基于单片机的超速控制报警系统设计
基于STC单片机的机场车辆超速报警系统设计
基于STC单片机的机场车辆超速报警系统设计
随着民航业的发展，航空器的数量不断增多，地面保障车辆随之增加，加之机场车辆行驶速度过快，导致刮碰飞机的不安全事件时有发生，直接影响了飞机的持续适航，严重危及航空公司的运行安全，同时也造成了一定的经济损失。
为了减少此类不安全事件的发生，本设计利用单片机实现车辆的超速报警来提醒司机减速行驶，并将超速情况实时记录下来作为评价车辆驾驶员的依据之一，以便于对员工进行管理。
1系统的硬件设计
1.1系统功能
系统实现的主要功能如下：
(1)按键调整时间以及实时显示时间;
(2)实时显示车辆行驶的速度;
(3)当车辆超过规定的速度值时，违规情况以数据形式保存在串行存储器中，并发出声音警报，同时警报灯闪烁;
(4)管理人员使用IC卡读取车辆的违规情况并取消报警。
1.2系统硬件的总体设计
系统的总体结构如图1所示。
它采用STC89C52单片机为主控芯片，主要有电源模块、信号采集模块、时钟模块、LED显示模块、按键模块、报警模块、AT24C64串行存储器模块和接触式IC卡存储模块。
其中STC89C52主要完成对外围硬件的控制以及信息处理功能;电源模块将12V车载电源降压至5V单片机工作电源;信号采集模块使用TLP521光电耦合器将采集到的高电平脉冲信号转换为5V脉冲信号;时钟模块提供LED显示的实时时间;LED显示模块使用
74HC595驱动数码管实现时间和速度的显示;按键模块主要用来调整时间;报警。
基于单片机的汽车超速报警器的设计
基于单片机的汽车超速报警器的设计随着社会的发展和科技的进步，汽车已成为人们日常生活的重要交通工具。
然而，不适当的驾驶速度可能导致交通事故和生命财产的损失。
因此，设计一种基于单片机的汽车超速报警器，对保障行车安全具有重要意义。
一、设计背景与意义汽车超速报警器是一种通过监测车辆行驶速度并判断是否超速的装置。
当车辆行驶速度超过设定阈值时，报警器会发出警报，提醒驾驶员减速。
该装置有助于减少因超速驾驶导致的交通事故，提高道路安全。
二、硬件设计1、传感器选择：选用霍尔传感器作为车速传感器，其输出电压与转速成正比，可用于测量汽车行驶速度。
2、单片机选择：采用AT89C51单片机作为核心控制器，该单片机具有低功耗、高性能的特点，满足汽车行驶中的恶劣环境要求。
3、报警装置：采用蜂鸣器和LED灯作为报警装置，当汽车超速时，蜂鸣器发出警报声，LED灯闪烁提示。
4、存储模块：为保存设定的速度阈值和超速记录，需设计一个非易失性存储模块，如EEPROM。
5、电源模块：考虑到汽车电源的特殊性，设计一个稳定的电源模块，以确保报警器的稳定工作。
三、软件设计1、速度采集：通过霍尔传感器采集汽车行驶速度，并将速度信号转换为电信号输入单片机。
2、速度判断：单片机读取速度信号后，与设定的速度阈值进行比较。
若超速，则触发报警装置。
3、报警处理：当报警触发时，单片机控制蜂鸣器发出警报声，LED 灯闪烁提示。
同时，将超速记录保存在存储模块中。
4、速度阈值设定：为适应不同路况和驾驶需求，软件中设计一个速度阈值设定功能，驾驶员可根据实际情况调整阈值。
5、程序优化：为提高程序效率和稳定性，采用模块化设计和中断处理技术，减少CPU的占用时间。
四、系统测试与优化1、速度测试：通过实际行驶测试，验证报警器是否能准确监测汽车速度，并判断是否超速。
2、硬件调试：检查电路板连接是否正确，调整传感器和报警装置的工作状态，确保系统正常运行。
3、软件调试：通过调试和优化程序，提高报警器的响应速度和准确性。
基于单片机的超速报警器电路设计
基于单片机的超速报警器电路设计1前言1.1 课题产生原因超速行驶是指在一定道路上行驶的汽车，超过了该段道路所规定的行驶速度。
《道路交通安全法实施条例》第四十五条规定：机动车在道路上行驶不得超过限速标志、标线标明的速度。
