【正文】 事故居各種事故之首，而且多為惡性事故，所造成的事故損失及人員傷亡最大，所以預(yù)防高速公路交通事故主要應(yīng)從預(yù)防追尾碰撞入手。當(dāng)自車與前車之間的距離小于所設(shè)定的安全距離并有可能發(fā)生碰撞時，該系統(tǒng)將發(fā)出報警，提醒駕駛員采取相應(yīng)的措施，情況緊急時可直接剎車以避免碰撞事故 的發(fā)生 關(guān)鍵詞： CAN 總線；紅外測距；串口通信 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 V 頁 目 錄 （“目錄”兩個字要求：一級標(biāo)題，小二，黑體，居中） (說明： 最后插入正確的目錄，目錄顯示三級標(biāo)題， 目錄編制頁碼一定要與論文內(nèi)容頁碼一致，否則畢業(yè)論文將視為不合格。鑒于高速公路交通事故中追尾碰撞占有很大比例這一現(xiàn)實，當(dāng)務(wù)之急是進(jìn)行高速公路追尾碰撞的研究，從技術(shù)措施方面尋求對策，開發(fā)高速公路汽車防撞系統(tǒng)，可以為駕駛員爭取一定的時間，以便能夠有充足的時間采取相應(yīng)的措施，從而提高交通安全、降低惡性交通事故發(fā)生率、減少生命財產(chǎn)損失將起到重要作用。 本文首先進(jìn)行了高速公路安全車距保持系統(tǒng)的總體設(shè)計，通過對 CAN 模塊、紅外 測距模塊、串口通信模塊的設(shè)計 ,構(gòu)成基于 CAN 總線的安全車距保持系統(tǒng)。 ) 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 VI 頁 第一章 緒論 眾所周知，高速公路以其自身無可比擬的特點已成為一個國家交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的標(biāo)志。 ，重大、特大惡性事故多。 況對高速公路交通事故發(fā)生率影響顯著。 本課題研究意義與內(nèi)容 近年 來，我國道路交通安全形式越來越嚴(yán)峻，如果能夠在事故發(fā)生前提醒駕駛員并采取一定的安全措施，對減少交通事故的發(fā)生則是非常有用的。 本次研究主要針對汽車防撞系統(tǒng)進(jìn)行了研究，對 前面開發(fā)的系統(tǒng)性能進(jìn)行了改進(jìn)。 結(jié)合系統(tǒng)的技術(shù)要求和車輛的行駛情況，提出符合該課題的安全距離跟車模型，使其具有更好的可靠性和實用性，對模型中的參數(shù)進(jìn)行選取。 ，驗證系統(tǒng)所要求的各種性能。如果跟隨車輛的車頭間距過小，則容易發(fā)生汽車追尾碰撞事故；如果車頭間距過大，又會影響道路的通行能力。 為保證行車的絕對安全，需要取前車的極限情況，即前車靜止。這樣 1d 就可以確定了。另外一個子系統(tǒng)作為汽車的主控制器，通過 CAN 模 塊掛接在 CAN總線上，它可實現(xiàn)對距離信號的判別，再對制動 ECU 和油門 ECU 發(fā)出控制信號來實現(xiàn)剎車。在可能的情況下，各種機(jī)電設(shè)備已經(jīng)或者正在 嵌入 CPU 構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)。 紅外線發(fā)射器間隔一定的時間發(fā)射頻率為 的紅外線，經(jīng)障礙物反射，紅外線接收器接收到反射波信號，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴? 圖 紅外測距原理圖 紅外測距子系統(tǒng)框圖 紅外測距子系統(tǒng)可分為 CAN 模塊、紅外測距處理模塊、報警模塊等三部分組成。結(jié) 合實際情況，在此該系統(tǒng)可分為 CAN 模塊和標(biāo)準(zhǔn)通信模塊， CAN 模塊是接收 CAN 節(jié)點發(fā)送來的車距數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)通信模塊的功能是為上位機(jī)提供通信接口，當(dāng)上位機(jī)需要車距數(shù)據(jù)時，可通過該模塊獲取數(shù)據(jù)。 在本次設(shè)計中選用的是 Microchip公司生產(chǎn)的 DSPIC30F4012高性能 16 位數(shù)字信號控制器，主要使用了它的 CAN 模塊，定時器，輸入捕捉模塊， I/O 端口， 10 位 AD 轉(zhuǎn)換器， UART 模塊等 6 個外設(shè)模塊。設(shè)計總電路圖（見附錄一）。