CN105383298A - 一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，属于机动车安全领域。本发明包括霍尔传感器、信号接收电路、单片机控制模块、按键电路、汽车蓄电池、汽车导航、报警装置、定时器、显示电路、限速装置；所述霍尔传感器安装在汽车曲轴前端并与信号接收电路连接，信号接收电路与单片机控制模块连接，单片机控制模块分别与按键电路、汽车蓄电池、汽车导航、报警装置、定时器、显示电路连接，汽车蓄电池分别与霍尔传感器、单片机控制模块、显示电路连接，报警装置与定时器连接，定时器与限速装置连接。本发明结构简单、成本低廉、可以智能识别路段的速度信息以做到超速时及时报警。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，属于机动车安全领域。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，人们的生活水平也在不断地提高，私家车已经走进了千家万户，成为了人们出行的主要工具，然而在高速路段上，大多数私家车司机，由于对汽车的掌握程度不是特别好，车辆往往根据自己的喜好随意提速、超速行驶，使其稳定性与安全性大大降低。一旦出现紧急情况，往往会导致车毁人亡的重大交通事故的发生。这种高速路汽车超速报警及智能限速装置，可以在驾驶员超速行驶时提供及时的声光报警，提示司机已经超越安全行驶时速，并且启动限速装置，智能减小油量的输送，从而限制车辆的行驶时速。
本发明的结构简单、操作灵活、成本低廉、环保耐用、报警灵敏，在汽车超速行驶时，可以有效提醒司机并控制车速，使驾驶员安全行驶。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，以用来解决高速路段的汽车超速问题。
本发明的技术方案是：一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，包括霍尔传感器2、信号接收电路3、单片机控制模块4、按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10、限速装置11；
所述霍尔传感器2安装在汽车曲轴前端1并与信号接收电路3连接，信号接收电路3与单片机控制模块4连接，单片机控制模块4分别与按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10连接，汽车蓄电池6分别与霍尔传感器2、单片机控制模块4、显示电路10连接，报警装置8与定时器9连接，定时器9与限速装置11连接。
所述限速装置11包括：电子节气门控制装置12、节气门位置传感器13、节气门14、步进电机15、节气门控制螺旋杆23；其中，定时器9与电子节气门控制装置12相连接，电子节气门控制装置12与步进电机15相连接，步进电机15与节气门控制螺旋杆23相连接，节气门控制螺旋杆23与节气门14相连接，节气门14与节气门位置传感器13相连接，节气门位置传感器13分别与电子节气门控制装置12、步进电机15连接。
所述霍尔传感器2包括：电感线圈16、传动轴17、永磁铁18、震荡弹簧19、软铁20、硅霍尔片21、信号传输线22；其中，电感线圈16固定在永磁铁18的底部，传动轴17与永磁铁18相连接，震荡弹簧19一端与软铁20连接，震荡弹簧19另一端固定在传感器内部，硅霍尔片21与信号传输线22连接。
所述信号接收电路3包括：稳压器、运算放大器Op1、Op2、Op3、Op4，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，电容C1、C2，二极管D1、D2，三极管Q1，施密特触发器芯片CD40160；其中，电阻R1与稳压器相连接，接到霍尔传感器5的硅霍尔片21上，霍尔传感器2的信号输出线22与电阻R2、R3连接，运算放大器Op1正极与电阻R2相连接，电容C1一端接到运算放大器Op1的输出端，电容C1另一端接到运算放大器Op1的负极，电阻R4一端接到Op1的输出端，电阻R4另一端接到运算放大器Op1的负极，电阻R3接到运算放大器Op2的正极，电容C2一端接到运算放大器Op2的输出端，电容C2另一端接到Op2的负极，电阻R6一端接到运算放大器Op2的输出端，电阻R6另一端接到运算放大器Op2的负极，电阻R4、R5、R6、R7串联接到了可变电阻R9上，电阻R8、R9、R10串联在一起，电阻R11、R12与电阻R9并联，同时R11，R12串联接地，电阻R13接到运算放大器Op3的正极，电阻R16接在运算放大器Op3的负极并接地，电阻R14、R15分别接在运算放大器Op3的输出端与正极之间，二极管D1阳极接到运算放大器Op3的输出端，二极管D1阴极接到运算放大器Op3的正极，二极管D2的阳极接电阻R17，二极管D2阴极接运算放大器Op3的输出端，电阻R17接到运算放大器Op4的正极，电阻R18接到运算放大器Op4的正极和输出端之间，施密特触发器芯片CD40160接到运算放大器Op4的输出端，电阻R20一端接到施密特触发器芯片CD40160的输出端，电阻R20另一端接到三极管Q1的基极，电阻R21接到三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地。
