设计撰写题目智能化电机车防撞仪

智能化电机车防撞仪设 性及高效性提出了更高的要求。本从实际需求出发，根据工厂实际情况入手，设计：防撞，单片机，传感器Anti-collisiondevicedesignon ligent Withthedevelopmentofscienceandtechnology,allkindsof otivestechnologyandworkingvelocityhavebeenimproved,especiallyinhigh-speedrail,ithasreachedaveryhighlevel,butatthesametime,varioustypesofcollisionalsooccurred.Thus,therearehigherrequirementsatthe otives’reliability,securityandperformance.Inthispaper,startingfromtheactualdemand,accordingtotheactualsituationofthefactory,westartdesigninganinligentmotorvehiclecollisioninstrument.Inmypaper,webuildthehardwareandsoftwaredevelopmentwork.Itmeasuredthedistancebetweenthetwo otivesofthesametrackbylaserdistancesensor,thentheencoderontheaxlemeasurethespeed.Asignalissenttothemicrocontroller,themicrocontrollertoprocessthedataandmakealarm,emergencystopcommand.Finally,itisalsoverifiedbyexperimentmodel.Experimentalmodel,whichissimilartotherangeofultrasonicsensorintheory,infraredtubeoverweightdiskspeed,signalbySCMprocessing,combinedwithotherauxiliarycircuit,runningingoodcondition,cangiveanalarmstopcommandtoverifythefeasibledesign.Thedesignofamicrocontrollercore,throughexperimentalverificationwithstableoperationandthebasicrealizationoftheintendedfunction,theoverallsystemdesignisreasonable.Moreover,withlowcost,highaccuracy,fullfunction,soitowngoodprospects. Anti-collision 目绪 引 课题研究目 国内外研究概况及发展趋 国外研究情 国内研究现 课题的研究办 课题的研究内 硬件系统的搭 搭建硬件系统的原 电机车智能防撞系统的工作原 系统框架搭 单片机的选 测距传感器的选 测距传感器的比 DLS-A30激光测距传感器的特点及应 DLS-A30激光传感器与单片机的连 通讯接口设 速度传感器的选 旋转编的分 旋转编的输出信 差分转换电路的设 光耦合 六路特触发反相器 四倍频电 复位电路及看门 输出控制电 LCD显示 系统软件程序设 软件设计概 软件设计语言的确 Arduino程序设计基 Arduino开发环 系统功能模块化设 程序设计的通用问 任务....................................................................................................长任务的安 系统功能的实 系统可靠性及设 硬件系统的设 软件系统的设 智能防撞模型设 模型的工作原 超声波传感 基本工作原 主要参 实物及连 速度传感 电机驱 功放电 蓝牙无线传 模型硬件搭 模型演 总 致 参考文 附 附录 附录 附录 附录 在运营调整恢复中，7点左右，两辆列车发生了侧面碰撞事故；2011723日晚8时30分05秒，甬温线浙江省温州市瓯江特大桥上，由南站开往福州站的D301次列车由后方与杭州站开往福州南站的D3115次列车发生同向动车组列车追尾事故，后车D301次四节车厢从桥上坠下。造成40人、172人受伤，中断行车32小时35分，相撞，造成1人，92人受伤；2015年5月4日，墨西哥城当日发生两列地铁列车12人受伤。因此，全世界都关注着车辆防撞技术，并加大投入，对车AEB单2008EyeSight行车安全辅助系统，它能警示及在使用的eyesightv2系统中，EyeSight实现了对自行车及行人等目标的识别与合各传感器和电路进行设计和研究。编，用Pro设计原理图，在板上焊好电路，进行编程验证。然后结合模型及⑵信号输入单元能车距，车速等信号，实时发送至微控制中心，做出分析处⑶能根据实际情况，做出显示，提示停车，强制停车等工作1.152154311.2521.152154311.2521741⑴搭建硬件系统时，系统的扩展和配置的水平不仅需要满足所必需的功能要用法。这样能够使系统标准化，模型化，为系统的和改进升级提供便利；⑶硬件系统的搭建应该和软件系统的设计一并考虑，硬件结构与软件系统会相互可以减少编程量，使程序更加清晰，合理，简单，减轻CPU负担，加快处理速度；⑸适当添加一些硬件部分，增强系统稳定性及能力。