论文总字数：21284字

摘 要

为了解决现代汽车工业急速发展带来的问题，汽车主动防碰撞安全技术作为智能交通系统的主要内容，在现代高效的交通管理体系中发挥着重要作用。其中，汽车安全预警系统有效地降低了碰撞事故的发生，减少了财产损失和人员伤亡。因此，预警系统的设计与应用具有十分重大的现实意义。

本次课题设计研究的是主动型汽车安全预警防撞系统，通过驾驶时车辆的自我监控来保障行驶状态。行车时用stm32f103系列单片机作为核心控制器，采用超声波模块和光耦传感器分别实现测速、测距的功能。超声波模块检测高电平返回时间来计算与前后车辆的实时距离，光耦传感器采集轮轴转动产生的脉冲信号来测量计算实时车速，汽车的实时信息从端口传输给LCD液晶屏显示以供驾驶员参考，而报警模块则起监察作用，当车速超过安全速度或车距小于安全距离时，相对应的警示灯亮，蜂鸣器报警，并且行驶车辆与前后车辆（或障碍物）相隔的距离越小，蜂鸣器报警频率越快，以此达到实时监察并自动警示驾驶人来防止碰撞产生的目的。

关键词：智能交通系统 安全距离 光耦传感器 超声波测速

Research on Early Warning System of Vehicle Safety Distance

Abstract

In order to solve the problems brought by the rapid development of modern automobile industry, the active anti-collision safety technology of automobile, as the main content of intelligent transportation system, plays an important role in modern efficient traffic management system. Among them, automobile safety early warning system effectively reduces the occurrence of collision accidents, property losses and casualties. Therefore, the design and application of early warning system is of great practical significance.

This project is designed to study the active vehicle safety early warning and anti-collision system. When driving, through the use of STM32F103 microcontroller as the core controller, the ultrasonic module and photocoupler sensor are used to realize the functions of speed measurement and distance measurement respectively. Ultrasound sensors emit high levels to measure the real-time distance from the vehicle in front of them by detecting the high-level return time and the speed of sound propagation. Photocoupler sensors collect the pulse signals generated by wheel axle rotation to measure and calculate the real-time speed. The driving state of the vehicle is transmitted from the port to LCD screen for driver's reference, while the alarm module plays a monitoring role when the speed of the vehicle is high. When the safety speed exceeds or the distance between vehicles is less than the safety distance, the corresponding warning lights are on and the buzzer alarms. The faster the speed and distance deviate from the warning value, the faster the buzzer alarms frequency, in order to achieve the purpose of automatic warning and warning drivers to prevent collision.

Key words: Intelligent Transportation System；Safe Distance；Photocoupler Sensor；Ultrasound Velocity Measurement

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 课题的提出及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.3 本文主要研究内容和解决思路 3

第二章 基于STM32F103单片机的硬件与传感器选择 4

2.1 STM32F103单片机简介 4

2.2 速度测量模块 4

2.2.1 测速传感器的性能与功能要求 5

2.2.2 测速传感器的选择及原理介绍 5

2.3 距离测量模块 6

2.3.1 几种测距方式的优劣比较 6

2.3.2 超声波测距传感器的工作原理 7

2.3.3 超声波测距传感器的选择及介绍 7

2.4 报警模块蜂鸣器的选择与介绍 8

第三章 行车安全预警系统的构建及硬件设计 10

3.1 主动预警系统的构建 10

3.1.1 主动预警系统的原理 10

3.1.2 预警系统设计的总体框架 10

3.2 预警系统的具体硬件设计 11

3.2.1 STM32F103RBT6单片机外围电路 11

3.2.2 速度测量模块设计 12

3.2.3 距离测量模块设计 13

3.2.4 显示模块设计 15

3.2.5 报警模块设计 15

3.3 本章小结 16

第四章 汽车安全预警系统软件设计 17

4.1主动预警系统软件设计流程 17

4.2程序设计 18

4.2.1车速测量程序 18

4.2.2车距测量程序 19

4.2.3显示屏显示程序 21

4.2.4报警程序 22

4.3实验测试结果及分析 24

4.4本章小结 26

第五章 汽车安全预警系统的仿真测试 27

5.1仿真测试 27

5.1.1Proteus仿真软件介绍 27

5.1.2测速模块仿真测试 27

5.1.3测距模块仿真测试 28

5.1.4报警模块仿真 30

5.2本章小结 31

第六章 总结与展望 32

6.1全文总结 32

6.2研究展望 32

致谢 33

参考文献 34

引言

课题的研究及意义

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