所述显示电路10包括芯片MAX7219，8位共阴极LED数码管，电阻R22、R23，电容C3；其中，芯片MAX7219的管脚12与电阻R22相连接并接地，管脚18与电容C3的一端相连接，C3的另一端与可变电阻R23相连接，并接入5V电压，管脚2、3、5、6、7、9、10、11、14、15、16、17、20、21、22、23，分别与8位共阴极LED数码管的相应段相连接。
所述单片机控制模块3包括芯片AT89C52，电阻R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34，电容C4、C5、C6，晶振Y1，所述定时器9包括：芯片74LS138，三极管Q3、Q4，电阻R35、R36，两个8位数码管；所述按键电路5包括：按键K1、K2、K3、K4、K5；所述报警装置8包括：灯1、灯2，三极管Q2，扬声器；其中，芯片AT89C52的管脚18，19之间接入晶振Y1，电容C4、C5分别接入管脚19、18并且两电容串联接地，芯片AT89C52的管脚9接电容C6，电阻R24与电容C6并联，按键K1接到电容C6与电阻R24之间，电阻R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32分别与芯片AT89C53的管脚P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7连接，同时与8位数码管连接，三极管Q3、Q4的集电极分别与两个8位数码管连接，电阻R35、R36分别与三极管Q3、Q4的基极相连接，三极管Q3、Q4的发射极短接接入+5V的电源，电阻R35、R36与芯片74LS138的管脚14、15连接，芯片74LS138的管脚3接地，管脚2接限速装置11，芯片AT89C52的管脚P2.4、P2.5、P2.6、P2.7分别与按键K2、K3、K4、K5连接，按键K2、K3、K4、K5一端短接接地，芯片AT89C52的管脚P2.7接电阻R33，电阻R33与三极管Q2的基极连接，电阻R34与三极管Q2的集电极相连接，三极管Q2的发射极与扬声器的一端连接，扬声器的另一端接地，芯片AT89C52的管脚P1.6、P1.7分别接灯1、灯2的一端，灯1、灯2的另一端接地。
所述节气门14为球形节气门。
本发明的工作原理是：
将霍尔传感器2安装在汽车曲轴前端1上进行测速，霍尔传感器2内部的永磁体18安装在传动轴17上，通过汽车的电机轴的转动带动转动轴17，同时使得永磁体18转动，固定在传感器内部的电感线圈16与转动的永磁体18作用形成电磁场，软铁20与震荡弹簧19相连接并且做震荡运动，水平切割磁感线使其产生电磁变化，电压通过电阻R1输入到稳压器当中，经过稳压后的电信号加在硅霍尔片21两端，硅霍尔片21同时接收磁感信号的变化加载到电压信号中通过信号传输线22输入到信号接收电路3中，信号分别流经电阻R2、R3流入运算放大器Op1、Op2的正极进行信号的一级放大，一部分放大后的信号分别流经电容C1、C2，通过C1、C2的充放电，使信号流入电阻R13、R5，同时另一部分的放大信号分别由放大器Op1、Op2的负极流出分别流经电阻R4、R6与之前的放大信号汇合，电阻R8、R9、R10、R11、R12，形成一个电桥用来平稳信号。经过一级放大由Op1流出的信号部分流入运算放大器Op3的正极，由Op3流出的信号由于二极管D2的作用无法直接流入运算放大器Op4，但是通过二极管D1流经电阻R15和R17流入运算放大器Op4的正极，经过多级放大之后的信号输入到施密特触发器芯片CD40160中进行信号的整形滤波操作，经过芯片CD40160整形后的信号通过电阻R20流入三极管Q1，输出高电压导通三极管Q1并记住此状态为开状态，当磁场处于释放点时，芯片CD40160输出低电压将三极管Q1截止，使之状态记为关状态，硅霍尔片21提供的是差模直流信号，只有几毫伏，所以采用多级放大，芯片CD40160与电阻R20、R21，三极管Q1形成电耦合器，将电信号转化为计数脉冲，也就是将车速信号转换成脉冲信号输入到单片机中方便计数和显示，并且运算放大器Op1、Op2、Op3、Op4均接+15V电压。
