滨江学院
学年论文
题目电动车车速与蓄电池温度检测系统
院系自动控制系 专业测控技术与仪器 学生姓名孙仲
学号20102341027 指导教师孙伟 职称讲师
二Ｏ一三年十二月二日
电动车车速与蓄电池温度检测系统
孙仲
南京信息工程大学自动控制系，南京 210044
摘要：针对电动车蓄电池寿命短且速度过快的现象，通过实时监测电动车车速和蓄电池温度，解决车速过快和电池过热的问题。本设计以STC89C52单片机作为控制芯片，对温度传感器和超声波模块进行控制，从而实现对蓄电池温度与车速的检测。利用AltiumDesigner作为仿真软件，对电路和检测系统进行仿真和模拟。实验结果表明当蓄电池温度超过设定的最高值或者车速大于极限值时，检测系统会立即警报，能有效解决蓄电池寿命过短和车速过快的问题。
关键字：单片机；超声波；车速；蓄电池；温度
Detecton system of speed of electric bike and temperature of battery
SunZhong
Department of automatic control, Nanjing University of information science and technology,
Nanjing 210044
Abstract: Accordingto the question that the life of batteries is shor and the speed is too fast of electric bike,we check the speed of electric bike and temperature of battery realtime to restric the electric bike from overspeed prevent the battery from overheating. This design is based onSTC89C52 single-chip as control chip, and the goal of detecting the speed of electric bike and temperature of battery is achieved.By controlling stepper temperature sensor and Ultrasonic module. Using AltiumDesigner simulation software, the simulationsfor circuits and detection system are conducted. Experimental results show that the detection system can issue waring when the temperature of battery is higher than the maximum we set or speed is faster than threshold, and we can solve the problem that the life of battery is short and the speed is too fast.
Keywords: single-chip microprocessor;ultrasonic;speed of electric bike;battery;temperature
第一章 绪论
1.1引言
随着电动车的使用量日益加大，电动车车速和蓄电池寿命方面的研究从未停止过。但是就目前来看市场上绝大多数是电磁式和电子式模拟仪表或者说第一类仪表。如图1所示，这种现实不够准确而且不够直接。单片机在电子产品中的应用日趋广泛而且很多电子产品已经将单片机用于温度或者速度检测。这种以集成芯片为主的第二类仪表—数字式仪表,以数字化结果显示适用于快速响应和高精度要求。本文主要以其在电动车车速和蓄电池温度检测为例,对单片机在温度和速度检测中的使用做简单阐释。
图1电动车车速表
本设计测距部分采用的是超声波测距。超声波测距作为典型的非接触式测量方法，被广泛使用，如工业自动控制，建筑工程测量和机器人避障等。和其他方法如激光测距，微波测距等相比，由于超声波速度远小于光波和无线电波所以测量时间精度的要求没那么苛刻因而被广泛应用。
Altium Designer 是原来的Protel的软件开发公司Altium所推出的一体化电子产品开发系统[1]如下图2所示。主要运行在Windows系统中主要包括Windows XP和Win7两个系统，
这套开发系统将原理图设计，电路仿真，PCB绘制，拓扑逻辑自动布线，信号完整性分析等技术完美的结合在一起如下图3所示。为设计者和开发人员提供了全新的平台和解决方案。使设计变得轻松，熟练这套软件的使用必将使电路设计的效率和质量大幅提高。它除了融合Protel99se，DXP在内的先前版本的优点以外还进行了很多改进,增加了很多高端功能。拓宽了板级设计的界面并且整合了FPGA和SOPC设计的工能。当然正因如此其对电脑性能的要求也自然升高。当然其首屈一指的功能使得这款软件非常值得推广。
图2Altium软件
图3Altium运行界面
1.2课题研究目标与意义：
（1）研究目标：
1）进一步掌握51单片机的结构[2]和其引脚功能； 2）掌握DS18B20的温度测量功能和使用方法[3]； 3）掌握HC-SR04超声测速模块的使用方法； 4）进一步掌握单片机硬件和软件的综合设计方法。
5）提高单片机基础知识的综合应用能力，完成电路图和仿真设计。 6）调试相关模块，开发出电动车车速与蓄电池温度检测系统样机。 （2）研究意义
1）从技术层面讲，基于单片机的电动车车速与蓄电池温度检测系统能改善现有的电磁式测速装置反应慢，精度低，不稳定等方面问题，以数字化的形式将蓄电池温度实时显示出来。通过这样能有效提示驾驶者保证安全行驶速度。并且注意防止超负荷行驶导致蓄电池严重发热问题，从而延长蓄电池使用寿命。
2）从实际生活的角度看,当前属于数字化的时代。我们对高效率高自动化的环境充满渴望。人们对各种物理因数的测量也往高科技的方向不断迈进，而这其中对精度的要求自然越发的苛刻。单片机作为一种廉价的高速高精度的系统其前景自然不可小觑。而基于单片的温度和速度检测系统在电动车中的应用自然是合适不过。随着电动车需求与日俱增其取代自行车地位的趋势越来越明显。这里之所以对电动车车速和蓄电池温度进行测量是有多方面原因的，比如说车速过快本身很不安全，一旦发生事故，速度过快伤害也更大。还有就是长时间高速行驶蓄电池温度会很高，导致后果就是蓄电池寿命急剧减短。而蓄电池中使用了大量的含铅还有高腐蚀性的物质，其后期处理对环境的影响也是必须重视的。
在如今的数字化时代,人们对高度自动化智能化的设备需求越来越高[4]。而单片机控制系统以其不可多得的优势引领潮流,主要表现在其精度高，过载性好，控制方便，整机结构简单的特点已经广泛运用于现在的实际生产之中。尤其在重视速度、精度、稳定性、和需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场，单片机最受学者和企业的欢迎。基于单片机的测量控制系统作为现代化测控设备的重要组成部分，在今天以及将来都将具有广阔的发展前景。