在没有限速标志、标线的道路上，机动车不得超过下列最高行驶速度：没有道路中心线的道路，城市道路为30 km／h，公路为40 km／h，同方向只有一条机动车道的道路，城市道路为50 km／h，公路为70 km/h。
限速是为了行驶安全，而汽车在设计时都定有最高时速，以至于两者出现较大的差距，令驾驶员稍不留意就要超速[1]。
那么公路车速到底对交通事故的影响是什么呢（1）驾驶员在道路上行驶时，必须时刻获得周围环境的信息进行判断，决定自己的操作行为，这些过程都需要一定的时间。
但是，随着车速的提高，驾驶员观察和判断的时间必然减少、反应也会时间减少，导致做出错误决定的可能性就会相应增加，从而使交通事故发生的可能性变大。
而且车速的提高会减少驾驶员采取避让措施的时间和距离，汽车发生碰撞时的速度也比初始速度高。
(2)驾驶员对事物判断的准确性主要取决于两个方面：一是事物对驾驶员的刺激强度，强度越大，判断的准确性越高；二是单位时间内对驾驶员刺激的信息量的多少，信息量越少，判断的准确性越高。
超速行车时，刺激物一晃而过，刺激强度很小，而单位时间内对驾驶员刺激的信息量却增大，因而严重地影响了驾驶员对车外事物判断的准确性，极易导致事故的发生。
（3）我们都有这样的感觉，如果乘坐汽车，会感觉到车外的自行车速度很慢；如果乘飞机，会感觉到地面上行驶着的汽车像处于静止状态一样。
这就是所谓运动物体对速度的迟钝感。
它包含两个方面，一方面常常低估自己本身的速度，另一方面常常低估比自己速度慢的其他物体的速度。
驾驶员超速行车时，必然会低估其他交通参与者的速度，当遇到异常情况时，就会失去采取有效措施的时机而导致事故的发生。
可见，随着车速的提高，事故率和事故的严重性都会提高。
基于单片机的汽车超速警报系统设计-毕业设计任务书
国外对超速进行研究开展较早也较为成熟，已经有相关学者建立了各种不同的车速模型。西方发达国家对汽车运行速度的研究主要集中在公路经济分析领域。早在20世纪60年代，西方发达国家就开始对超速行驶进行研究。其中的基础性工作就是对车辆运行速度的研究，并进行了大量的道路试验。
车辆行驶信息采集的设备如美国的Autoscoe系统，是最早获得专利的视频车辆监测系统，可以对道路的车流量，车速等路况信息进行采集。美国采用最高法定限速值和分段限速相结合的方法限速。最高法定限速是美国早期限速的主要方法，适用于美国的所有道路。由于全国道路条件和沿线环境的多样化，同一的法定限速值并不能满足各地道路运行的实际情况，进行分段测速。日本的SEIICHIKAGAYA建立了一个辅助决策系统并应用于Sapporo市，通过对道路环境因素建模，为决策者提供决策信息来提高运输效率。德国的大部分公路不限速；法国采用可变限速，一般晴天和雨天采用不同的限速值；新西兰则根据道路条件、交通量、事故资料或周围环境等因素将道路分为若干交通安全等级，将其作为制定限速值的依据，其限速值的范围为20-100km/h。
Key words:Single chip microcomputer;Automobile overspeed alarm;Voice sensor;The LCD display
摘要
Abstract
1前言
1.1
在当今时代里，汽车时最普遍的交通运输工具，随着汽车工业和告诉公路建设的发展，每年由于各种交通事故造成的人员伤亡数目惊人，给国家造成的经济损失巨大。据统计，每年造成各种交通事故的最重要的原因是车辆的超载和驾驶员的超速行驶，而后者随机性往往更大可是人们总是忽视超速行驶给人们带来的严重后果。每年由于司机超速行驶而造成的交通事故非常多，由此造成的经济损失也很严重。可是很多因超速行驶而造成事故者或许并不是他们想开得很快，而是他们那时已经有了快感，却根本没有意识到自己是在超速行驶，因此在造成交通事故后大都感到后悔。针对这种状况，开发超速报警器显得尤为重要。如果汽车驾驶员们在各自汽车上安装了汽车超速报警器，在极大程度上能避免发生严重的交通事故。
基于单片机的超速报警器的毕业设计答辩
直流电机调速电路设计