所以，将汽车导航7的地图中的每个路段的限速信息传输到单片机控制模块4中，作为报警的预警值，当所测量到的速度大于预警值时触发声光报警。报警装置8启动后，灯1，灯2与单片机芯片AT89C52的管脚7、8相连接，触发其发亮，扬声器与三极管Q2发射极相连接，并且三极管Q2的集电极接电阻R34，三极管Q2的基极接电阻R33接到芯片AT89C52的管脚28上，当达到报警值时，触发声光报警。按键K1一端接下拉电阻R24，另一端接电容C6，同时接到管脚9上，当需要重置单片机的设置时，按下K1，在下拉电阻R24的作用下使得电容C6快送的充放电，从而进行初始化。按键K2、K3、K4、K5，分别与管脚P2.3、P2.4、P2.5、P2.6相连接，主要对单片机报警值进行设定，并且当汽车超速报警时，启动定时器9，电阻R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32分别与单片机芯片AT89C52的管脚P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7相连接，同时接2位数码管，2位数码管分别接在三极管Q3、Q4的集电极上，三极管Q3、Q4的基极分别接电阻R35、R36，同时接到芯片74LS138的管脚14、15上，用来触发定时器9，2位数码管用来显示定时器9的时间，由于超速的安全隐患巨大且灾害发生快速，所以一般定时在30s之内，等时间一到就会从管脚2输出信息，启动限速装置11，进行限速。定时器9启动电子节气门控制装置12，该装置控制步进电机15启动，步进电机15连接节气门控制螺旋杆23，带动节气门控制螺旋杆23转动减小球形节气门14的开度，球形节气门14的开度传递给节气门位置传感器13，该位置传感器会根据节气门的开度的大小继续控制电子节气门控制单元12，选择开大或者关小球形节气门14，通过控制油量的输出已达到限制速度的目的，如果司机及时减速并按下按键K2可关闭定时器而不用操作限速装置11。显示电路10中，电阻R22一端与芯片MAX7219的管脚12相连接，另一端接地，作为负载输入，接地的一端与电容C3相连接，当电容C3充放电时则改变负载。MAX7219管脚18与可变电阻R23相连接，可以通过改变电阻的大小来改变LED的明暗度。管脚A、B、C、D、E、F、G、Gp分别接LED左边8数码管的相应码段，管脚DIG0、DIG1、DIG2、DIG3、DIG4、DIG5、DIG6、DIG7分别与右边8位数码管的相应位连接，以用来实时显示当前时速。
本发明的有益效果是：结构简单、成本低廉、可以智能识别路段的速度信息以做到超速时及时报警，并一定时间之后智能启动限速装置，将速度限制到安全行驶的速度之内，以保证司机的安全驾驶。
附图说明
图1是本发明的全局结构连接框图；
图2是本发明中限速装置的结构连接图；
图3是本发明的霍尔传感器与信号接收电路的连接图；
图4是本发明的显示电路图；
图5是本发明的单片机控制模块电路图；
图中各标号为：1-汽车曲轴前端、2-霍尔传感器、3-信号接收电路、4-单片机控制模块、5-按键电路、6-汽车蓄电池、7-汽车导航、8-报警装置、9-定时器、10-显示电路、11-限速装置、12-电子节气门控制单元、13-节气门位置传感器、14-节气门、15-步进电机、16-电感线圈、17-传动轴、18-永磁铁、19-震荡弹簧、20-软铁、21-硅霍尔片、22-信号传输线、23-节气门控制螺旋杆。
具体实施方式
实施例1：如图1-5所示，一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，包括霍尔传感器2、信号接收电路3、单片机控制模块4、按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10、限速装置11；
所述霍尔传感器2安装在汽车曲轴前端1并与信号接收电路3连接，信号接收电路3与单片机控制模块4连接，单片机控制模块4分别与按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10连接，汽车蓄电池6分别与霍尔传感器2、单片机控制模块4、显示电路10连接，报警装置8与定时器9连接，定时器9与限速装置11连接。
所述限速装置11包括：电子节气门控制装置12、节气门位置传感器13、节气门14、步进电机15、节气门控制螺旋杆23；其中，定时器9与电子节气门控制装置12相连接，电子节气门控制装置12与步进电机15相连接，步进电机15与节气门控制螺旋杆23相连接，节气门控制螺旋杆23与节气门14相连接，节气门14与节气门位置传感器13相连接，节气门位置传感器13分别与电子节气门控制装置12、步进电机15连接。
所述霍尔传感器2包括：电感线圈16、传动轴17、永磁铁18、震荡弹簧19、软铁20、硅霍尔片21、信号传输线22；其中，电感线圈16固定在永磁铁18的底部，传动轴17与永磁铁18相连接，震荡弹簧19一端与软铁20连接，震荡弹簧19另一端固定在传感器内部，硅霍尔片21与信号传输线22连接。