它由電源變壓器 T，橋式整流 橋 D1，濾波電容 C1，防止自激電容 C2 和一只固定式三端穩(wěn)壓器 (7805)極為簡捷方便地搭成的。三端穩(wěn)壓器LM7805 是 一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件 。 C2104C4104CZ10VDDGNDVCCK 圖 PCA82C250 芯片供電電路圖 C1TX 和 C1RX 是 DSPIC30F4012 單片機(jī)的 CAN1 總線的接收和發(fā)送引腳， C1TX 直接與PCA82C250 的 TXD 連接，而 C1RX 是發(fā)送數(shù)據(jù)信號的則需要接一個限流電阻 R6 后才能與PCA82C250 的 RXD 連接。 C1TXC1RXGNDR320KR4Comment: 60R560TXD1GND2VCC3RXD4Vref5CNAL6CANH7RS8U2PCA82C250VCCKGND CANH1CANL1C3102R61K 圖 CAN 驅(qū)動硬件電路圖 紅外測距模塊硬件設(shè)計 紅外測 距傳感器介紹 紅外發(fā)射和接收兩部分。判斷紅外發(fā)光二極管的好壞與判斷普通二極管一樣的方法。紅外線一體化接收頭是集紅外接收、放大、濾波和比較器輸出等的模塊，性能穩(wěn)定、可靠。 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 XVII 頁 圖 紅外接收管內(nèi)部框圖 紅外接收管的理想工作波形圖如圖 所示。 紅 外 接收 電 路信 號 放大 電 路檢 波 整形 電 路音 頻 鎖 相 譯碼 電 路 圖 紅外接收和處理原理圖 在紅外接收電路中，信號的放大、解調(diào)、整形由紅外遙控專用集成電路紅外一體接收頭完成。 GNDVDDSONIC_INOUT VCCGND 圖 紅外光接收電路圖 標(biāo)準(zhǔn)通信接口模塊 串口通信使用單片機(jī)的備用異步串口接收引腳 U1ARX 和備用異步串口發(fā)送引腳U1ATX。而該芯片的使能引腳 REB 和 DE 分別通過 470 歐的電阻接地和接電源，使該芯片直接使能 RS422 通信。 報警模塊 報警部分是由電阻、驅(qū)動電路和小喇叭組成。考慮到使用匯編語言編程的軟件比較繁瑣，則本系統(tǒng)均采用基于 MPLAB C30 開發(fā)軟件的 C 語言編程。圖 概括了軟件開發(fā)的數(shù)據(jù)流圖。首先要對這些模塊進(jìn)行初始化；其次，調(diào)用紅外發(fā)送子程序并同時啟動定時器，在接收到紅外信號后調(diào)用處理子程序，計算出當(dāng)前的車距，而當(dāng)車距小于安全車距時調(diào)用報警子程序，同時調(diào)用 CAN 發(fā)送數(shù)據(jù)子程序，把車距數(shù)據(jù)用 CAN 總線傳送到主控制器；最后，主控制器通過 CAN 總線接收到當(dāng)前的車距數(shù)據(jù)，并調(diào)用串口通信子程序，利用串口通信把該數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)顯示。其發(fā)送和接收子程序流程圖如圖 和圖 所示。根據(jù)紅外測距電路圖把需要的元器件從電子市場買回來，再用萬用表測各元件是否正常，確定三極管的發(fā)射極 e、基極 b 和集極 c，電阻的阻值等。 確定電路焊好以后，就需要用軟硬件聯(lián)調(diào)來實現(xiàn)所有的功能。 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 XXVII 頁 圖 “ ”工程建立 Project 菜單選擇 Build All 編譯工程“ ”，如圖 所示。 最后用電位器模擬距離信號，實現(xiàn)了 CAN 通信和主控器再通過串口通信接口把距離數(shù)據(jù)送到上位機(jī)顯示。 ，使模型具有可操作性，實用性。 、硬件設(shè)計完成以后，對該系統(tǒng)進(jìn)行了模擬實驗，試驗表明該系統(tǒng)能夠完成系統(tǒng)設(shè)計要求。相信隨著器件的改進(jìn)和實驗條件的改善，這些問題會得到圓滿解決。在難實現(xiàn)該系統(tǒng)的測距部分時，我們想到了用超聲波測距，超聲波的傳播速度是聲速，可解決計算傳播時間的問題。 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 XXXI 頁 致 謝 這次的畢 業(yè)設(shè)計快結(jié)束了，在此想對幫助我的老師和同學(xué)表示誠摯的謝意！