本系统选通过纯模拟电路即可实现对电 机转速的调节，DC为电源插座，SW2是电 源开关，PR是10K的大功率电阻。当系统上 电后，按下电源开关，通过调节电位器PR 即可实现调速，调节PR，则分配到电机上 的电压则会在0-5V变化，通过调节施加在 电机上的电压来完成对电机转速的调节。
02
硬 件 电 路 设 计
系统原理图
本次的系统的 设计是围绕STC89C52 单片机作为关键控制 器展开设计的，通过 上述各个电路模块共 同协调工作，完成系 统设计的功能需求。
电源电路的设计
这个系统选择一个5V直流电源作 为整个系统的主电源。这个电路十分 的简单并且运行稳定。DC是电源的直 流插座，SW是自锁开关。按下开关后 的同时红灯瞬间亮起。与此同时系统 电源为5V直流输出，当再次按下开关 时，红灯熄灭。此时系统电源就没有 了5V电源的输出。
蜂鸣器报警电路设计
本蜂鸣器是一种集成式结构电子发声器， 由直流电压供电，广泛用作电子产品中的声 学设备。该系统使用的报警模块是5V有源蜂 鸣器模块，并且在电路使用晶体管9012来驱 动。只要单片机控制引脚输入信号是低电平， 蜂鸣器就会发出警报，否则将不会被调用， 也可以使用控制单片机引脚的方波输出形式 来控制蜂鸣器的鸣叫方式。
03
主要系统程序设计
3.1 系统主程序运行流程图
3.2脉冲计数子程序的设计
3.3按键中断子程序设计
3.4报警模块子程序设计
04
仿真结果展示
1.当前行驶速度小于设定报 警值时的仿真图
2.当前行驶速度大 于或者等于设定报 警值时的仿真图
致谢
感谢母校提供的 学习与实践的机会。 感谢自动化教研组的 各位老师，特别感谢 胡俊海老师给予的耐 心指导。 恳请在座的老师 给予批评指正！ 感谢答辩评审！
基于单片机超速报警器电路设计
基于单片机超速报警器电路设计
超速报警器是一种常见的安全设备，可以在车辆超过限速时发出警告声音，提醒驾驶员注意安全。
本文将介绍基于单片机的超速报警器电路设计。
1. 硬件设计
该电路主要由单片机、震动传感器、LCD屏幕、蜂鸣器和一些其他元件组成。
1.1 单片机
选择一款适合的单片机，如AT89S52。
它具有良好的性能和稳定性，并且易于编程和使用。
1.2 震动传感器
震动传感器用于检测车辆的运动状态。
当车辆超过限速时，会产生震动信号，并将其发送到单片机进行处理。
1.3 LCD屏幕
LCD屏幕用于显示当前车速和警告信息。
它可以帮助驾驶员了解车辆的运行状况，并及时采取相应措施。
1.4 蜂鸣器
蜂鸣器用于发出警告声音。
当车辆超过限速时，它会自动响起，提醒驾驶员减速。
2. 软件设计
2.1 初始化程序
在初始化程序中，需要设置各个元件的引脚和工作模式，并进行一些必要的初始化操作。
2.2 车速检测程序
车速检测程序用于检测车辆的运动状态。
当车辆超过限速时，它会产生震动信号，并将其发送到单片机进行处理。
2.3 警告程序
警告程序用于发出警告声音和显示警告信息。
当车辆超过限速时，它会自动响起蜂鸣器，并在LCD屏幕上显示相应的警告信息。
3. 总结
基于单片机的超速报警器电路设计可以有效地提醒驾驶员注意安全。
通过合理的硬件和软件设计，可以实现稳定可靠的工作效果。
然而，在实际应用中，还需要根据具体情况进行适当调整和优化，以确保其正常运行。
基于单片机的超速报警器设计
基于单片机的超速报警器设计一、引言二、设计原理超速报警器的设计基于速度检测和比较的原理。
首先，通过传感器获取车辆的实时速度信息，然后将该速度值与预设的限速值进行比较。
当实时速度超过限速值时，系统触发报警机制，提醒驾驶员减速行驶。
三、硬件组成1、单片机选择一款性能稳定、资源丰富的单片机作为核心控制器，如STM32 系列。
单片机负责接收传感器数据、进行速度计算和比较，并控制报警模块的工作。
2、速度传感器常见的速度传感器有霍尔传感器和光电编码器等。
这些传感器能够将车辆的转动速度转换为电信号，以便单片机进行处理。
3、显示模块采用液晶显示屏（LCD）或数码管来显示车辆的实时速度和限速值等信息，方便驾驶员查看。
