汽车防碰撞系统的软件设计

朱立宗　姚志明　许凌志　潘克来

摘 要：随着国内外汽车越来越智能化、自动化的发展，单片机在汽车上的应用也越来越广泛，通过单片机在汽车上的应用，大大提高了行车的安全性、舒适性、可靠性和经济性。为了降低汽车的碰撞概率，提高汽车行驶的安全性，在安全系统方面、人工智能方面也要求越来越高。通过合理地设计防碰撞的软件系统，降低误警率、误判率。系统能够通过正面以及结合侧面的红外测障碍来判断下一步的工作方向，从而达到防碰撞的安全效果。这里对单片机在汽车行车安全中防碰撞的应用作简要综述。

关键词：单片机 安全性 防碰撞

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）07（a）-0021-02

单片机对于现代汽车越来越重要，广泛用于汽车的各个方面，并与各个部件融合在一起，发挥出更大的效能。当然这也引发一些隐患，如车速的提高，以及来自外部环境的影响，很容易发生交通事故，而这个防碰撞系统的软件设计就是采用红外、超声波、纳米波等雷达来检测外部环境，反馈、分析、判断、帮助辅助驾驶员做出更好的判断，减少交通事故的发生。

1 系统设计及原理

该系统采用超声波测量前方的相对距离，当有音波传回时，说明前方有障碍物并判断前方物体时有无运动，若有运动，则它的运动的方向与本车同向还是反向，从而进行警报、自动制动以及自动转向，而转向前还要通过侧面红外线监测侧面是否有障碍物，再进行转向与否。系统最主要在于超声波测距测速，STC89C52单片机对信息的处理反馈判断。测速与测距是根据波的反射原理，利用波的收发以及收发的时间差来测距与测速。波是直線传播的，向一个方向发射，可以检测前方有无障碍物。当然超声波的传递会受到外界的影响，不过可以忽略不计，按照在20 ℃，干燥，无风的环境，声波以340 m/s的速度来计算。当有回波时，记录收发的时间差，采集本车的速度，后进行计算、判断、处理反馈显示到显示屏上，以及是否要进行制动、自动转向，必要时还要进行紧急警报。系统的大体结构图如图1所示。

2 程序设计

当车辆启动后，系统将STC89C52单片机、LCD12864显示器等进行初始化，然后系统的超声波，各项传感器等开始工作，采集所有数据并比较，当车辆处于危险状态，系统就发出警报提醒驾驶员进行制动，车辆进入安全行驶状况后就解除报警。若发现驾驶员没有任何转向或制动行为，系统将进行控制辅助制动及转向，避免事故的发生。主流程序如图2所示。

启动车辆后，系统就进行采集、计算、分析及处理。当车辆前方有障碍物时，超声波对其进行检测并反馈到单片机中，计算出两者间的距离，在与系统中设定的距离S1（20 cm）进行比较，还要调用本车的实际车速与设定的车速V1（15 km/h）进行比较。当S>S1、VV1时，车辆有危险，系统要进行紧急报警、辅助制动及转向。

在距离、障碍物速度、方向检测中，系统会先关闭中断定时器，后发射超声波信号，当有回波时，系统开启中断，并启动定时器，当有结果之后，就进行计算，第一个先数出两者间的距离，有第二次回波后，结合两次以及本车车速，计算障碍物的速度，将它们套入同向与反向的方式中，判断方向。程序流程图如图3所示。

3 结语

该设计系统与之前的进行对比，其优点主要在能够检测前方障碍物无论运动与否，能够判断出车辆处在危险还是安全状态中，并且有自主制动，转向的功能，可以有效地保证车辆的安全。而显示器上把车速以及与前方障碍物的距离显示出来，让驾驶员更加直观地了解车辆的状态，达到实用的效果。同时也充分考虑系统的可行性与工作性能，采用超声波雷达来达到测距的目的，近距离报警，安全距离内刹车转向的功能，能对汽车起到安全保护。

参考文献

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