朱立宗　姚志明　許凌志　潘克來(lái)

摘 要：隨著國(guó)內(nèi)外汽車越來(lái)越智能化、自動(dòng)化的發(fā)展，單片機(jī)在汽車上的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，通過(guò)單片機(jī)在汽車上的應(yīng)用，大大提高了行車的安全性、舒適性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。為了降低汽車的碰撞概率，提高汽車行駛的安全性，在安全系統(tǒng)方面、人工智能方面也要求越來(lái)越高。通過(guò)合理地設(shè)計(jì)防碰撞的軟件系統(tǒng)，降低誤警率、誤判率。系統(tǒng)能夠通過(guò)正面以及結(jié)合側(cè)面的紅外測(cè)障礙來(lái)判斷下一步的工作方向，從而達(dá)到防碰撞的安全效果。這里對(duì)單片機(jī)在汽車行車安全中防碰撞的應(yīng)用作簡(jiǎn)要綜述。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 安全性 防碰撞

中圖分類號(hào)：U463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）07（a）-0021-02

單片機(jī)對(duì)于現(xiàn)代汽車越來(lái)越重要，廣泛用于汽車的各個(gè)方面，并與各個(gè)部件融合在一起，發(fā)揮出更大的效能。當(dāng)然這也引發(fā)一些隱患，如車速的提高，以及來(lái)自外部環(huán)境的影響，很容易發(fā)生交通事故，而這個(gè)防碰撞系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)就是采用紅外、超聲波、納米波等雷達(dá)來(lái)檢測(cè)外部環(huán)境，反饋、分析、判斷、幫助輔助駕駛員做出更好的判斷，減少交通事故的發(fā)生。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及原理

該系統(tǒng)采用超聲波測(cè)量前方的相對(duì)距離，當(dāng)有音波傳回時(shí)，說(shuō)明前方有障礙物并判斷前方物體時(shí)有無(wú)運(yùn)動(dòng)，若有運(yùn)動(dòng)，則它的運(yùn)動(dòng)的方向與本車同向還是反向，從而進(jìn)行警報(bào)、自動(dòng)制動(dòng)以及自動(dòng)轉(zhuǎn)向，而轉(zhuǎn)向前還要通過(guò)側(cè)面紅外線監(jiān)測(cè)側(cè)面是否有障礙物，再進(jìn)行轉(zhuǎn)向與否。系統(tǒng)最主要在于超聲波測(cè)距測(cè)速，STC89C52單片機(jī)對(duì)信息的處理反饋判斷。測(cè)速與測(cè)距是根據(jù)波的反射原理，利用波的收發(fā)以及收發(fā)的時(shí)間差來(lái)測(cè)距與測(cè)速。波是直線傳播的，向一個(gè)方向發(fā)射，可以檢測(cè)前方有無(wú)障礙物。當(dāng)然超聲波的傳遞會(huì)受到外界的影響，不過(guò)可以忽略不計(jì)，按照在20 ℃，干燥，無(wú)風(fēng)的環(huán)境，聲波以340 m/s的速度來(lái)計(jì)算。當(dāng)有回波時(shí)，記錄收發(fā)的時(shí)間差，采集本車的速度，后進(jìn)行計(jì)算、判斷、處理反饋顯示到顯示屏上，以及是否要進(jìn)行制動(dòng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)向，必要時(shí)還要進(jìn)行緊急警報(bào)。系統(tǒng)的大體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 程序設(shè)計(jì)

當(dāng)車輛啟動(dòng)后，系統(tǒng)將STC89C52單片機(jī)、LCD12864顯示器等進(jìn)行初始化，然后系統(tǒng)的超聲波，各項(xiàng)傳感器等開(kāi)始工作，采集所有數(shù)據(jù)并比較，當(dāng)車輛處于危險(xiǎn)狀態(tài)，系統(tǒng)就發(fā)出警報(bào)提醒駕駛員進(jìn)行制動(dòng)，車輛進(jìn)入安全行駛狀況后就解除報(bào)警。若發(fā)現(xiàn)駕駛員沒(méi)有任何轉(zhuǎn)向或制動(dòng)行為，系統(tǒng)將進(jìn)行控制輔助制動(dòng)及轉(zhuǎn)向，避免事故的發(fā)生。主流程序如圖2所示。

啟動(dòng)車輛后，系統(tǒng)就進(jìn)行采集、計(jì)算、分析及處理。當(dāng)車輛前方有障礙物時(shí)，超聲波對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)并反饋到單片機(jī)中，計(jì)算出兩者間的距離，在與系統(tǒng)中設(shè)定的距離S1（20 cm）進(jìn)行比較，還要調(diào)用本車的實(shí)際車速與設(shè)定的車速V1（15 km/h）進(jìn)行比較。當(dāng)S>S1、VV1時(shí)，車輛有危險(xiǎn)，系統(tǒng)要進(jìn)行緊急報(bào)警、輔助制動(dòng)及轉(zhuǎn)向。

在距離、障礙物速度、方向檢測(cè)中，系統(tǒng)會(huì)先關(guān)閉中斷定時(shí)器，后發(fā)射超聲波信號(hào)，當(dāng)有回波時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)啟中斷，并啟動(dòng)定時(shí)器，當(dāng)有結(jié)果之后，就進(jìn)行計(jì)算，第一個(gè)先數(shù)出兩者間的距離，有第二次回波后，結(jié)合兩次以及本車車速，計(jì)算障礙物的速度，將它們套入同向與反向的方式中，判斷方向。程序流程圖如圖3所示。

3 結(jié)語(yǔ)

該設(shè)計(jì)系統(tǒng)與之前的進(jìn)行對(duì)比，其優(yōu)點(diǎn)主要在能夠檢測(cè)前方障礙物無(wú)論運(yùn)動(dòng)與否，能夠判斷出車輛處在危險(xiǎn)還是安全狀態(tài)中，并且有自主制動(dòng)，轉(zhuǎn)向的功能，可以有效地保證車輛的安全。而顯示器上把車速以及與前方障礙物的距離顯示出來(lái)，讓駕駛員更加直觀地了解車輛的狀態(tài)，達(dá)到實(shí)用的效果。同時(shí)也充分考慮系統(tǒng)的可行性與工作性能，采用超聲波雷達(dá)來(lái)達(dá)到測(cè)距的目的，近距離報(bào)警，安全距離內(nèi)剎車轉(zhuǎn)向的功能，能對(duì)汽車起到安全保護(hù)。

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