开题报告-基于单片机的汽车超速报警系统设计

开题报告

电气工程及自动化

基于单片机的汽车超速报警系统设计

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义

随着我国改革开放的继续深入以及国家经济战略的实施下，我国的市场经济不断发展，人民生活水品不断提高，普通老百姓的购买力也越来越高。以前对于大家来说还是很遥远的很奢侈的汽车已经走进千家万户，成为大家出行的主要交通工具。但是伴随而来的问题也逐步显现出来，那就是近几年我国的交通事故次数越来越多，而且每年都处于“稳增”状态。据相关数据显示，近10年来，我国平均每年发生道路交通事故为60万起，死亡10万余人。我们再把眼光放到全球，全世界每过6分钟就有一人死于车祸，全世界每一分钟就有人伤于车祸。交通事故不仅仅对人们的生命财产安全造成巨大的影响，同时也造成巨大的经济损失。

据统计，造成各种交通是事故的主要原因是车辆的超载和超速行驶。再加上私家车车主不是专业的司机，在熟练程度和速度的感觉上不是特别的好，车主往往根据自己的个人喜好随意提速、超速行驶，当汽车处于超速行驶状态下，其稳定性和安全性大大降低，一旦出现紧急状况，往往会导致车毁人亡的重大事故发生。

针对上述情况给汽车加装一种超速报警系统就显的尤为必要。这种系统允许车主通过自带键盘设置汽车的安全行驶最高速度，而且可以根据不通的路段设定不同的速度。当汽车处于行驶状态中，改系统通过速度传感器时刻监测汽车，驾驶室上的液晶显示仪也时刻显示着汽车的行驶速度，当系统发现车辆速度超过先前设置的最高值时，蜂鸣器开始发出响声报警，警告灯不断闪烁提醒驾驶员减速，这样就可达到防范于未然的目的.汽车超速报警系统的硬件主要包括四大模块，分别是8051单片机主控模块、报警模块、传感器模块和显示模块。这四大模块分工明确，8051单片机主控模块主要负责外围硬件的控制和一些运算功能；报警模块主要负责声音报警和灯光报警；传感器模块则完成信号的采样功能；显示模块完成字符和数字的显示功能。四个大的模块通过一些的线路连接和电源的支持组成一个完整的汽车超速报警系统。

作为整个系统的大脑和指挥部，8051单片机主控模块决定着整个系统的动作，它的性能好坏直接决定了整个系统的工作效能。从应用形态上区分，微型计算机可以分为多板机、单板机和单片机。而单片机是大规模集成电路技术发展的产物，属于第四代电子计算机，就是把中用处理CPU,随机存取器RAM，只读存储器ROM，定时器/计数器以及I/O接口电路等主要计算机部件集成在一起集成电路芯片上的微型计算机。最早出现的单片机是在上世纪七十年代，它的发展至今已经走过了了30多年。历经三个主要阶段的发展：单芯片微机形成阶段、性能完善提高阶段、微控制器化阶段。单片机技术已经发生了翻天覆地的变化，从最开始的单一简单产品发展到现在各种高性能各领域的产品。发展至今单片机具备了控制性能和可靠性高，嵌入品质灵活，体积小，价格低，易于产品化的特点。在现代的各种电子器件中，单片机具有良好的性能价格比的优点。所以近年来单片机在智能仪器仪表、机电一体化产品、实时工业控制、分布系统的前端模块和家用电器等各领域都获得了极为广泛的应用。另外不光在这些领域，它在交通范畴内的汽车、火车、飞机、轮船、航天器等都得到了应用，如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子等。