所述信号接收电路3包括：稳压器、运算放大器Op1、Op2、Op3、Op4，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，电容C1、C2，二极管D1、D2，三极管Q1，施密特触发器芯片CD40160；其中，电阻R1与稳压器相连接，接到霍尔传感器5的硅霍尔片21上，霍尔传感器2的信号输出线22与电阻R2、R3连接，运算放大器Op1正极与电阻R2相连接，电容C1一端接到运算放大器Op1的输出端，电容C1另一端接到运算放大器Op1的负极，电阻R4一端接到Op1的输出端，电阻R4另一端接到运算放大器Op1的负极，电阻R3接到运算放大器Op2的正极，电容C2一端接到运算放大器Op2的输出端，电容C2另一端接到Op2的负极，电阻R6一端接到运算放大器Op2的输出端，电阻R6另一端接到运算放大器Op2的负极，电阻R4、R5、R6、R7串联接到了可变电阻R9上，电阻R8、R9、R10串联在一起，电阻R11、R12与电阻R9并联，同时R11，R12串联接地，电阻R13接到运算放大器Op3的正极，电阻R16接在运算放大器Op3的负极并接地，电阻R14、R15分别接在运算放大器Op3的输出端与正极之间，二极管D1阳极接到运算放大器Op3的输出端，二极管D1阴极接到运算放大器Op3的正极，二极管D2的阳极接电阻R17，二极管D2阴极接运算放大器Op3的输出端，电阻R17接到运算放大器Op4的正极，电阻R18接到运算放大器Op4的正极和输出端之间，施密特触发器芯片CD40160接到运算放大器Op4的输出端，电阻R20一端接到施密特触发器芯片CD40160的输出端，电阻R20另一端接到三极管Q1的基极，电阻R21接到三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地。
所述显示电路10包括芯片MAX7219，8位共阴极LED数码管，电阻R22、R23，电容C3；其中，芯片MAX7219的管脚12与电阻R22相连接并接地，管脚18与电容C3的一端相连接，C3的另一端与可变电阻R23相连接，并接入5V电压，管脚2、3、5、6、7、9、10、11、14、15、16、17、20、21、22、23，分别与8位共阴极LED数码管的相应段相连接。
所述单片机控制模块3包括芯片AT89C52，电阻R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34，电容C4、C5、C6，晶振Y1，所述定时器9包括：芯片74LS138，三极管Q3、Q4，电阻R35、R36，两个8位数码管；所述按键电路5包括：按键K1、K2、K3、K4、K5；所述报警装置8包括：灯1、灯2，三极管Q2，扬声器；其中，芯片AT89C52的管脚18，19之间接入晶振Y1，电容C4、C5分别接入管脚19、18并且两电容串联接地，芯片AT89C52的管脚9接电容C6，电阻R24与电容C6并联，按键K1接到电容C6与电阻R24之间，电阻R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32分别与芯片AT89C53的管脚P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7连接，同时与8位数码管连接，三极管Q3、Q4的集电极分别与两个8位数码管连接，电阻R35、R36分别与三极管Q3、Q4的基极相连接，三极管Q3、Q4的发射极短接接入+5V的电源，电阻R35、R36与芯片74LS138的管脚14、15连接，芯片74LS138的管脚3接地，管脚2接限速装置11，芯片AT89C52的管脚P2.4、P2.5、P2.6、P2.7分别与按键K2、K3、K4、K5连接，按键K2、K3、K4、K5一端短接接地，芯片AT89C52的管脚P2.7接电阻R33，电阻R33与三极管Q2的基极连接，电阻R34与三极管Q2的集电极相连接，三极管Q2的发射极与扬声器的一端连接，扬声器的另一端接地，芯片AT89C52的管脚P1.6、P1.7分别接灯1、灯2的一端，灯1、灯2的另一端接地。
实施例2：如图1-5所示，一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，包括霍尔传感器2、信号接收电路3、单片机控制模块4、按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10、限速装置11；
所述霍尔传感器2安装在汽车曲轴前端1并与信号接收电路3连接，信号接收电路3与单片机控制模块4连接，单片机控制模块4分别与按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10连接，汽车蓄电池6分别与霍尔传感器2、单片机控制模块4、显示电路10连接，报警装置8与定时器9连接，定时器9与限速装置11连接。
所述限速装置11包括：电子节气门控制装置12、节气门位置传感器13、节气门14、步进电机15、节气门控制螺旋杆23；其中，定时器9与电子节气门控制装置12相连接，电子节气门控制装置12与步进电机15相连接，步进电机15与节气门控制螺旋杆23相连接，节气门控制螺旋杆23与节气门14相连接，节气门14与节气门位置传感器13相连接，节气门位置传感器13分别与电子节气门控制装置12、步进电机15连接。
实施例3：如图1-5所示，一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，包括霍尔传感器2、信号接收电路3、单片机控制模块4、按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10、限速装置11；
