基于单片机的汽车安全系统的设计

1、基于单片机的汽车安全系统的设计文献综述系：信息工程系 学号： 姓名：许添摘 要：这款设计是一种基于单片机车内烟雾检测控制器和超声波倒车雷达监测报警系统。该控制器采用烟雾传感器、距离传感器、A/D转换器、单片机、蜂鸣器等与汽车组成车载检测及安全控制系统。该系统以单片机为核心,配以检测电路、控制电路、报警电路,从而实现智能车载安全控制服务及实时检测汽车尾部与障碍物的距离,并根据设定的距离值由蜂鸣器发出不同频率的警报信息反馈给司机,对行车或倒车安全有至关重要的作用.由于该系统具有高灵敏度和低功耗的功能,因此具有较高的实用价值。关键词：单片机，汽车安全、雷达、报警系统1、 引言随着生活水平的提高，汽车

2、已经成为了人们最常用的交通工具。由于故障或工作环境温度过高导致汽车自燃，因此需要设计一种小型、廉价、实用的火灾报警系统。 该系统通过传感器对现场温度、烟雾浓度进行检测，并快速重复检测和延时报警，以判断出是瞬间的异常，还是发生火灾，防止误判。若是发生火灾则启动声光报警，同时通过无线信号发射电路向驾驶员发送无线信号，而驾驶员通过无线接收电路接收报警信号，防止造成严重的经济损失，甚至危害人的生命安全随着社会的发展，汽车作为人们的日常交通工具，变得越来越普遍。然而，目前频发的汽车安全问题引起了人们的大量关注。这款设计拥有两个安全防范措施，车载烟雾报警及倒车雷达系统组成的汽车安全系统。1、车载烟雾报警是

3、为了早期的发现和通报车内高温和自燃现象，。2、倒车雷达系统是为了吸烟警示器是能够检测环境中的烟雾，并具有报警功能的仪器，仪器的最基本组成部分应包括：烟雾信号采集模数转换电路、单片机控制电路、录音报警电路。 烟雾信号采集电路一般由烟雾传感器和模拟放大电路组成，将烟雾信号转化为模拟的电信号。模数转换电路将从烟雾检测电路送出的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入单片机。单片机对该数字信号进行滤波处理，并对处理后的数据进行分析，是否大于或等于某个预设值(也就是报警限)，如果大于则启动报警电路发出报警声音，反之则为正常状态，以上是根据报警器应具备的功能，提出的整体设计思路。 烟雾传感器及单片机是可

4、燃烟雾检测报警器的两大核心，根据报警器功能的需要，选择合适、精确、经济的烟雾传感器及单片机芯片是至关重要的。2、汽车安全系统的研究现状2.1 传统汽车安全系统系统防盗门、防盗锁、防火墙等设备是传统的能防盗和阻燃的安防设备，从客观上来说是有一些成效，其可以增加盗贼进门偷盗的难度或减慢火灾向周围蔓延的速度，但不能够及时地把这种危险讯息传达给房子的主人，以致于不能及时补救，有时候甚至会危及到人们的生命安全6。比如某些设备会占用火灾救援通道阻碍住户逃生，防盗窗时间久了不维修容易成为高空坠物砸到路人等7。2.2 智能汽车安全系统智能防火防盗系统主要可以分为计算机网络操作和单片机控制两种，以下分别进行阐述

5、。2.2.1计算机网络操作方法现如今防火防盗报警系统中融入了许多高科技元素，如多媒体操作、电子地图、控制软件等，这都要归功于现代计算机技术、通信技术和自动控制技术的高速发展与应用。利用了多媒体技术的系统更好的实现了人机交互，可以在同一时刻处理多种不同的信息，并使得这些信息可以被相关设备进行处理，从而集成了一个智能化的交互式系统。因此，这种系统可以实时监控或预测家中的警情并能在突发状况出现时及时向警方报警，同时可以利用计算机网络向其提供住宅的电子地图，也可以拍摄下家中的情景传过去等等8。2.2.2单片机控制方法随着单片机的发展而出现的以单片机为核心控制器的家居防火防盗报警系统，是一种安全可靠，操

