基于单片机汽车防撞系统的设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着时代的发展，汽车已成为人们的主要交通工具之一。

由于汽车的普及，交通安全隐患的问题也随之而来，在过去的几年里，人们把精力致力于汽车被动防撞，如在汽车的前部或后部安装保险杠、在汽车外壳四周安装某种弹性材料、在车内相关部位安装各种形式的安全带及安全气囊等等，以减轻汽车碰撞带来的危害。

但被动防撞对汽车本身带来伤害小，而对被撞物却没有保障。

2. 课题关键问题和重难点

在此设计中，主要采用了stm32单片机、超声波模块、AD转换器模块、LCD1602液晶模块、电源模块、蜂鸣器报警模块和温度传感器。超声波传感器计算小车到前方障碍的距离，然后传给单片机。经系统处理，显示在显示屏上，到达危险距离则蜂鸣器报警。本项目设计的关键问题是：（1）超声波计算小车到障碍物的距离；（2）小车到达危险距离是否减速。（3）超声波在不同温度下速度不同 难点是：（1）如何将超声波信号转换成单片机能识别的数字信号；（2）如何同时将小车到障碍物距离实时的显示在液晶模块上面。

3. 国内外研究现状（文献综述）

1、绪论1.1课题的背景随着时代的发展，汽车已成为人们的主要交通工具之一。由于汽车的普及，交通安全隐患的问题也随之而来，在过去的几年里，人们把精力致力于汽车被动防撞，如在汽车的前部或后部安装保险杠、在汽车外壳四周安装某种弹性材料、在车内相关部位安装各种形式的安全带及安全气囊等等，以减轻汽车碰撞带来的危害。但被动防撞对汽车本身带来伤害小，而对被撞物却没有保障。而安全气囊有时不能保证乘车人的安全，所以必须提高汽车主动安全性。汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物的距离与汽车本身的距离近而相对速度太高。为了防止碰撞，汽车要与前方物体保持安全距离。通过超声波装置来测量汽车与前后物体之间距离，达到危险距离，向司机提出警告。1.2国内外研究我国汽车防撞报警系统跟国外相比差距仍然不小。近几年来很多研究所，高校，企业开始这方面面的研究。国内激光雷达起步晚，近距离的倒车雷达已经装车，但中远距离的精度达不到标准，误差大，满足不了汽车行驶状况下的对安全距离的把控。2、总体方案设计本系统主要由以下几个模块组成：stm32，超声波测距模块，温度传感器模块，lcd模块，蜂鸣器等组成。超声波传感器的工作就是在电压和超声波之间互相转换， 当超声波传感器发射超声波时，发射超声波的探头将电压转化 的超声波发射出去，当接收超声波时，超声波接收探头将超声 波转化的电压回送到单片机控制芯片[5]。通过超声波测量小车与障碍物之间的距离，并在lcd显示屏上显示，当小车与障碍物距离到达危险距离时，小车就会减速，蜂鸣器会响起来进行报警，直到小车停下。3、应用测试及效果通过超声波传感器进行小车与障碍物的测距，再经过数模转换装置最终以数字形式在液晶显示屏上显示小车与障碍的距离值。超声波具有振动频率 高、波长短、绕射现象小而且方向性好还能够为反射线定向传 播等优点，而且超声波传感器的能量消耗缓慢有利于测距[3]。4、结论汽车防撞报警系统以stm32单片机为控制器，充分发挥了其优良的数据处理和实时控制功能，使系统工作于最佳状态，提高了系统的灵敏度。 其次采用了超声波脉冲法测量距离，实现了免维护、低功耗、非接触测量。 针对汽车在不同时速下安全距离不同，设定了 0-30km/s、30- 80km/s、大于 80km/s 三个时速段，并当车体与障碍物的间距小于安全距离时，进行声光报警，可以根据超声波发生器和接收器的安装位置来作为前进防撞报警和倒车防撞报警。 因此，提高了汽车在行进过程中与倒车时的安全性。参考文献：[1] 李磊,胡鸿豪.基于at89s51单片机的超声波传感器汽车防撞报警系统设计[j].机电信息,2011(30):156-157..[2] 周永强.汽车防撞报警系统设计[j].电子世界,2014(04):111.[3] 仇成群,胡天云.基于超声波的汽车防撞报警系统的设计[j].制造业自动化,2009,31(04):75-77.[4] 何兆永,陈广义,刘义.智能汽车防撞报警系统设计与实例分析[j].佛山科学技术学院学报(自然科学版),2005(04):29-32.[5] 任艳斐,亓传伟.基于嵌入式技术的汽车防撞报警系统的设计与应用[j].计算机测量与控制,2014,22(02):516-518.doi:10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2014.02.099.[6] 王虎,杨启正,李约朋.基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计[j].时代汽车,2019(21):44-45.[7] 邵俊嘉,江润,唐惠虹.浅析汽车智能防撞报警系统设计[j].数字通信世界,2018(01):49.[8]郝玉芳,王权兵,华艳秋.汽车超声波测距防撞报警系统设计[j].科技风,2015(03):33.[9] 董子和, 李永辉. 超声波测距系统的建立及其在汽车防撞系统的应用[j]. 汽车电器, 1997 (1): 2-4.[10]马永翔.基于单片机的汽车防碰撞报警系统设计[j].现代电子技术,2009,32(19):166-167 172.[11] 张吉康.基于相对运动理论的动态安全车距计算模型[j].北京汽车,2012,(4):14-17.[12]林元新. 超声波测距和汽车防撞雷达的设计[j]. 汽车电器, 2006 (12): 52-55.[13]sanjana t, fuad k a a, habib m m, et al. automated anti-collision system for automobiles[c]//2017 international conference on electrical, computer and communication engineering (ecce). ieee, 2017: 866-870.[14] dubey s, ansari a w. design and development of vehicle anti-collision system using electromagnet and ultrasonic sensors[j]. international journal on theoretical and applied research in mechanical engineering, 2013, 2(1): 80-83.[15] kumar a, jaiswal a, jaiswal n, et al. vehicles anti-collision system[j]. international journal of computer applications, 2014, 99(19): 7-9.

4. 研究方案

附件

5. 工作计划

五、工作计划（不少于300字）计划：第1周（2.20-2.24） 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；翻译相关英文资料第2周（2.27-3.3） 阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；第3周（3.6-3.10） 确定传感器、无线传输电路，参阅有关资料，分析调理电路工作原理；第4周（3.13-3.17） 设计信号调理、无线传输电路参数；第5周（3.20-3.24） 设计单片机扩展电路并绘制单片机系统电路；期中检查；第6周（3.27-3.31） 购买材料，搭建硬件电路；第7周（4.3-4.7） 分析单片机扩展电路工作原理，设计控制软件框图；完成软件程序；第8周（4.10-4.14） 硬件制作调试和完善软件设计；第9周（4.17-4.21） 软硬件联调；验收成果；第10周（4.24-4.28） 完成毕设论文查重，提交毕设论文终稿和查重报告，接受答辩资格审查；第11周（5.1-5.5） 评阅教师评阅论文；学生准备答辩；第12周（5.8-5.12） 答辩结束。第13周（5.15-5.19） 检查毕设文档；毕设结束。内容：（1）掌握超声波模块原理并完成本课题开题报告一份；（2）完成与设计内容有关的3000汉字英文资料的翻译；（3）完成对传感器电路工作原理的分析，并设计电路参数； （4）根据电路原理图制作硬件电路；（5）进行软件编写，单片机控制传感器，采样数据，并显示相关参数；（6）完成相关毕设计报告书一份。