所述霍尔传感器2安装在汽车曲轴前端1并与信号接收电路3连接，信号接收电路3与单片机控制模块4连接，单片机控制模块4分别与按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10连接，汽车蓄电池6分别与霍尔传感器2、单片机控制模块4、显示电路10连接，报警装置8与定时器9连接，定时器9与限速装置11连接。
所述霍尔传感器2包括：电感线圈16、传动轴17、永磁铁18、震荡弹簧19、软铁20、硅霍尔片21、信号传输线22；其中，电感线圈16固定在永磁铁18的底部，传动轴17与永磁铁18相连接，震荡弹簧19一端与软铁20连接，震荡弹簧19另一端固定在传感器内部，硅霍尔片21与信号传输线22连接。
实施例4：如图1-5所示，一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，包括霍尔传感器2、信号接收电路3、单片机控制模块4、按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10、限速装置11；
所述霍尔传感器2安装在汽车曲轴前端1并与信号接收电路3连接，信号接收电路3与单片机控制模块4连接，单片机控制模块4分别与按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10连接，汽车蓄电池6分别与霍尔传感器2、单片机控制模块4、显示电路10连接，报警装置8与定时器9连接，定时器9与限速装置11连接。
所述信号接收电路3包括：稳压器、运算放大器Op1、Op2、Op3、Op4，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，电容C1、C2，二极管D1、D2，三极管Q1，施密特触发器芯片CD40160；其中，电阻R1与稳压器相连接，接到霍尔传感器5的硅霍尔片21上，霍尔传感器2的信号输出线22与电阻R2、R3连接，运算放大器Op1正极与电阻R2相连接，电容C1一端接到运算放大器Op1的输出端，电容C1另一端接到运算放大器Op1的负极，电阻R4一端接到Op1的输出端，电阻R4另一端接到运算放大器Op1的负极，电阻R3接到运算放大器Op2的正极，电容C2一端接到运算放大器Op2的输出端，电容C2另一端接到Op2的负极，电阻R6一端接到运算放大器Op2的输出端，电阻R6另一端接到运算放大器Op2的负极，电阻R4、R5、R6、R7串联接到了可变电阻R9上，电阻R8、R9、R10串联在一起，电阻R11、R12与电阻R9并联，同时R11，R12串联接地，电阻R13接到运算放大器Op3的正极，电阻R16接在运算放大器Op3的负极并接地，电阻R14、R15分别接在运算放大器Op3的输出端与正极之间，二极管D1阳极接到运算放大器Op3的输出端，二极管D1阴极接到运算放大器Op3的正极，二极管D2的阳极接电阻R17，二极管D2阴极接运算放大器Op3的输出端，电阻R17接到运算放大器Op4的正极，电阻R18接到运算放大器Op4的正极和输出端之间，施密特触发器芯片CD40160接到运算放大器Op4的输出端，电阻R20一端接到施密特触发器芯片CD40160的输出端，电阻R20另一端接到三极管Q1的基极，电阻R21接到三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地。
实施例5：如图1-5所示，一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，包括霍尔传感器2、信号接收电路3、单片机控制模块4、按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10、限速装置11；
所述霍尔传感器2安装在汽车曲轴前端1并与信号接收电路3连接，信号接收电路3与单片机控制模块4连接，单片机控制模块4分别与按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10连接，汽车蓄电池6分别与霍尔传感器2、单片机控制模块4、显示电路10连接，报警装置8与定时器9连接，定时器9与限速装置11连接。
所述显示电路10包括芯片MAX7219，8位共阴极LED数码管，电阻R22、R23，电容C3；其中，芯片MAX7219的管脚12与电阻R22相连接并接地，管脚18与电容C3的一端相连接，C3的另一端与可变电阻R23相连接，并接入5V电压，管脚2、3、5、6、7、9、10、11、14、15、16、17、20、21、22、23，分别与8位共阴极LED数码管的相应段相连接。
实施例6：如图1-5所示，一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，包括霍尔传感器2、信号接收电路3、单片机控制模块4、按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10、限速装置11；
