高速公路交通系統在我國的興起，正改變著我國陸上交通的格局。然而近年來，道路交通安全形勢越來越嚴峻，交通事故給家庭、集體和國家都帶來了巨大的損失，已成為世界性的嚴重問題。這其中自高速公路投入使用以來，事故頻發，已嚴重影響人們對使用高速公路的信心，據有關統計資料表明，在眾多的高速公路交通事故中，追尾碰撞引起的事故占最多數，特別是夜間長時間駕駛會導致司機判斷力失常，后方車輛司機只是根據前方車輛的尾燈來判斷它的存在，忽略了對于與前方車輛應保持的安全距離。

　　摘 要：通過對高速公路追尾碰撞事故原因的分析，提出了通過固定于車身頭部與尾部的強磁鐵產生磁場，使前后兩車之間通過排斥力減緩沖力，避免汽車追尾的原理，確定了汽車防追尾系統的設計方案。整個系統由單片機為控制核心，設計了由測距模塊、驅動控制模塊、人機接口和磁鐵模塊等組成的汽車防追尾系統設計。程序用匯編語言進行編程，而且指令執行也更簡單快速。

　　關鍵詞：車輛論文范文,單片機,強磁鐵,經濟型,防追尾

　　引言

　　而這時車速往往很快，只要前方車輛稍微出現減速或剎車的情況，后面的車輛已來不及反應，就會釀成嚴重的追尾事故。大霧天氣也可能誘發追尾事故。很明顯，如果能夠有效地控制追尾事故的發生，那么將大大改善現今的交通狀況，減少傷亡，同時，也給公安交通工作帶來極大的便利!因此開發一種實用經濟的主動型防追尾安全裝置具有十分重要的現實意義。

　　1 系統構成

　　系統主要有測距模塊、驅動控制模塊、人機接口和磁鐵模塊等組成，系統框圖如圖1所示：在系統中，最主要的就是兩車之間的相對距離，因此，一般情況下在汽車防撞將兩車之間的距離作為檢測的主要對象。

　　圖1 系統框圖

　　2 硬件設計

　　本設計著力從經濟型、家庭普及適用性角度，具有自動行車安全距離檢測(30～50m)、防碰撞防追尾自動警示等實用功能的防撞主動防追尾電子裝置。

　　汽車主動式防撞裝置實際上是一個單片機系統，主要包括單片機的主控系統、電源系統、信號采集系統及顯示系統等部分。在數字控制系統中，單片機是主要的智能單元，控制方案通過軟件來實現，利用單片機內部的程序存儲器和數據存儲器存儲程序和數據參數。

　　2.1 單片機的選擇

　　系統采用與Inte]公司生產的MCS-51完全兼容的AT89C52單片機。AT89C52是一個低功耗，高性能的CMOS 8位單片機，片內包含8KBytes ISP(In System Programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，該元件采用Atmel公司的高精度、非易失性存儲技術制造而成，兼容標準的MCS-51指令系統以及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。具有如下的標準功能： 8k字節Flash，512字節RAM，32位I/O口線，內置4KB EEPROM，MAX810復位電路，三個16位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口。另外 AT89C52可以降至0Hz靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式�？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續進行工作。在掉電保護方式下，RAM的內容被保存下來，振蕩器被凍結，單片機的一切工作也停止下來，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率 35Mhz，6T/12T可選。

　　2.2 單片機系統設計

　　硬件設計的核心是單片微型計算機芯片AT89C52.系統主控單元如圖2所示。

　　圖2 單片機系統電路圖

　　AT89C52單片機的特點如下：

　　・靈活的ISP在線系統編程。只需要一條ISP下載線就可以直接把PC上編譯好的程序寫到單片機和程序存儲器中，不需要購買仿真器、芯片適配器等設備。

　　・32個可編程的I/O口線。提供了豐富的I/O口資源。

　　・6個中斷源。

　　・3個16位定時/計數器。

　　・256字節內部RAM。

　　・全雙工串行UART通道。

　　・1000次可重復擦寫周期。

　　・引腳功能說明如下：

　　・輸入/輸出引腳(I/O口線)

　　P0.0～P0.7：P0口8位雙向I/O口，占39～32腳;

　　P1.0～P1.7：P1口8位準雙向I/O口，占1～8腳;

　　P2.0～P2.7：P2口8位準雙向I/O口，占21～28腳;

