基于单片机的汽车超速报警系统的设计与研究.doc

目 录 1 引言 1 1.1 课题产生原因 1 1.2 课题研究背景 2 1.3 课题的发展现状 4 1.4 汽车超速报警器的未来前景 5 1.5 论文结构 5 1.6 研究的主要内容 5 1.7 本章小结 6 2 汽车超速报警器的总体设计 7 2.1 设计要求 7 2.2 设计方案的选择 7 2.3 设计总体设计框图 10 2.4 本章小结 10 3 系统硬件的选用 11 3.1 速度传感器的选用 11 3.2 显示系统的选用 16 3.3 主控系统（单片机）的选用 18 3.4 本章小结 22 4 系统硬件的设计 23 4.1主控模块（单片机模块的设计） 23 4.2 霍尔传感器 23 4.3报警电路的设计 24 4.4显示电路的设计 24 4.5 按键电路的设计 25 4.6 本章小结 26 5 软件设计 27 5.1 下载程序到单片机的步骤 27 5.2系统程序流程图 27 5.3 本章小结 28 6 应用与展望 29 附录1：源程序代码 30 附录2：电路总体图 36 参考文献 37 致谢 39 1 引言 1.1 课题产生原因 超速行驶是指在一定道路上行驶的汽车，超过了该段道路所规定的行驶速度。《道路交通安全法实施条例》第四十五条规定：机动车在道路上行驶不得超过限速标志、标线标明的速度。在没有限速标志、标线的道路上，机动车不得超过下列最高行驶速度：没有道路中心线的道路，城市道路为30 km／h，公路为40 km／h，同方向只有一条机动车道的道路，城市道路为50 km／h，公路为70 km/h。限速是为了行驶安全，而汽车在设计时都定有最高时速，以至于两者出现较大的差距，令驾驶员稍不留意就要超速[1]。 那么公路车速到底对交通事故的影响是什么呢？驾驶员在道路上行驶必须时刻获得周围环境的信息，从而形成判断，估计此时的交通情况决定自己的操作行为，所有这些过程都需要一定的时间。但是，随着车速的提高，驾驶员观察和判断的时间减少、反应时间减少，导致做出错误决定的可能性就会相应增加，从而使交通事故发生的可能性变大。而且，车速的提高会减少驾驶员采取避让措施的时间和距离，汽车发生碰撞时的速度也比初始速度高。可见，随着车速的提高事故率和事故的严重性都会提高。 汽车超速行驶是指车辆行驶速度超过了该路段所规定的行车速度。俗话说，“十次事故九次快”。那么，汽车超速行驶为何容易引发事故呢?经过深入分析和研究，我们将原因可以归结为以下四点： 1、增加了侧向翻车的可能性：汽车转弯行驶时会产生离心力。离心力的大小与弯道半径成反比，与车速的平方成正比。因此，车速越高，产生的离心力越大，离心力越大，横向作用力也越大，当车辆快速转弯或急打转向时，就很容易发生侧向翻车事故。 2、增加了交织点和冲突点：交织点和冲突点越多，引发交通事故的可能性越大。超速行驶的车辆在途中会超越较多同方向行驶的车辆而产生交织点。超车时，有时要占用逆行道，有时还可能与对面来车交会而产生冲突点。同时，在超车的瞬间则必须缩小车距，以便提速超车，这时，当前车遇到情况采取制动时，就极易引发追尾事故。 3、扩大了制动停车距离：所谓制动停车距离，是指汽车制动距离与在驾驶员反映时间内汽车行驶的距离之和。用公式表示：S=V／254(式中：S一制动停车距离，V一车速，254一常数，一道路附着系数)。从公式中可以看出：制动停车距离与车速的平方成正比。因此，车速越快，制动停车距离就越长，非安全区越大，导致事故的可能性也就会增加。 4、极易引发车辆爆胎：车辆超速行驶会使轮胎的温度和气压升高，从而导致轮胎橡胶的强度、耐磨性和粘结力降低，容易发生爆胎。据交管部门统计，在高速公路上发生的交通事故中，因爆胎引发的事故占70％以上。 目前市面上最流行的报警方式：车载GPS系统，能够提供车辆的定位信息，车速信息等，但价格昂贵。鉴于此原因，本设计是为了使汽车在行驶过程中有一个相对更好的汽车报警器而开展的。 汽车超速报警器是是在汽车行驶中，经过速度传感器测出时速，当时速超过驾驶者设置的最高时速时，发出报警，以提醒驾驶员减速的驾驶配件。本设计将汽车超速报警器与单片机的知识联系在一起，使得器件操作更简单，成本更低廉，更能被广大消费者所接受。 1.2 课题研究背景 随着我国市场经济的发展，人民生活水平的不断提高，私家车已经走入千家万户，成为主要的交通工具。然而，私家车主由于不是专业的司机，熟练程度、速度的感觉不是特别好，车速往往根据偏好，随意提速、超速行驶，当汽车处于超速行驶状态下，其稳定性与安全性大大降低，一旦出现紧急情况，往往会导致车毁人亡的重大交通事故发生。当今的中国已经是一个汽车大国，伴随着国内机动车数量的迅速飙升。随着社会经济的发展,我国机动车的保有量不断增加,道路交通事故频繁发生。20l0年上半年全国