6、作容易的相对智能的报警系统。东北林业大学的谢卫华在其硕士论文中设计的系统以嵌入式单片机为控制核心，利用相关靠谱的传感器和现今发达的网络通信技术，以短信，语音电话或图片传输的方式实现防盗、防火、远程操作等家庭所需要的安全检测和报警提示功能9。其采用门磁、温度、气体、红外、湿度等高灵敏度传感器实时监测家庭安全状况，如果有异常情况发生系统会及时发送短信、语音电话或相关图片通知住房主人，若主人没有发回相关操作命令，则系统每隔一定时间就发送一次报警信号。在住房主人接收到了报警信号之后，就可以通过先进的通信网络远程控制家中的电器，电灯等，比如打开电灯或让家中的警报灯鸣叫等，以吓退闯入家中的小偷窃贼；若是家

7、中安装了喷水系统，用户就可以在接收到火警后，控制喷水系统喷水以缓解甚至是消灭灾情。当然，要是用户出门想起家中的电器或电灯没关时也可以远程控制进行关闭10-13。图1 系统总体构成框图3、智能汽车安全系统的发展趋势 未来防火防盗报警系统将朝着智能化、数字化的方向创新和发展。数字化的监测报警系统不需要人看守，在监测能力上有了加强，并提高了管理水平。它能有效地防止各种类型的事故发生，提升了智能化程度14,15。数字化的防火防盗报警系统使用了先进的检测技术，在实时监控的区域内可以及时捕捉到突发状况（有贼入侵或火灾），并将拍摄到的视频或图像存储到计算机硬盘中（将来需要时还可以根据时间、地点进行检索并回放

8、),同时通过远程通信或计算机网络等手段向用户或警察报警16。4、结束语智能家居防火防盗系统可以实时监控家庭安全，尽极大的可能保障人们的生命财产安全，使人们无论是出门还是在家都可以对家中的情况放心。该系统操作方便，空间资源占用少，报警及时，具有十分广阔的应用和研究前景。参考文献：1 贺虎;秦建敏;MSP430的软硬件C延时程序设计J;单片机与嵌入式系统应用;2006年03期2 刘立群;孙志毅;基于M-BUS的超低功耗数据采集系统J;单片机与嵌入式系统应用;2006年01期. 3 史永彬;叶湘滨;基于MSP430的无线传感器网络设计J;单片机与嵌入式系统应用;2006年07期4赵爱玲;黄景涛;基于

9、单片机的电阻炉温度控制系统J;安阳工学院学报;2008年06期 5张拓;声音识别技术在门禁控制系统中的应用J;安阳工学院学报;2011年04期 6雷学堂;张秀山;张绍颂;何建新;基于单片机的温度过程控制系统的设计J;蚌埠学院学报;2012年02期 7梅新勇,高锦宏,徐小力;对传统差示热分析仪(DSC)的改进方法J;北京机械工业学院学报;2005年03期 8陈广华;鞠娜;杨飞;李建伟;基于粘贴式应变传感器的车辆超载监测系统J;北京航空航天大学学报;2011年04期 9胡海根;李光辉;曾松伟;周厚奎;单片机实践教学改革初探J;北京林业大学学报(社会科学版);2007年S1期 10浦龙梅;杨增强;基

10、于AdC812芯片的转子实验台闭环控制系统J;变频器世界;2006年07期 11杨宝龙;鄢兴俊;AD7656的串行设计J;船电技术;2009年11期 12杨宝龙;华斌;基于ARM的嵌入式通讯平台设计J;船电技术;2010年01期 13 申正一;PSD311在智能开关中的应用J;长春理工大学学报;2006年02期湖州师范学院毕业设计（论文）开题报告学 生 姓 名许添班级学号专 业电子信息工程指 导 教 师马陈燕开题时间2016.9.25毕业设计（论文）题目基于单片机的汽车安全系统的设计选题意义、研究现状及存在问题选题意义：近年来入室盗窃和火灾已经成为危害人们家居生活的重要因素。这使得人们对住房的

11、防盗，防劫，防火的重视程度也在不断提高。而传统的安防设备如防盗窗、防盗门、防盗锁、防火墙等防盗和阻燃设备效果不显著还有一定安全隐患。因此，智能家居防火防盗系统的设计和研究就显得极其重要。研究现状：截至目前，人们普遍采用的家庭防盗防火设备有防盗窗、防盗门、防盗锁、防火墙等，虽然增加了盗贼盗窃的难度和降低了火灾的蔓延速度，但不能实时通知用户，进行及时的抢救措施，有的时候还会增加用户逃生的难度。而以嵌入式单片机等微处理器和无线通信模块为核心的家庭智能防火防盗报警系统是一种操作方便，运行可靠的智能型无线报警系统。它采用红外、温度、门磁、气体等传感器实时监测家庭安全情况，如有异常系统会及时发送消息通知主