　　P3.0～P3.7：P3口8位準雙向I/O口，占10～17腳;

　　・控制口線

　　PSEN(29腳)：外部程序存儲器讀選通信號。

　　ALE/PROG(30腳)：地址鎖存允許/編程信號。

　　EA/VPP(31腳)：外部程序存儲器地址允許/固化編程電壓輸入端。

　　RST/VPD(9腳)：RST是復位信號輸入端，VPD是備用電源輸入端。

　　・電源及其它

　　Vcc(40腳)：電源端+5V。

　　GND(20腳)：接地端。

　　XTALl、XTAL2(19～18腳)：時鐘電路引腳。當使用內部時鐘時，這兩個引腳端外接石英晶體和微調電容。當使用外部時鐘時，用于外接外部時鐘源。

　　2.3 超聲模塊

　　在城市擁擠路面上，很多駕駛員都會關閉安全系統，這時系統的雷達測距功能就被浪費了。因此本設計采用超聲波模塊。超聲波是一種聲波，具有聲波的所有基本物理特性如：反射、折射等，超聲波測距也是利用其反射特性，發射模塊發射出某一頻率的超聲波，遇到目標后反射回來，接收模塊接收到反射信號，通過發射波和反射波的時間差，用聲速乘以時間差的1/2即可求出目標距離。 　　人機接口包括按鍵和液晶顯示。測距模塊將超聲波信號經過計算得出相對距離信號送給單片機，單片機經分析判斷發出聲光報警，駕駛員也可以通過顯示器來調整安全距離。

　　如圖3所示，本裝置置于汽車駕駛座后臺，可用于提醒后車司機注意與本車保持距離防止追尾。將傳感器面朝后車，當與本車距離小于安全距離時，前車尾部將開啟磁鐵系統，增大前后車距離，以此達到主動防止被動追尾的效果。

　　圖3 超聲測距原理圖

　　2.4 磁鐵系統

　　本系統由隔離裝置、強磁鐵、屏蔽罩構成;隔離裝置將車身內部零件與強磁鐵產生的磁場相隔離;強磁鐵固定在隔離裝置表面并分布在車身頭部與尾部，在前車尾部加載可動磁力盒，可實現90度的旋轉(通過程序實現)，在后車前端固定同樣的磁力盒。兩個磁力盒位置應相對。

　　a.兩車距離處于安全距離時，兩個磁力盒不正對。

　　b.當后車距離前車的距離超出安全距離時，前車尾部的超聲波測距模塊可將信號傳輸給CPU，CPU通過控制與可動磁力盒相連的電機帶動磁力盒轉動，使前后兩車磁力盒同極相對，此時于前車尾部與后車頭部的強磁鐵產生磁場，使前后兩車之間通過排斥力減緩沖力，主動避免后車追尾，緩解交通壓力。此系統設計提供一種結構簡單、性能可靠、成本低廉的防止汽車追尾裝置。

　　2.5 總PCB圖

　　圖4 總PCB圖

　　3 軟件流程圖

　　本系統的程序軟件總體包括：人一機接口程序，測距系統設計、人一機接口。測量執行系統包括數據處理程序。軟件流程圖結構圖如圖5所示。

　　圖5 軟件流程圖

　　4 結束語

　　根據試驗結果歸納如下：

　　4.1 能夠很好地把握行駛中或停車時的車間距。因為人的眼睛是有誤差的，因此，即使規定了車間距離，也會產生30%以上的誤差。而此裝置可以幫助人們提高掌握車間距的精確程度。

　　4.2 車輛接近將要發生危險時啟動磁鐵系統，通過控制與可動磁力盒相連的電機帶動磁力盒轉動，使前后兩車磁力盒同極相對，此時于前車尾部與后車頭部的強磁鐵產生磁場，使前后兩車之間通過排斥力減緩沖力，主動避免后車追尾。

　　4.3 精神方面的支柱。由于能主動避免后車追尾，因此駕駛員有一種安全感，緊張狀態緩和，注意力分配均勻，駕駛起來很沉著。

　　由于該裝置是一種結構簡單、性能可靠、成本低廉的主動式防撞系統，可以有效地防止汽車追尾碰撞事故的發生，該系統在汽車領域的應用將會相當流行，所能帶來的經濟效益和社會效與益將會相當可觀。

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