例如电源可以稳压，⑹单片机外接较多电路时，要考虑其驱动能力，若驱动能力不足，则需增强总线到相对速度。同时在LCD显示速度和距离。然后以算得的相对速度作为基准，根据已知的距离和停车距离参数进行对比：如果两车之间的距离小于距离，系统控制硬件本系统的微处理器是ATMEL公司的ATMEGA328，距离测量单元是DIMETIX公司的DLS-A30激光测距传感器，速度测量单元是光洋公司的KOYOTRD-J1000-RZ型增量式旋转编，再结合功能能扩展的电路及其接口电路，实编编2.1I/O接口，过多，则浪费单片机资源；过少，则不能满足⑶可开发性：选用的单片机要有适用的开发，如程序开发工具、仿真调综上考虑，本硬件系统选择以ATMEL公司的ATMEGA328为的Arduino:7V⑸模拟输入脚：6Flash大小：32KSRAM大小：2KEEPROM大小:1K⑾时钟频率I2C总线接口/①8K/16K字节的Flash,支持自擦写功512字节EEPROM和512字节SRAM16UFlash容量②Boot-LoaderUSB4USB④最大工作频率是16MHz。ArduinoC51等传统单片机具有很多优势，它完全不需要了解内部结构和寄存器设置，只需要知道各个端口的作用即可。Arduino语言也只需掌握几个指令即可，而且指令的可读性强，其他部分都用C语言编写。Arduino完全开源，软硬件完全开放，技术不做任何保留，所以，DIYI/O设备都容易买到，2.2ArduinoUnoR3一项表明:在情况下,如能提前给驾驶员0.5秒的反应时间,就至少可以世界各国对发汽车防撞技术的发展研究投人了大量的人力、物力与财力,而这一技术的关键通过在于车辆测距，提前预测,所以现在汽车上安装了各种测距装置,通过或自动进行某项预定操作,以避免由于驾驶员疲劳、疏忽、误判所造成的各项交通事故。 图2.3⑵测距：测距和超声波测距类似，是利用目标对所发出的电磁波进行反CCD机是用来模拟人眼的一种光电探测器,它具有小尺寸、轻质量、低噪声、大动被广泛应用于汽车行业。在汽车上常常使用于后视系统中,用来辅助驾驶员获得后视死角信息,以避免撞物。DLS-A30⑴DLS-A30激光传感器②③串行接口：RS232和RS422⑤IP65级防护⑦一次测量耗时约激光传感器通信参量设置(sNbr+y)N:仪器编码（0-y:波特率，数据位，校验位设置，详见表zzz表2.1%%08N67E18N77E28N88N37E97E47E8N57E7E②测距N:仪器编号（0-出错:zzz③打开激光N:仪器编号（0-zzz

N:仪器编号（0-zzz⑤停止/清除指令N:仪器编号（0-zzz⑥开始缓冲定。如果取样时间设置为0，则以最快的速度进量，每次发送指令，都是仪器N：仪器编码（0- 取样时间，单位10ms，（如果设置为零，则为最大测量频率zzz⑦缓冲N：仪器编码（0-xxxxxxxx距离，单位1/10mm 0：自从上次sNq指令后无1：上次sNq指令后有新的测量值，没有覆zzz错误代码DLS-A30单片机与激光传感器之间通过RS232串口连接，连接电路如图2.4A22是专门用来转换S22S32而且只需要V的电压供电即可。X32内部含有和驱动器的S22电平转换，还有一个电源电压变换器，专门用来把5的输入电源变成电平输出所需要的0脉冲信号以数字量形式输出（REP。按工作原理，可分为增量式旋转编和绝对式的特性、数据的可靠性大大提高了[2]旋转编的输出信本系统选用如本东洋公司的KOYOTRD-J1000-RZ型增量式旋转编。它的主要本硬件系统中双差分驱动器DS8820声抑制的效果。D820双差分线驱动器内部拥有两个相互独立的数字式驱动器,它的工作电压为5V0。图 DS8820引脚光耦合器（OC）亦称光器，简称光耦。它是以光作为媒介来传输电信号。（LED①②③转换速率高达④扇出系数为⑤六路特触发反相器本系统采用德州仪器公司的SN74LS14反相器。其供电电压是+5V⑴数字化微分电路：4路微分信号脉宽由主频周期决定，因此，是一致的，而且可图2.8QA740210引脚由于ArduinoUNOR3开发板自带复位电路和WDT看门狗，所以直接编程使用即可 图2.9及LED电路图LCD (a)实物 (b)连线的能力，在软件上也要有相应的能力。Arduino编程语言就是以C语言为基础，而且还将它变得更加亲民，使用更加简便。Arduino程序设计基⑴Arduino程序的基本voidsetup(voidloop(若要使（OUTPUT”“（INPT）”模式。uArduino的每个数字和模拟引脚都可以输出高电位或低电位，指令是⑷从不停歇的Arduino开发环在arduino.cc官网。开发环境界面如下图3.1所示图3.1Arduino软件是否 否是否是图3.2delay（；硬件系统的设板的质量对能力影响非常大。印刷电路板设计通常有以下原则：在每个集成的Vcc和GND之间最好也跨接一个0.01~0.1μF的陶瓷电容。对抗噪能力软件系统的设看门狗定时器（WDT，WatchDogTimer）实际上就是一个计数器，一般给看门狗作为AVR单片机，Arduino自带看门狗，使用也极其简①头文件#include②初始化时调用看门狗初始化wdt_enable(WDTO_8SWDTO_8S是定义自头文件的常量，用于设置看门狗触发时间，此处指的是8S。不同单片机支持常数有所区别。表4.1中timeout可使用的常量1看门狗定时器15ms2看门狗定时器30ms3看门狗定时器60ms4看门狗定时器120ms5看门狗定时器250ms6看门狗定时器500ms7看门狗定时器1s8看门狗定时器2S9看门狗定时器4S看门狗定时器8SArduinoUNOShield时，系统控制部分发出信号，控制喇叭及LED灯，并显示ArduinoUNOShield图5.1到3mm；模块包括超声波、与控制电路。⑴工作电流与电压：15mA、⑶感测角度：不大于如图5.2，VCC供5VGND为地线，TRIG触发控制信号输入，ECHO回响10us