所述霍尔传感器2安装在汽车曲轴前端1并与信号接收电路3连接，信号接收电路3与单片机控制模块4连接，单片机控制模块4分别与按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10连接，汽车蓄电池6分别与霍尔传感器2、单片机控制模块4、显示电路10连接，报警装置8与定时器9连接，定时器9与限速装置11连接。
所述单片机控制模块3包括芯片AT89C52，电阻R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34，电容C4、C5、C6，晶振Y1，所述定时器9包括：芯片74LS138，三极管Q3、Q4，电阻R35、R36，两个8位数码管；所述按键电路5包括：按键K1、K2、K3、K4、K5；所述报警装置8包括：灯1、灯2，三极管Q2，扬声器；其中，芯片AT89C52的管脚18，19之间接入晶振Y1，电容C4、C5分别接入管脚19、18并且两电容串联接地，芯片AT89C52的管脚9接电容C6，电阻R24与电容C6并联，按键K1接到电容C6与电阻R24之间，电阻R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32分别与芯片AT89C53的管脚P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7连接，同时与8位数码管连接，三极管Q3、Q4的集电极分别与两个8位数码管连接，电阻R35、R36分别与三极管Q3、Q4的基极相连接，三极管Q3、Q4的发射极短接接入+5V的电源，电阻R35、R36与芯片74LS138的管脚14、15连接，芯片74LS138的管脚3接地，管脚2接限速装置11，芯片AT89C52的管脚P2.4、P2.5、P2.6、P2.7分别与按键K2、K3、K4、K5连接，按键K2、K3、K4、K5一端短接接地，芯片AT89C52的管脚P2.7接电阻R33，电阻R33与三极管Q2的基极连接，电阻R34与三极管Q2的集电极相连接，三极管Q2的发射极与扬声器的一端连接，扬声器的另一端接地，芯片AT89C52的管脚P1.6、P1.7分别接灯1、灯2的一端，灯1、灯2的另一端接地。
实施例7：如图1-5所示，一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，包括霍尔传感器2、信号接收电路3、单片机控制模块4、按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10、限速装置11；
所述霍尔传感器2安装在汽车曲轴前端1并与信号接收电路3连接，信号接收电路3与单片机控制模块4连接，单片机控制模块4分别与按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10连接，汽车蓄电池6分别与霍尔传感器2、单片机控制模块4、显示电路10连接，报警装置8与定时器9连接，定时器9与限速装置11连接。
实施例8：如图1-5所示，一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，包括霍尔传感器2、信号接收电路3、单片机控制模块4、按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10、限速装置11；
所述霍尔传感器2安装在汽车曲轴前端1并与信号接收电路3连接，信号接收电路3与单片机控制模块4连接，单片机控制模块4分别与按键电路5、汽车蓄电池6、汽车导航7、报警装置8、定时器9、显示电路10连接，汽车蓄电池6分别与霍尔传感器2、单片机控制模块4、显示电路10连接，报警装置8与定时器9连接，定时器9与限速装置11连接。
所述限速装置11包括：电子节气门控制装置12、节气门位置传感器13、节气门14、步进电机15、节气门控制螺旋杆23；其中，定时器9与电子节气门控制装置12相连接，电子节气门控制装置12与步进电机15相连接，步进电机15与节气门控制螺旋杆23相连接，节气门控制螺旋杆23与节气门14相连接，节气门14与节气门位置传感器13相连接，节气门位置传感器13分别与电子节气门控制装置12、步进电机15连接。
所述霍尔传感器2包括：电感线圈16、传动轴17、永磁铁18、震荡弹簧19、软铁20、硅霍尔片21、信号传输线22；其中，电感线圈16固定在永磁铁18的底部，传动轴17与永磁铁18相连接，震荡弹簧19一端与软铁20连接，震荡弹簧19另一端固定在传感器内部，硅霍尔片21与信号传输线22连接。