12、人，从而能迅速采取紧急措施，尽最大可能保障生命财产安全。存在问题：然而，因为资金，技术等原因，目前防火防盗报警系统在检测、处理信号上还有一些问题，使得一些系统或设备常常产生误报、漏报以及无报警反应等现象。譬如红外报警系统，虽然其本身不发任何类型辐射，器件功耗很小，隐蔽性较好，价格低廉，但容易受外界阳光源及温度等影响，使探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。研究目标和内容研究目标：本系统分为从模块和主模块，各采用STC89C52单片机为主控芯片。从模块由51单片机，红外线报警电路、温度检测电路、烟雾检测电路、声光报警电路和Si24R1无线模块等组成；主模块兼具从模块功能，还增加了LCD5110

13、液晶显示模块、GSM短信模块和按键模块等。系统软件由温度检测程序、Si24R1无线收发程序、液晶显示程序和GSM短信收发程序等组成。从模块将检测到的红外线状况，烟雾值状况及温度值通过无线模块发送给主模块；主模块除了实现从模块相似功能外，还要显示主从模块检测的温度，同时进行信号处理。若检测值超过设定值，通过GSM发送短信告知用户，同时声光报警；否则，再循环检测。研究内容：（1）无线模块Si24R1最大传输距离70m，工作温度-4085，基本满足家居条件。（2）LCD5110液晶以十进制显示温度，精确到1，第一行显示时间，第二行显示温度。（3）温度检测模块采用DS18B20，在-1085范围内测量

14、误差不超过0.5，报警阀值设定为57，当检测到的温度大于设定值时则进行报警。（4） 烟雾传感器MQ2接比较器电路，当烟雾浓度较大使得烟雾传感器电路上的电压超过2V时，输出低电平，否则输出高电平。（5） 红外线传感器，分为发射管和接收管，两者相聚100cm左右，当其间有物体穿过，则输出低电平报警，否则输出高电平。研究方法、步骤和措施研究方法：本设计是经过网上查阅大量文献资料及结合实验室51单片机的开发实践经验而提出来的，再采纳指导老师的意见进行修改，最后由实物测试验证设计的正确性。研究步骤及措施：首先，结合在学校实验室里学到的硬件知识和51单片机的开发经验初步确定设计题目，再采纳指导老师的意见及

15、上网查阅期刊、论文等文献资料，最终决定可以具体实施的方案。其次，依据事先决定的设计方案，边阅读相关电子器件数据手册及其他文献资料边使用CAD制图软件画出原理图，上淘宝购买电子元器件，依照原理图进行焊接调试以及根据设计目的进行软件设计。最后，根据实物测试的结果验证设计的可行性，归纳出在设计中出现的问题及其解决方法，总结设计的优缺点，并了解其发展前景。研究的总体安排与进 度准备阶段： 2015年7月20日9月25日：根据在学校实验室学习的经验，跟指导老师沟通交流，到图书馆上网查阅大量文献资料，确定设计课题，并对多个方案进行比较，取长补短，再加以自己的想法最终确定设计方案。实施阶段：2015年9月2

16、6日10月27日：一边阅读相关文献资料一边使用CAD制图软件画出原理图，购买单片机及其外围电子元器件，依照原理图进行焊接调试以及根据设计目的进行软件设计，在其间根据实际需要再增加相关功能。 总结阶段：2015年10月28日11月20日：测试实物得到一系列数据验证其可靠性和可行性，归纳出在设计中出现的问题及其解决方法，总结设计的优缺点，并了解其发展前景。主要参考文 献1 王磊.基于单片机的智能家庭安防系统的设计J.科技世界,2014(15):89-90.2 孙道明,司马云,吴会利,等.一种具有预警功能的家庭防火防盗系统P.中国专 利,CNA,2015-03-04.3 何浩华,周书民,汪志成,等.基于GSM的远程智能防火防盗报警系统设计J.时代农 机,2012(07):59-60+62.4 金亚玲,栗志远,张鹏宇.基于单片机的家庭智能防火防盗控制系统设计J.赤子(上中旬),2014(03):385-386.5 张毅刚,彭喜元.单片机原理与应用设计M.北京:电子工业出版社, 2008.6 谢卫华.基于单片机的家庭