交通事故案件 ，事故共造成 萬人死亡，平均每天因交通事故死亡的人數(shù)已達(dá) 300人，直接經(jīng)濟(jì)損失 。 2021年，中國共發(fā)生道路交通事故 ，造成 、 ，直接經(jīng)濟(jì)損失 。 2021年，全國共受理一般以上道路交通事故 ，這些事故造成 ，直接經(jīng)濟(jì)損失 。 03年死傷人數(shù)出現(xiàn)了 10年以來的首次下降，其中“非典”期間事長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 故下降明顯。 2021年，中國道路交通事故死亡人數(shù)達(dá) ，居世界第一。因駕駛員因素導(dǎo)致的交通事故占總數(shù)的 %，造成的死亡人數(shù)、受傷人數(shù)分別占到了總數(shù)的 %和 %。 2021年，全國共發(fā)生道路交通事故 450254 起，比 2021年減少 67635 起，下降 %；造成 ，同比減少 8339人，下降 %；造成 469911 人受傷，同比減少 10953人，下降 %；直接財產(chǎn)損失 ，同比 減少 ，下降 %。 2021年 ， 全國共發(fā)生道路交通事故 378781 起，比上年下降 %。自 2021年以來，道路交通事故死亡人數(shù)首次回落到 9萬人以下，共造成 89455人死亡，比上年下降 %。 2021年，全國共發(fā)生道路交通事故 327209 起，造成 81649 人死亡、 380442 人受傷，直接財產(chǎn)損失 12億元。 由此可見，隨著交通工具的現(xiàn)代化和絕對數(shù)量的急劇增長，汽車交通事故已成為嚴(yán)峻的全球性社會問題。雖然近兩年有所下降，但是總體數(shù)目還是觸目驚心。世界上各發(fā)達(dá)的汽車工業(yè)國都在大力發(fā)展車輛安全技 術(shù)，以減少車輛交通事故或避免車輛交通事故的發(fā)生。所以研究智能汽車防撞報警系統(tǒng)刻不容緩。 選題的目的及意義 在過去 20～ 30年中，人們主要把精力集中于汽車的被動安全性方面，汽車被動安全性能的提高，雖然明顯地減少了乘員的受傷程度和財產(chǎn)損失程度，但并不能從根本上避免交通事故的發(fā)生和真正解決道路交通安全問題。完善道路交通安全設(shè)施，健全道路交通法規(guī)，加強(qiáng)道路交通安全管理，以及提高交通參與者的安全意識等措施雖然也能夠改善交通安全狀況，但防患于未然的主動安全措施則無疑是最好的安全措施，方能真正的治理交通安全 問題。 而當(dāng)今 隨著城市車輛，尤其是私家車的增多， 現(xiàn)代生活節(jié)奏加快，交通事故發(fā)生的頻率也隨之增加，為提高汽車運(yùn)行的安全性，本文介紹一種單片機(jī)控制的汽車防撞報警系統(tǒng)。該裝置具有將單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時控制及數(shù)據(jù)處理功能，與超聲波的測距技術(shù)、傳感器技術(shù)相結(jié)合，可檢測汽車運(yùn)行中后方障礙物與汽車的距離及汽車車速，通過數(shù)顯裝置顯示距離，并由發(fā)聲電路根據(jù)距離遠(yuǎn)近情況發(fā)出警告聲。從而達(dá)到主動防范交通事故的發(fā)生，從本質(zhì)上降低交通事故。 本文研究的汽車防撞控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，它通過超聲波對車輛行駛過 程中的各種對車輛有危險的障礙物進(jìn)行探測，通過控制單元對可能發(fā)生的危險碰撞做出相應(yīng)的判斷并實(shí)長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 施報警，以幫助駕駛員處理行駛過程中所遇到的危險碰撞問題。當(dāng)探測到存在潛在碰撞危險時向駕駛員發(fā)出警報信號以提醒駕駛員采用轉(zhuǎn)向、制動、減速等措施。確保了防撞控制的可靠性。 長春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 2 總體方案論證 測距系統(tǒng)方案比較與選擇 準(zhǔn)確地測量車與障礙物間距離是智能汽車防撞報警系統(tǒng)開發(fā)的第一步，提高車間距離測量的精度是整個防撞系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，越來越多的距離測量 裝置安裝到了汽車上，先后出現(xiàn)了機(jī)器視覺、激光雷達(dá)、紅外線及超聲波等測距方式，這些傳感器均可對周邊的環(huán)境進(jìn)行非接觸探測，以獲取周邊其他車輛或障礙物的距離、速度等信息。但是由于各個測距傳感器的最大測量距離、方向性、響應(yīng)時間、成本、尺寸、環(huán)境適應(yīng)性等各不相同，因此必須仔細(xì)研究以選擇合適的測量方式。 ]7[ 1） 機(jī)器視覺 測距用視頻成像系統(tǒng)是以 CCD(Charge Coupled Device 電荷耦合器件 )攝像機(jī)觀測物體移動為基礎(chǔ)的。物體在被觀測區(qū)域橫向或上下方向移動就決定了物 體的位置。通常物體上需要有給圖象處理軟件提供物體行蹤的可視條 (如白色十字 )。實(shí)際距離的測量取決于預(yù)先輸入的詳細(xì)的所跟蹤物體的幾何信息。它主要的優(yōu)點(diǎn)是探測范圍廣、檢測信息量大、能夠遙測等，但是計算量大、系統(tǒng)的實(shí)時性較差，易受環(huán)境、氣候影響、無法獲得深度信息。這種方式主要用于路徑識別與跟蹤、障礙物識別、駕駛員狀態(tài)監(jiān)測、駕駛員視角增強(qiáng)等。由于成本高，對外界環(huán)境敏感，故在許多場合都不可能采用此項(xiàng)技術(shù)。 2） 激光雷達(dá) 激光雷達(dá)有脈沖式和連續(xù)波式兩種。脈沖式激光雷達(dá)采用短的、大功率紅外光脈沖，根據(jù)光脈沖所需的傳播時間確 定被測距離。連續(xù)波激光雷達(dá)是把光調(diào)幅在約 100MHz 的正弦波上，根據(jù)發(fā)射光與反射光之間的相位差來推算被測距離 (也稱作相位法測距 )。脈沖激光雷達(dá)信號處理比較容易，其應(yīng)用也最為普遍。由于光束一般很集中，激光雷達(dá)主要用于大范圍直線距離的測量。激光雷達(dá)量程大、方向強(qiáng)且響應(yīng)時間快，但成本高，易受外界環(huán)境 (如能見度低、傳感器表面有泥土等 )影響。同時，激光能量必須限制在人眼安全水平范圍之內(nèi)。 3） 紅外線 紅外線對環(huán)境適應(yīng)性好，體積小，重量輕，功耗低。但它不能很準(zhǔn)確地確定物體的距離，分辨率低，響應(yīng)時間過長，因此主要用于障礙 物探測，紅外成像，紅外夜視等。響應(yīng)時間過長使駕駛員得到的提前報警常常不足以躲避碰撞，這就限制了其在