所述信号接收电路3包括：稳压器、运算放大器Op1、Op2、Op3、Op4，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，电容C1、C2，二极管D1、D2，三极管Q1，施密特触发器芯片CD40160；其中，电阻R1与稳压器相连接，接到霍尔传感器5的硅霍尔片21上，霍尔传感器2的信号输出线22与电阻R2、R3连接，运算放大器Op1正极与电阻R2相连接，电容C1一端接到运算放大器Op1的输出端，电容C1另一端接到运算放大器Op1的负极，电阻R4一端接到Op1的输出端，电阻R4另一端接到运算放大器Op1的负极，电阻R3接到运算放大器Op2的正极，电容C2一端接到运算放大器Op2的输出端，电容C2另一端接到Op2的负极，电阻R6一端接到运算放大器Op2的输出端，电阻R6另一端接到运算放大器Op2的负极，电阻R4、R5、R6、R7串联接到了可变电阻R9上，电阻R8、R9、R10串联在一起，电阻R11、R12与电阻R9并联，同时R11，R12串联接地，电阻R13接到运算放大器Op3的正极，电阻R16接在运算放大器Op3的负极并接地，电阻R14、R15分别接在运算放大器Op3的输出端与正极之间，二极管D1阳极接到运算放大器Op3的输出端，二极管D1阴极接到运算放大器Op3的正极，二极管D2的阳极接电阻R17，二极管D2阴极接运算放大器Op3的输出端，电阻R17接到运算放大器Op4的正极，电阻R18接到运算放大器Op4的正极和输出端之间，施密特触发器芯片CD40160接到运算放大器Op4的输出端，电阻R20一端接到施密特触发器芯片CD40160的输出端，电阻R20另一端接到三极管Q1的基极，电阻R21接到三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地。
所述单片机控制模块3包括芯片AT89C52，电阻R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34，电容C4、C5、C6，晶振Y1，所述定时器9包括：芯片74LS138，三极管Q3、Q4，电阻R35、R36，两个8位数码管；所述按键电路5包括：按键K1、K2、K3、K4、K5；所述报警装置8包括：灯1、灯2，三极管Q2，扬声器；其中，芯片AT89C52的管脚18，19之间接入晶振Y1，电容C4、C5分别接入管脚19、18并且两电容串联接地，芯片AT89C52的管脚9接电容C6，电阻R24与电容C6并联，按键K1接到电容C6与电阻R24之间，电阻R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32分别与芯片AT89C53的管脚P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7连接，同时与8位数码管连接，三极管Q3、Q4的集电极分别与两个8位数码管连接，电阻R35、R36分别与三极管Q3、Q4的基极相连接，三极管Q3、Q4的发射极短接接入+5V的电源，电阻R35、R36与芯片74LS138的管脚14、15连接，芯片74LS138的管脚3接地，管脚2接限速装置11，芯片AT89C52的管脚P2.4、P2.5、P2.6、P2.7分别与按键K2、K3、K4、K5连接，按键K2、K3、K4、K5一端短接接地，芯片AT89C52的管脚P2.7接电阻R33，电阻R33与三极管Q2的基极连接，电阻R34与三极管Q2的集电极相连接，三极管Q2的发射极与扬声器的一端连接，扬声器的另一端接地，芯片AT89C52的管脚P1.6、P1.7分别接灯1、灯2的一端，灯1、灯2的另一端接地。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，其特征在于：包括霍尔传感器（2）、信号接收电路（3）、单片机控制模块（4）、按键电路（5）、汽车蓄电池（6）、汽车导航（7）、报警装置（8）、定时器（9）、显示电路（10）、限速装置（11）；
所述霍尔传感器（2）安装在汽车曲轴前端（1）并与信号接收电路（3）连接，信号接收电路（3）与单片机控制模块（4）连接，单片机控制模块（4）分别与按键电路（5）、汽车蓄电池（6）、汽车导航（7）、报警装置（8）、定时器（9）、显示电路（10）连接，汽车蓄电池（6）分别与霍尔传感器（2）、单片机控制模块（4）、显示电路（10）连接，报警装置（8）与定时器（9）连接，定时器（9）与限速装置（11）连接。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，其特征在于：所述限速装置（11）包括：电子节气门控制装置（12）、节气门位置传感器（13）、节气门（14）、步进电机（15）、节气门控制螺旋杆（23）；其中，定时器（9）与电子节气门控制装置（12）相连接，电子节气门控制装置（12）与步进电机（15）相连接，步进电机（15）与节气门控制螺旋杆（23）相连接，节气门控制螺旋杆（23）与节气门（14）相连接，节气门（14）与节气门位置传感器（13）相连接，节气门位置传感器（13）分别与电子节气门控制装置（12）、步进电机（15）连接。