我们所选择的8051单片机是美国Intel公司开发的八位单片机系列，它是在MCS-48系列基础上发展而成的，自1980nianMCS-51系列单片机推出到现在，其市场占有率仍就很高，是我国在工业检测、控制领域中的优选机种和机型。作为本系统控制核心的8051单片机具有抗干扰性和适用于恶劣环境的优点。它的CPU工作频率为6MHz方便系统对速度传感器的计数脉冲进行快速处理，而且它的输入/输出引脚具有32根I/O口线，可以连接存储器、LED显示器、速度传感器等各种外部器件.虽然8051内部只有26B的数据存储器，但是可以外接RAM以满足系统的需求。

而作为系统的另一关键就是速度传感器，由于它是车辆传感器中的易损器件，所以最好选择非接触式传感器。传感器由霍尔开关、磁铁组成，它们分别安装在车架和车轮的适合位置。当车辆行驶时，在磁铁的作用下，霍尔开关产

生的开关信号经过整形被直接输入到单片机计数器作为计数器的计数脉冲信号，利用定时器定时一段时间后提取计数器中的脉冲个数再经过计算就可以测量出车辆行驶的瞬时速度。

让我们把眼光放远，在过去的10年里，汽车工业发生了两个显著的变化。第一个是汽车的增长的基点正在从欧美市场向以亚洲国家为主的发展中地区市场转移。相关的数据显示，2007年亚洲和欧洲将会主导全球汽车产量的89%，BRICs和亚洲的其他国家将成为汽车消费的主力军。第二个则是在市场成熟的欧美国家，汽车性能的提高更多地依赖于电子技术。研究表明，从1989年至2005年，电子设备在整车的制造成本中的所占的比例由16%提高到了30%以上。目前也就是2010

年每部新车的IC的成本达到了350美元，这也就可见，电子技术和产品在汽车产业中的地位越来越高，影响力也越来越大。汽车电子的未来在许多成功汽车厂商看来就是三点：环保性；安全；通讯。我们上面所提到的汽车超速报警系统就属于安全这一主题。

随着汽车科技的发展，汽车生产商把更多的精力投入到汽车的安全研发上。法国汽车制造和营销委员会与法国标致雪铁龙汽车集团和雷诺汽车公司日前联合向用户推出三种汽车限速装置。据悉，这三种装置中，最简单的一种是“超速报警器”。其它两种限速装置是可以直接对汽车的部分功能及行驶进行调整的装置。一种是限速器，另一种是调速器。司机可以通过这种限速器提前设定最高时速，如果司机在汽车行驶中想超过开车前设定的最高时速，加速器也不会响应，而是把车速限定在一定范围内。而另有一些国外的汽车厂家已经从汽车的被动安全技术如碰撞传感器、气囊、安全带、随动转向结构等转向了主动安全性这方面。汽车主动安全技术是指采用雷达、光学和超声波传感器等技术来测量汽车与周围物体的距离和接近物体时的速度，这样就可以提醒驾驶者控制汽车行驶速度，避免可能发生的碰撞。相对于国外而言，国内对于汽车主动安全技术的相关研究可能比较落后些，但是不可否认的是国内的汽车电子产业正在持续的进步与发展中，我相信在不久的将来我国的汽车电子技术在国际上也会占有一席之地。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

1.目的：本课题针对汽车超速报警系统进行研究与设计，熟练应用霍尔等传感器，利用单片机实现汽车里程、速度等计算，实现速度显示功能。

2.任务：

单片机主芯片的选择；

传感器的选择；

编程，对汽车行驶速度进行计算；

用数码管或液晶屏显示速度；

声音、光报警。

三、研究步骤、方法及措施：

步骤及方法：

（1）了解国内外汽车报警系统的发展动态

（2）熟悉单片机的编程及其相关操作

（3）编制相应的程序

（4）在软件上进行仿真

措施：

图书馆查找相关的书籍、期刊、杂志等，通过上网寻找相关的一些资料，查看当代对该技术的研究成果和最新的动态。然后通过对这些资料的学习和研究进一步的熟悉和理解设计所需的相关知识。在设计过程中及时与指导老师探讨，对不了解的问题及时向老师请教。

四、参考文献

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