CN107650851A - 一种基于avr的新型防汽车追尾安全装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于AVR的新型防汽车追尾安全装置主要由单片机控制、加速度传感器、霍尔车速传感器、激光雷达、LED刹车灯、液晶显示及电源等电路组成。采用功能模块化技术，易于操作及扩展；选用性价比较高的器件，具有良好的应用和市场前景。设计方案切实可行，对于汽车防追尾具有重要意义，所采用的加速度传感器还可作为汽车防盗的震动信号监测。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种防汽车追尾安全装置，尤其是一种基于AVR的新型防汽车追尾安全装置。
背景技术
随着我国汽车保有量逐年增加，高速公路的发展使得汽车的行驶速度越来越快，车流量也越来越大，导致高速公路交通事故频频发生，其发生率甚至达到普通公路的4倍，且有上升趋势。在高速公路所发生的交通事故中尤以汽车追尾居多，约占30%～40%，而在这些事故中，80%以上的事故是由于司机反应不及时或者判断失误引起的[1]。由于目前只有高档车型才配有防碰撞装置，而且以往设计中只单纯考虑在车前或车后安装防碰撞装置，不尽全面，所以设计一套低成本、通用性好的汽车防车前车后追尾的安全装置具有广阔的应用和市场前景。
发明内容
本发明提供一种基于AVR的新型防汽车追尾安全装置，成本低、通用性好，有市场前景。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
基于AVR的新型防汽车追尾安全装置主要由单片机控制、加速度传感器、霍尔车速传感器、激光雷达、LED刹车灯、液晶显示及电源等电路组成。
所述单片机选用高性能、低功耗单片机ATmega8L，它是基于先进的AVRRISC结构的8位CMOS工艺微控制器，器件内部集成有模拟比较器，6通道10位（TQFP与MLF封装为8通道）的A/D转换器，3个具有比较模式的灵活定时器/计数器，512字节的EEPROM，片内/外中断，5种可通过软件选择的睡眠模式，以及8KB的系统内可编程Flash存储器（可随时在线编程）。
所述加速度传感器选用MMA7260QT，该器件采用MEMS原理制作的低成本、低功耗、单芯片集成XYZ三轴感应加速度传感器，可准确测量0～350Hz、±6g范围内动态或静态加速度，还能够监测车体微小震动和整车的倾斜角度。该器件内部集成了信号调理、单极低通滤波器和温度补偿技术，并提供4个量程（1.5g、2g、4g、6g）可选，2.2～3.6V单电源供电，工作电流小于500μA，休眠模式下最低供电电流仅为3μA。
所述霍尔车速传感器由8级磁钢、UGN-3030T型霍尔开关传感器[4]、LM2917及放大电路组成。
所述LED刹车灯由发光二极管阵列组成，发光二极管选用Everlight公司生产的1W高亮度LED。将LED放置成内、中、外三圈形状，当单片机根据加速度传感器的输入信号得到加速度值超过设定的阈值后，单片机输出信号经ULN2003驱动继电器动作，LED刹车灯响应后由内→中→外→内循环点亮，由于其亮度高、响应快。
所述激光雷达测距，使用脉冲波方式。安全装置发出脉冲状的红外激光束照射前方，并利用汽车后部可反光部件（以汽车号码牌为主）的反射光，通过受光装置检测反射光，单片机根据时间差计算出其距离。
所述液晶显示部分采用并行128×64液晶屏，并行传输便于编写驱动程序，如果系统单片机不能提供足够的I/O端口，可选择串行数据传输的液晶显示屏。
所述控制部分由ATmega8L控制完成，主要功能为：计算本车速度、车间距离，测定加速度，并通过LCD实时显示；实际车间距离和安全车间距离的比较发出报警声或报警灯闪烁；刹车时的加速度与设定阈值相比，决定是否点亮LED刹车灯。
本发明的有益效果是，基于AVR的新型防汽车追尾安全装置采用功能模块化技术，易于操作及扩展；选用性价比较高的器件，具有良好的应用和市场前景。设计方案切实可行，对于汽车防追尾具有重要意义。另外，设计所采用的加速度传感器还可作为汽车防盗的震动信号监测。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是安全装置设计结构图。
图2是装置的车载状况。
图3是MMA7260QT与ATmega8L的接口电路。
图4是霍尔车速传感器组成。
图5是激光束的检测范围示意图。
图6是系统软件设计流程。
图中1-显示界面，2-信息处理模块，3-激光雷达探头，4-车速传感器，5-高亮LED灯，6-8级磁钢，7-传动轴，8-霍尔传感器，9-放大电路。
具体实施方式
在图1、图2中，基于AVR的新型防汽车追尾安全装置主要由单片机控制、加速度传感器、霍尔车速传感器、激光雷达、LED刹车灯、液晶显示及电源等电路组成。单片机选用高性能、低功耗单片机ATmega8L，加速度传感器选用MMA7260QT。
在图3中，MMA7260QT加速度传感器采集汽车加速度数据，并将数据通过ATmega8L的PD7（AIN1）端口传输至ATmega8L。当Xout输出和阈值电压比较匹配时，系统发出模拟比较器中断，单片机转向LED刹车灯闪烁中断子程序处理，采用这种方式可节省系统资源。Xout与PD7引脚之间的RC具有滤波作用，用于减小时钟噪声，在电源和地之间加入去耦电容。另外，实际焊接安装时应保证加速度传感器MMA7260QT尽可能地靠近微控制器ATmega8L放置。