本論文是在 XXX 老師的悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的， X 老師為我提供了學(xué)習(xí) Microchip 公司生產(chǎn)的DSPIC30F 系列單片機(jī)的機(jī)會，同時把設(shè)計過程中所需要的資料和軟件工具都給我了，使我學(xué)習(xí)起來更方便。 感謝我的父母，他們在我多年在外求學(xué)期間給予我的巨大精神支持和物質(zhì)幫助，我的每一步成長都傾注著他們無數(shù)的心血和關(guān)懷。在這個過程中我也犯了些錯誤， X 老師能夠理解是對我工作的鼓勵。 在該系統(tǒng)中可結(jié)合兩種測距方法，實現(xiàn)測距功能。 （二）展望 雖然本次的設(shè)計已經(jīng)結(jié)束，紅外測距的功能未能調(diào) 試出來，可能是因為紅外本身所具有的特性使系統(tǒng)很難調(diào)試成功。當(dāng)然，為了使汽車紅外防撞系統(tǒng)實用化還需解決如下幾個問題： 1． 怎樣防止旁道上行駛時，因道路兩旁物體，臨車道上的車輛產(chǎn)生錯覺問題； 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 XXX 頁 2．單片機(jī)的防振能力差，影響工作可靠性的問題； 3．發(fā)出什么樣的報警信號才能使司機(jī)不造成緊張不安的情緒； 4．如何進(jìn)一步提高單片機(jī)計數(shù)工作頻率，減少誤差； 5．探測距離受惡劣天氣影響，紅外線損失較大； 6．動態(tài)探測距離有待進(jìn)一步提高。 ，能為控制電路提供穩(wěn)定的 5V 電源，提高了電源的可靠性。針對我國高速公路交通安全的需要，以及國內(nèi)外智能交通系統(tǒng)及汽車電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，綜合交通安全工程、汽車工程學(xué)、汽車電子技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)等多學(xué)科理論，從安全距離模型、軟件和硬件方面，對該系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。如果界面里出現(xiàn) BUILD FAILED 則是表示工程編譯失敗。下面將介紹具體的操作步驟： MPLAB IDE 界面； Project 菜單選擇 Project Wizard； “下一步”，在 Device 中選擇 DSPIC30F4012； “下一步”，在 Active Toolsuite 中選擇 Microchip C30 Toolsuite； “下一步”，點擊 Browse 把文件命名為“ hw”，然后點擊保存； “下一步”，在這里可以添加工程項目里所需要的 C 源文件，也可不添加繼續(xù)點擊“下一 步”； “完成”，則表示新工程已經(jīng)建立成功。為實現(xiàn)定時的功能最后要把信號端改接在單片機(jī)的輸入捕捉引腳 IC7 上。 四川科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 XXV 頁 開 始返 回最 外 層 循 環(huán) 賦 值 i次 外 層 循 環(huán) 賦 值 j內(nèi) 層 循 環(huán) 賦 值 k判 斷 內(nèi) 層 循 環(huán) k = 0 且 k 判 斷 次 外 層 循 環(huán) j = 0 且 j 判 斷 最 外 層 循 環(huán) i = 0 且 i NNNYYY 圖 延時子程序流程圖 主控制單元子系統(tǒng)主程序流程圖 主控制單元主要是完成接收 CAN 總線的車距數(shù)據(jù)，并通過串口通信把該數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)顯示，其主程序流程圖如圖 所示（程序見附錄三）。 初 始 化 及 變 量 定 義結(jié) 束開 始調(diào) 用 紅 外 發(fā) 射 子 程 序調(diào) 用 計 時 子 程 序調(diào) 用 紅 外 接 收 及 處 理 子 程 序車 距 1 5 m ？調(diào) 用 報 警 子 程 序YN 圖 主程序流程圖 CAN 總線發(fā)送子程序流程 通過 CAN 通信協(xié)議與汽車的主控器發(fā)送數(shù)據(jù)，其發(fā)送子程序流程圖如圖 所示。而軟件的編寫是基于硬件電路的，根據(jù)電路所使用的單