(汽车限速系统)..DOC

智慧型安全行車限速系統 蔣介文、范佐輝 一、摘要： 在本專題中，我們擬建構出一套合理又安全的行車限速系統，其具有之特色如下： 1.研擬將路邊的限速告示牌，改為依速限主動發射信號通知駕駛。 2.如果超過速限，系統立即產生告警聲通知駕駛。 3.只需按下〝定速〞鍵，即可在定速且不超速的狀態下安全駕駛。 4.不同路段若有不同的限速信號，系統將隨時自動修正車速。 5.於定速期間，駕駛亦可由微調鈕在不超速的前提下調整車速。 6.只要踩煞車或按下解除鍵，即可輕易的解除定速駕駛，恢復成一般駕駛。 7.路邊發射信號可以搭配道路施工，地方活動等路況訊息，讓駕駛更能掌握路況動向。 8.本系統如能搭配GPS定位系統使用，則更能精確的掌握行車速度與安全。 二、研究動機： 　　開車的駕駛都知道，超速是件很難克服的夢魘，稍不留神，錯過了限速標誌的提醒，立刻會收到一張可怕的違規紅單。為了不錯過每個路段的限速標誌及令人恐懼的測速照相，駕駛必須一邊戰戰兢兢的開車又需隨時觀察路邊的限速標誌，如此將導致駕駛因為分神而增加了開車的危險。另外，由於傳統限速標誌和照像裝置有時過於隱蔽亦或是被路樹、建築物的遮蔽，導致駕駛未察覺而超速，這更是個不甚合理的責罰。因此本研究小組認為，這樣的限速系統確實有改善的必要，經詳細討論之後，我們擬定了這套不僅可以提高行車安全、又能達到真正的行車限速系統，讓人車皆能快樂出門、平安回家。 三、研究目的： 　　一般路邊的限速標誌是居於被動的察覺，而不具主動性的告知，這在科技發達的現今社會早已不合時宜。如果限速標誌能在不同路段主動發射限速信號，當駕駛者接收到限速信號時，能立即知道此路段的最高限速，就不會造成邊駕車又必須聚精會神地注視限速標誌，可以減少分心及降低危險性。另外本系統亦提供車速高於該路段的最高限速時產生告警信號，以告知駕駛必須降低車速，以確保安全。此外，當駕駛者希望能夠在安全車速下〝定速〞行駛時，本系統亦提供一個〝定速〞駕駛模式，只要按下〝定速駕駛〞鈕，汽車本身將依照當時路段的限速行駛。 本專題小組覺得，合理的行車限速系統必須符合科技、人性以及安全性等前提。我們期望本次的研究專題，能獲得主管機關的重視並成為未來交通法規修定的重要參考，這也是我們投入此次研究的最大動力。 四、研究設備與器材： 1.個人電腦。 2.8051單晶片模擬器相關軟體。 3.8051單晶片燒錄器 4.電源供應器 5.印表機 6.IC測試器 7.數位式三用電錶 8.VISIO繪圖軟體 9.Pootel繪圖軟體 10.雙軌跡示波器 11.裕隆March 汽車節氣門 五、研究方式： (一)系統架構圖 (二)硬體電路設計 1.路邊限速標誌(發射電路) 　　路邊限速標誌發射電路如圖(一)所示，它的主要功能是發射一個限速信號給駕駛者，並且在限速標誌上顯示限速值。此部分我們採用了RF的無線電發射模組，並搭配單晶片89C51的程式控式。而經由4X4 Keypad的不同設定，可以在不同的路段設定不同的限速值，並同時由3位數的7段顯示器輸出，以代表本路段的限速值。而其間的對應關係如表一所示。 此部份電路動作說明如下：當按下4X4 Keypad按鍵時(0~F)，單晶片89C51利用掃描方式讀入所按之鍵值，並將其轉換成對應的發射碼，由Ｐ2.4~Ｐ2.7傳送至無線電發射模組，並設定8 bit密碼後透過天線發射出去。另一方面，由4X4 Keypad輸入的鍵值亦同時轉換成對應的限速值由Ｐ0、Ｐ2埠輸出給3位數的7段顯示器顯示。以當做路邊限速告示標誌之用。  圖一 按鍵值 最高速限 發射碼 按鍵值 最高速限 發射碼 0 20km 0000 6 80km 0110 1 30km 0001 7 90km 0111 2 40km 0010 8 100km 1000 3 50km 0011 9 110km 1001 4 60km 0100 A 120km 1010 5 70km 0101 B~F 備用 表一 ２.汽車接收端 　　汽車端接收電路如圖(二)所示，此電路包含無線電接收模組、單晶片程式控制電路、馬達驅動電路、告警(超速)電路和設定解除開關電路等。本電路的主要功能是接收路邊限速標誌所發射的發射碼後，轉換成真正的限速值，並儲存起來，一旦當駕駛者的車速高於此限速值時，則由P2.4輸出告警信號。 　　本專題的另一主要功能，就是可以讓使用者設定〝定速駕駛〞(由P3.0~3.3控制)，在定速狀態下汽車的行車速度將由電路中四相步進馬達所控制，並定速在安全範圍內，此原理是由步進馬達去控制汽車的節氣門的進氣角度進而控制汽車行駛的速度。 在超速告警和定速駕駛的功能中，我們必須隨時擷取車速表的車速值，故我們設計由89C51之Ｐ0埠讀入車速值，以利隨時取用和比對。由於Ｐ0埠為開路埠模式