晰干净、无抖动的数字电压信号，单片机可以，能准确测量出码盘速度。 (a)光电传感器原理 (b)码图5.5图5.6动2路直流电机，使能端ENA、ENB为高电平时有效，控制方式及直流电机状态表如表5.10XX100101110111本模型无需实现功能，而且受I/O接口数量影响，不能控制电机的正反转，直接将IN1,IN2借口分别给高电平和低电平，直接通过ENA，ENB接口给控制速度图 组成一个功放电路(如图5.8)，A1口输出。图5.8及功放电路原理为了方便调试及控制，使用蓝牙串口模块进行信号传输及程序。HC-06是一款图5.9蓝牙串口模块HC-图5.10本模型依旧以ArduinoUNOR3为，为方便接线扩展，使用shieldV5扩展版，小车模型买来组装好，再把各个模块布局好，按设计好的电路连线，LED及其不能直图5.11 图5.12过自定义的设计参数表（表5.2），判断继续前进还是或停车，并在上位机显示表（波当给定一个速度（150），车子开始启动前进，当前方物（墙壁）的距离小 图5.13模型演示图⑴开放先进的Arduino平台，比C51等传统单片机更容易使用且功能更为强⑶Arduino本身设计有复位电路和电子狗，能使系统更加稳感谢老师对我在激光传感器方面的指导，让我在编程遇到瓶颈时能够顺利的突破。还要感谢、李炳伸等同学对我的帮助，让我在毕设中少走弯路。最后感谢各位答辩老师对我的指导，所存在的问题，让我及时修正。张承畅.高速公路汽车防撞研究[D].重庆：重庆大学王文.基于平台罗经的稳定平台控制系统研究[D].：电子科技大学.基于工控机的高可靠光耦合器测试仪的研制[D].：交通大学.基于ARM的开关磁阻电机驱动系统设计[D].镇江：江苏科技大学萧钧元.大型养路机械安全防撞设计验证模型研究[R].西安：西安交通大学肖.智能化电机车防撞仪设计[D].长沙：湖南[9].全光网络组网技术的研究与应用[D].：复旦大学[10]，王劲松，.Pro 孙骏荣，，卢聪勇.Arduino一试就上手[M].：科学2009，陈勇，黄席樾，杨尚罡 汽车防撞系统的研究与发展[J].计算机仿真2006,12,239-过磊.基于AT89S52的多功能循迹机器人设计[J].设计与研究，2014,11，83-附录/*智能化电机车防撞仪设计 LiquidCrystal //初始化LCD扩展库#definepinA //编A接2号引脚，中断#definepinB /*定义LED灯管脚int int //正常工作指int int //停车指示floatlongcount int interror_count=0; intm=0;intk=0;intintchar byte char /*电机车停车距离表/*进制转换，二进制转换为十进制/*voidBinary_to_Decimal(int{return/*缓冲void{{while{}}}/*激光传感器通信参量设置void{}/*清除激光缓存void{}/*打开激光void{}/*关闭激光void{}/*开始缓冲void{}/*缓冲void{}/*温度测量void{for(intj=11;j>=4;j--)}/*速度测量void{/*此处不知车轮等参数，故仅是一个测试值}/*正常行驶指示灯void{}/*指示灯void{}/*停车指示灯void{}/*LED初始化void{}/*系统及硬件初始化void{{ } //初始化串行端口，速率attachInterrupt(1,countB,FALLING); { //初始化失败，} MsTimer2::set(1000,SPEED); //中断设置函数，每1s进入一次中断 }void{{ for(intj=11;j>=4;j //距离值的数值单位为distance+=(data[j]*pow(2,(11- {{ }}{} }/*中断0调用函数void{if((millis()-time)>3) count++;time=}/*中断1调用函数void{if((millis()-time)>3) count--;time=}附录/*智能化电机车防撞仪模型设计 #defineValue #defineU_LEFT //左侧U型测速模块为2#defineU_RIGHT //右侧U型测速模块为3#defineSERVO #defineMOTOR_R_F10 #defineTRIG_PIN7 #defineECHO_PIN #defineFILTER_N SoftwareSerialBT(0,1); SoftwareSerialBT1(A4,A5);SR04Servointr_wheel=0; intl_wheel=0;floatr_velocity=0; floatl_velocity=0;longdistance; intval=0;intspeed_l_f=0; intspeed_l_b=0;intspeed_r_f=0;intbyteON=0;intFilter_Value; intspeed1=0;intspeed2=0;intspeed3=0;intspeed4=0;booleans=0;floatvelocity(int{//(n/20)装的圈数,直径是//速度的计算应该为 即floatvel=Value*n;returnvel;}void{int intaverage_speed;/*BT.print(l_wheel);BT.print("");/*BT1.print("SPEED=");r_wheel=0;l_wheel=}/*限幅滤波法（又