河南理工大学毕业设计（论文）说明书
第一章 绪论
1.1设计目的和意义
随着现代社会公路建设的迅猛发展和汽车制造水平的不断提高，汽车的行驶速度在不断提高。在高速行驶状态下，恶劣的天气条件和来自驾驶员的不确定因素随时都可能引发恶性交通事故。几乎每一分钟都有交通事故的发生，每一分钟都有人员的伤亡，每一分钟都有财产的损失。交通事故已经成为了现代社会生活的重要话题，时刻威胁着我们的生命财产安全。预防交通事故是我们每一个人的责任和义务。据统计，以高速公路为例，追尾事故占交通事故总数的六成以上。
本系统的目的就是利用现代电子技术来实现汽车驾驶的安全化，同时又尽量不影响公路的通行效率。
1.2设计内容
本系统的设计旨在提高汽车在运行过程中遇到危险情况时的自动处理能力，它集汽车测速，车距测量，紧急情况报警与自动处理等功能于一体，具有高度智能化、灵敏度高、反应速度快，控制距离远的特点，特别适合当今社会的需要。
本文在理论方面对引起超声测距误差的原因进行了深入分析，同时对超声测距实际方案也做了研究，在此基础上，开发出以STC89C52单片机为核心，采用4OKHZ压电超声传感器的超声测距仪。具有电路简单，集成度高，体积小，功耗低、测量精度及灵敏度高、测量距离广、价格低廉、开发周期短、调试方便等优点，适合非接触测距的广泛应用。具体功能表现为，当汽车进入非安全距离时，系统会自动做出相应的减速处理并提示驾驶员要小心，而当车再次进入紧急危险区时，系统则会自动报警并紧急刹车以免发生事故。通过设置合适的参数值，此系统可以在保证安全的情况下，尽可能的保持道路较高的通行效率，服务于人们的日常生活。
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第二章 系统设计
2.1行车安全距离的概念
在高速公路上行车的理想交通条件是在同一车道上，同向行驶的车辆，均是单一的小客车，以相同的速度、连续不断的行驶，各车辆之间保持着一定的车头间距，构成了一种稳定的交通流。如果跟随车辆的车头间距过小，则容易发生汽车追尾碰撞事故;如果车头间距过大，又会影响道路的通行能力。所谓行车安全距离就是指在同一车道上，同向行驶前后两车间的距离(后车车头与前车车尾之间的距离)，保持既不发生汽车追尾事故，又不降低通行能力的适当距离。
2.2系统设计的总思想
我们设计的这套系统正是利用电子电路的快速、高灵敏性直接控制汽车以尽量排除人为的反应速度及应急处理慢等一些不确定因素给行车驾驶带来的安全隐患。本系统利用现在广泛应用的具有测量范围广、距离大等特点的超声波收发装置来实现距离的测量，这特别有助于处理交通比较繁忙的情况。
运动模型如图2-1所示：
S1 S2 t 图2-1运动模型
1）超声波的产生
本设计由555定时器组成多谐振荡器，产生40KHZ频率的方波，由3脚输出，单
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片机控制脉冲的发生，当P2.3输出低电平时，Q1截止则超声波发射；当P2.3输出高电平时，Q2导通超声波不发射。 2）超声波测距测速
第一次超声波发射：
超声波发射同时中断计时开始 所用时间为t1 超声波接收同时超声波中断计时结束 距离S1=vt1/2=340* t1*10-3/2
第二次超声波发射：
超声波发射同时开始中断计时 所用时间为t2 超声波接收同时结束中断计时 距离S2=vt2/2?? =340* t2*10-3/2
设第一次发射与第二次发射的时间间隔为ta=1s，则
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（S1-S2）/ta=V相对 (2-1)
3）控制与报警
（1）当S1-S2<0时，绝对安全，指示灯绿灯亮
（2）当S1-S2>0时，引入安全系数这个参数，令安全系数为W=S2/V相对，通过汽车行驶时安全距离与安全速度的查询，得到如下参考数据如表2-1所示：
表2-1参考数据
安全距离/S 安全速度/V
高速路 150 m 120 km/h
普通路 20 m 30km/h
高速路上安全系数为：W1=S/V=150m/120km/h=4.5 普通路上安全系数为：W2=S/V=20m/30km/h≈1.7
则
当W>4.5时，无危险，绿灯亮 当1.5 4）软件功能 C语言编写程序，实现超声波控制、车距的计算以及车速的控制等功能，例如当计算的安全系数在相应的范围内，通过程序分析由单片机输出相应的数字信号，再由DAC0808数模转换芯片将数字信号转换成模拟信号，经过放大达到相应的压值来控制车是减速还是刹车。 2.3 设计方框图 模拟系统控制核心由两块单片机组成，其中一块用于不断采样从超声波模块所获取的周边交通状况的信息并迅速计算距离以得出自己所处的状态，同时显示距离和速度及发出提示报警信息；另一块单片机则通过串口通信获取上一个系统的所计算出的状态来控制发动机的速度从而达到控制车速、有效地防止汽车追尾的目的。 系统一 4 河南理工大学毕业设计（论文）说明书 传送车间距离给系统二 接收超声波 主控制芯片1 显示距离 发射超声波 显示速度 图2-2 信息采样系统 系统二 接收系统一的数据主控芯片2 声光报警 控制车的速度 图2-3车速控制系统 5