在图4中，霍尔车速传感器由8级磁钢、UGN-3030T型霍尔开关传感器[4]、LM2917及放大电路组成。汽车传动部分带动8级磁钢旋转，由于磁场变化使得8级磁钢每转一圈霍尔传感器便产生8个脉冲信号，经放大器处理输出到频率/电压转换器LM2917，由单片机的A/D转换器根据LM2917输出电压测量当前汽车时速。
在图5中，测距方法选用测距方法，使用脉冲波方式。安全装置发出脉冲状的红外激光束照射前方，并利用汽车后部可反光部件（以汽车号码牌为主）的反射光，通过受光装置检测反射光，单片机根据时间差计算出其距离。该部分电路由发光部、受光部、信号调理电路等组成，最终输出信号由系统单片机处理。由于激光雷达发射光束集中，采用单一发射方式无法有效检测前方一定距离，故在汽车前方安装3个激光雷达测距模块，如果其中一个模块检测到的距离小于该时刻最小允许距离，安全装置将报警，即能够及时检测到插入车流的车辆并警报。
在图6中，计算本车速度、车间距离，测定加速度，并通过LCD实时显示；实际车间距离和安全车间距离的比较发出报警声或报警灯闪烁；刹车时的加速度与设定阈值相比，决定是否点亮LED刹车灯。
Claims (9)
1.一种基于AVR的新型防汽车追尾安全装置主要由单片机控制、加速度传感器、霍尔车速传感器、激光雷达、LED刹车灯、液晶显示及电源等电路组成。
2.根据权利要求1所述的基于AVR的新型防汽车追尾安全装置，其特征在于，所述单片机选用高性能、低功耗单片机ATmega8L。
3.根据权利要求1所述的基于AVR的新型防汽车追尾安全装置，其特征在于，所述水泵启停控制采用软启动和软停止的方式控制水泵的启停，即采用变占空比的 PWM 控制方式。
4.根据权利要求1所述的基于AVR的新型防汽车追尾安全装置，其特征在于，所述加速度传感器选用MMA7260QT。
5.根据权利要求1所述的基于AVR的新型防汽车追尾安全装置，其特征在于，所述霍尔车速传感器由8级磁钢、UGN-3030T型霍尔开关传感器[4]、LM2917及放大电路组成。
6.根据权利要求1所述的基于AVR的新型防汽车追尾安全装置，其特征在于，所述LED刹车灯由发光二极管阵列组成，将LED放置成内、中、外三圈形状，当单片机根据加速度传感器的输入信号得到加速度值超过设定的阈值后，单片机输出信号经ULN2003驱动继电器动作，LED刹车灯响应后由内→中→外→内循环点亮，由于其亮度高、响应快。
7.根据权利要求1所述的基于AVR的新型防汽车追尾安全装置，其特征在于，所述激光雷达测距，使用脉冲波方式。
8.根据权利要求1所述的基于AVR的新型防汽车追尾安全装置，其特征在于，所述液晶显示部分采用并行128×64液晶屏，并行传输编写驱动程序。
9.根据权利要求1所述的基于AVR的新型防汽车追尾安全装置，其特征在于，所述控制部分由ATmega8L控制完成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610588274.6A CN107650851A (zh) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | 一种基于avr的新型防汽车追尾安全装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201610588274.6A CN107650851A (zh) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | 一种基于avr的新型防汽车追尾安全装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN107650851A true CN107650851A (zh) | 2018-02-02 |
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ID=61126363
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201610588274.6A Pending CN107650851A (zh) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | 一种基于avr的新型防汽车追尾安全装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN107650851A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020155796A1 (zh) * | 2019-01-30 | 2020-08-06 | 李剑华 | 汽车智能防追尾动态变色刹车灯 |
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2016
- 2016-07-25 CN CN201610588274.6A patent/CN107650851A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Application publication date: 20180202 |