4、报警模块当车辆超速时，报警模块发出声光报警信号。
报警模块可以包括蜂鸣器和发光二极管（LED）等。
四、软件实现1、初始化在系统启动时，对单片机的各个端口、定时器、中断等进行初始化设置。
2、速度采集与计算通过定时器中断或外部中断的方式，定时采集速度传感器的输出信号，并根据传感器的特性进行速度计算。
3、速度比较与报警判断将计算得到的实时速度与预设的限速值进行比较。
如果实时速度超过限速值，则置位报警标志。
4、显示更新实时更新 LCD 或数码管上显示的速度和限速值等信息。
5、报警控制根据报警标志，控制蜂鸣器和 LED 的工作状态，实现声光报警。
五、系统调试与测试1、硬件调试检查各个硬件模块的连接是否正确，电源是否稳定，传感器输出信号是否正常等。
2、软件调试使用在线调试工具，如 JLink 等，对单片机的程序进行单步调试，查看变量的值和程序的执行流程，确保软件逻辑的正确性。
3、系统测试在实际的车辆上进行测试，模拟不同的车速情况，验证超速报警器的准确性和可靠性。
同时，对报警声音和灯光的效果进行评估，确保能够有效地提醒驾驶员。
六、优化与改进1、提高测量精度通过选用更高精度的传感器和优化速度计算算法，提高系统对车速测量的精度。
基于单片机的超速报警装置-毕业设计答辩文档全文免费阅读、在线看
冲的数量就可以计算转速，进而求出
传
车速。
感
器
霍尔元件及管脚图
Intro (简介)
传 感 器 模 块
传感器模块原理图
Intro (简介)
显 示 模 块
显示模块原理图
硬件 设计
Hardware(硬件)
系 统 方 框 图
Hardware(硬件)
原 理 图
Hardware(are (软件) 程 序
Thank you!
毕业设计答辩
基于单片机的超速报警装置 答辩人：
Content (目录)
作品 简介
硬件 设计
软件 设计
作品 简介
Intro (简介)
“
本设计从驾驶员自身安全角度出发，设计了一
种检测车辆超速的报警系统。该报警系统允许驾驶
员通过自带键盘设置本车辆安全行驶的最高速度，
当车辆处于行驶状态中，该系统通过速度传感器时
的单片机。单片机的可 擦除只读存储器可以反 复擦除1000次。该器 件采用ATMEL高密度
非易失存储器制造技术 制造，与工业标准的 MCS-51指令集和输出管 脚相兼容。
AT89C51元件图及管脚图
Intro (简介)
霍
霍尔传感器一般是由霍尔元件和 磁钢组成的，当霍尔元件和磁钢相对
尔
运动时 ，就会产生脉冲信号，根据脉
刻监测机动车辆速度。当发现车辆速度超过驾驶员
设置的最高值时，蜂鸣器开始报警，提醒驾驶员减
速。
”
注：在这里输入引用说明
Intro (简介)
51 单 片 机
AT89C51是一种带4K
字节FLASH存储器的 低电压、高性能CMOS 8位 微处理器，俗称单
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基于单片机的超速控制报警系统设计
随着经济的不断增长、城市化速度的加快，汽车产业的发展非常迅速，汽车已成为了人们出行和城市正常工作的主要工具，然而汽车给我们的生活带来方便的同时，也产生了一系列社会问题。
因汽车超速造成的交通事故而导致的伤亡人数占了意外伤亡人数的比重相当大，给社会造成了巨大的经济损失，所以提高汽车的制动、超速报警等性能是非常必要的。
本文设计了一种基于AT89C52单片机的汽车超速报警系统。
该系统由测速模块、控制显示模块、报警模块和最高速调整模块组成。
运用了光电传感器测速、LED 显示等技术。
设计了以AT89C52单片机为核心的汽车超速报警系统的硬件电路和软件算法。
本设计是在以电机带动转轮模拟车轮转动的条件下实现的。
模拟实验表明该方案可行，能有效提高汽车的制动、超速报警等性能，且系统硬件结构简单，软件快速高效，采样速度快，抗干扰能力较好，经济成本小等优点，有一定的应用价值。
频率量的测量方法
频率的测量方法不仅会影响到测量精度，而且也会影响到整个系统的动态性能。