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，其特征在于：所述霍尔传感器（2）包括：电感线圈（16）、传动轴（17）、永磁铁（18）、震荡弹簧（19）、软铁（20）、硅霍尔片（21）、信号传输线（22）；其中，电感线圈（16）固定在永磁铁（18）的底部，传动轴（17）与永磁铁（18）相连接，震荡弹簧（19）一端与软铁（20）连接，震荡弹簧（19）另一端固定在传感器内部，硅霍尔片（21）与信号传输线（22）连接。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，其特征在于：所述信号接收电路（3）包括：稳压器、运算放大器Op1、Op2、Op3、Op4，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，电容C1、C2，二极管D1、D2，三极管Q1，施密特触发器芯片CD40160；其中，电阻R1与稳压器相连接，接到霍尔传感器（5）的硅霍尔片（21）上，霍尔传感器（2）的信号输出线（22）与电阻R2、R3连接，运算放大器Op1正极与电阻R2相连接，电容C1一端接到运算放大器Op1的输出端，电容C1另一端接到运算放大器Op1的负极，电阻R4一端接到Op1的输出端，电阻R4另一端接到运算放大器Op1的负极，电阻R3接到运算放大器Op2的正极，电容C2一端接到运算放大器Op2的输出端，电容C2另一端接到Op2的负极，电阻R6一端接到运算放大器Op2的输出端，电阻R6另一端接到运算放大器Op2的负极，电阻R4、R5、R6、R7串联接到了可变电阻R9上，电阻R8、R9、R10串联在一起，电阻R11、R12与电阻R9并联，同时R11，R12串联接地，电阻R13接到运算放大器Op3的正极，电阻R16接在运算放大器Op3的负极并接地，电阻R14、R15分别接在运算放大器Op3的输出端与正极之间，二极管D1阳极接到运算放大器Op3的输出端，二极管D1阴极接到运算放大器Op3的正极，二极管D2的阳极接电阻R17，二极管D2阴极接运算放大器Op3的输出端，电阻R17接到运算放大器Op4的正极，电阻R18接到运算放大器Op4的正极和输出端之间，施密特触发器芯片CD40160接到运算放大器Op4的输出端，电阻R20一端接到施密特触发器芯片CD40160的输出端，电阻R20另一端接到三极管Q1的基极，电阻R21接到三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地。
5.根据权利要求1所述的基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，其特征在于：所述显示电路（10）包括芯片MAX7219，8位共阴极LED数码管，电阻R22、R23，电容C3；其中，芯片MAX7219的管脚12与电阻R22相连接并接地，管脚18与电容C3的一端相连接，C3的另一端与可变电阻R23相连接，并接入5V电压，管脚2、3、5、6、7、9、10、11、14、15、16、17、20、21、22、23，分别与8位共阴极LED数码管的相应段相连接。
6.根据权利要求1所述的基于嵌入式的汽车超速报警与限速控制装置，其特征在于：所述单片机控制模块（3）包括芯片AT89C52，电阻R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33、R34，电容C4、C5、C6，晶振Y1，所述定时器（9）包括：芯片74LS138，三极管Q3、Q4，电阻R35、R36，两个8位数码管；所述按键电路（5）包括：按键K1、K2、K3、K4、K5；所述报警装置（8）包括：灯1、灯2，三极管Q2，扬声器；其中，芯片AT89C52的管脚18，19之间接入晶振Y1，电容C4、C5分别接入管脚19、18并且两电容串联接地，芯片AT89C52的管脚9接电容C6，电阻R24与电容C6并联，按键K1接到电容C6与电阻R24之间，电阻R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32分别与芯片AT89C53的管脚P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7连接，同时与8位数码管连接，三极管Q3、Q4的集电极分别与两个8位数码管连接，电阻R35、R36分别与三极管Q3、Q4的基极相连接，三极管Q3、Q4的发射极短接接入+5V的电源，电阻R35、R36与芯片74LS138的管脚14、15连接，芯片74LS138的管脚3接地，管脚2接限速装置（11），芯片AT89C52的管脚P2.4、P2.5、P2.6、P2.7分别与按键K2、K3、K4、K5连接，按键K2、K3、K4、K5一端短接接地，芯片AT89C52的管脚P2.7接电阻R33，电阻R33与三极管Q2的基极连接，电阻R34与三极管Q2的集电极相连接，三极管Q2的发射极与扬声器的一端连接，扬声器的另一端接地，芯片AT89C52的管脚P1.6、P1.7分别接灯1、灯2的一端，灯1、灯2的另一端接地。
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