电动车测速报警装置的实验设计

方路线，姜 亮，张 乐

（武汉工程大学，湖北 武汉 430073）

电动车作为一种轻便，快捷的交通工具而被广泛使用。由于超速而造成的电动车交通事故频频发生。该实验装置借助霍尔效应的原理，对电动车车轮的转速进行测量得到其行驶的速度，来实现电动车的速度测量、预警和报警。利用稳定性好、灵敏度高的开关型霍尔传感器设计了一款结构简单、成本低廉、节能环保的测速报警装置。根据在相关部门的要求电动车的最大速度为20km／h［1］，当速度达到在18km／h到19.9km／h之间的某个值时，单片机驱动语音预警模块并在液晶显示器上显示即将超速；当速度超过20km／h时，单片机驱动蜂鸣报警模块和限速模块，并在显示器上提示已经超速。普通速度时仅在显示器上显示当前的速度值。［1］

1 原理及相关设备

电动车测速报警装置结构框图如图1所示：

图1 整机工作流程图

1.1 基本原理

当单片机处理模块检测到n次脉冲电压用的时间T，可以算出车轮的角速度

由V＝Rω，可以得到T时间内车轮的线速度。

1.2 霍尔传感器的应用

关于霍尔传感器的使用［2－3］，如图2（a）所示，本装置为A44E开关型霍尔传感器的管脚图，（b）为霍尔传感器的典型接法。［5－6］

图2 霍尔传感器

2 信号的输出及液晶显示

2.1 信号的输出转换

将霍尔传感器及小磁钢如图3示意安装，霍尔传感器经由信号处理电路将会把检测到的有无磁场通过的信息转化为脉冲信号。［4］

图3 霍尔传感器的安装

2.2 信号的液晶显示

单片机对脉冲信号进行数值处理，对不同的数值进行判断使液晶工作在不同的状态：

（1）显示正常速度的值；

（2）显示当前速度值并提醒即将超速；

（3）显示当前超速的速度值并提醒超速；

（4）当停止转动时，不显示其速度，表示已停止前进；

（5）当车轮重新启动时，显示的速度为零，表示重新启动了装置。

3 单片机主程序代码

程序设计工作非常繁琐并且至关重要，经过多次调试和修改，本程序得以顺利执行。部分代码如下：

4 结 论

电动车因为方便、快捷和便宜的优势成为家喻户晓的交通工具。但是目前低安全系数的电动车给交通安全造成了巨大压力。实验设计的电动车测速报警装置是一款简单实用、节能环保的提高电动车安全系数的设备，在减轻交通压力、维护社会安全、提倡节能环保等方面都有着重要意义。

［1］ 颜中玉，吴合明.GB 7258－2004《机动车运行安全技术条件》介绍［J］.机械工业标准化与质量，2005（2）：16－18.

［2］ 刘畅生，寇宝明.霍尔传感器实用手册［M］.北京：中国电力出版社，2009（7）.

［3］ 张欣，陆申龙.新型霍尔传感器的特性及在测量与控制中的应用［J］.大学物理，2002（10）：28－29.

［4］ 胡瑞强，张毅刚等.单片机课程设计教学改革探讨［J］.实验科学与技术，2010（3）：46－48.

［5］ 杨春振.基于新型霍尔传感器的高精度直流隔离传送与检测［J］.大学物理实验，2012（3）：11－13.

［6］ 陈杰，刘国莺.霍尔线位移，传感器静态特性的研究［J］.大学物理实验，2012（2）：7－9.