常见的频率测量方法有频率法、周期法、混合测频法及频压转换法[2]。
下面本课题的设计是基于单片机处理的小型应用系统。
系统的总体设计方案如图2.3所示。
总体设计思路为利用车速传感器采集车速信号，对车速信号进行滤波处理，除去干扰信号，然后利用整形芯片对信号整形处理，转换为单片机能识别的脉冲信号，输入单片机。
经单片机计算处理后显示实时速度，并在超过最高限定速度时报警，最高限定速度可以根据不同的路段通过按键设定。
控制系统的硬件选型
测速传感器的选用
在选用车速传感器时，要充分考虑传感器的工作环境，灵敏度，线性范围，频率响应特性，稳定性，抗干扰性能，耐用性，系统性能要求等。
磁电式传感器
磁电式传感器是将输入运动速度变换成感应电势输出的传感器，它不需要辅助电源，直接把被测对象的机械能转换成比较容易测量的电信号，是用于测量转速比较理想的有源传感器。
磁电式车速传感器就是一个模拟交流信号发生器，产生交变电流信号，通常由带两个接线柱的磁芯及线圈组成。
下图为某型号磁电式传感器的结构图：
图3.1 磁电式传感器
磁阻式磁电传感器在汽车上的应用可以用来检测发动机转速和车轮转速,一般由传感头和齿圈组成, 而传感头主要由永磁体、磁极和感应线圈组成。
当齿圈的齿隙与传感器的极轴端部相对时, 极轴端部与齿圈之间的空气间隙最大,磁阻也最大, 通过感应线圈的磁通量最小。
而当齿圈的齿顶与传感器的极轴端部相对应时, 极轴端部与齿圈之间的空气隙最小, 磁阻也最小, 通过感应线圈的磁通量最大。
当齿圈随同车轮转动时, 齿圈的齿顶和齿隙就交替地与传感器极轴顶部相对, 传感器感应线圈周围的磁场随之发生强弱交替变化, 在感应线圈中就会感应出交变电动势, 齿圈的齿数为固定值，感应电动势的频率和转速成正比。
霍尔传感器
霍尔式传感器由传感头和齿圈组成,，其传感头由霍尔元件、永磁体和电子电路等组成，在与磁场垂直的方向加上一控制电流时，在与磁场垂直的方向上产生霍尔电压，齿圈转动过程中, 通过霍尔元件的磁力线密度发生变化, 引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一准正弦波电压，此信号由电子电路转换成表中的脉冲电压。
光电式传感器
光电式传感器由开孔圆盘，光源，光敏元件及缝隙板等组成。
开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接。
光源发出的光通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收，将光信号转换成电信号输出。
开孔圆盘旋转一周，光敏元件输出的电脉冲的个数等于圆盘的开孔数，可通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得知被测转速。
通过对上述各种传感器的简介，我们得知磁电式传感器输出信号的幅值随转速的变化而变化，抗电磁波干扰能力差。
霍尔传感器安装使用不方便，而价格相对昂贵。
光电式传感器价格低廉，安装使用方便，不与被测对象直接接触。
所以本设计采用光电式传感器。
主控模块电路的设计
主控模块是由AT89C52单片机组成的最小应用系统，是系统的核心，控制着整个系统的正常运行。
系统的总体电路图
主程序由定时器脉冲计数子程序、数据处理子程序、显示子程序、报警子程序和按键中断程序等组成。
图
5.1 主程序流程图
参考文献
[1]杜春晖.一种矿用无轨胶轮车防爆
车载计费装置的设计[J].中国计
量,2020(07):63-66.
[2]Zhen Qiao,Zhanfang Liu.
Research on a micro-trigger sensor
for overspeed alarm and emergency
protection[J]. Measurement,2020,149.
[3]董福香.基于STC单片机的多功能报警器的设计[J].电子技术与软件工程,2018(22):243-245.。