1、西南科技大学本科生毕业论文Design and implementation of intelligent control system for automotive vehicle safety speedAbstract: Safe driving of motor vehicles related to the sustainable development of the whole transport industry. The excessive speed is the major factor of traffic accidents. On the highway, there
2、 is a result of traffic accidents due to inaccurate judgment on the sight distance. If we can intellectively detect the safety speed of the vehicle, control the speed of vehicle real-time based on the results, this can greatly improve the automotive vehicle safety and reduce the accident. The tradit
3、ional safe speed limit is only based on road design speed of highway, not the speed under different weather conditions and it result to cannot make real-time intelligent judgment. This paper is based on visibility of present traffic sections under different weather conditions, automatically detect a
4、nd calculate the vehicles safe speed. Transmit the results to the vehicle control center via bus technology, and compare to the real-time speed of the car, and then prompt the driver base on the results the security status of the vehicle. If the prompt does not attract attention, the system will aut
5、omatically control of the cars oil supply. Lastly, this can get the purpose of intelligently control the safe driving of the vehicle.Key word: safe driving speed; sight distance; intelligent control西南科技大学本科生毕业论文西南科技大学本科生毕业论文汽车车辆安全行驶速度智能控制系统的设计和实现摘要：汽车车辆的安全行驶关系着整个交通业的可持续发展。在汽车行驶过程中，车速过快是造成事故发生的主要因素。在
6、高速公路上行驶时，存在由于对行车视距判断不准确而导致的交通事故。如果能够对车辆行驶的安全速度进行智能化的检测，并且根据检测结果对车速进行实时控制，则能够极大的提高汽车车辆的安全系数，减少事故发生。传统的安全限速只是基于高速公路的道路设计速度，不能根据不同天气条件对车辆安全行驶速度做出实时性的智能判断。本文基于不同天气条件下车辆行驶路段的能见度，对车辆的安全行驶速度进行自动检测和计算，并通过总线技术将结果传至车辆控制中心，与汽车实时速度进行比较，然后根据判断结果提示驾驶员车辆的安全状态，如果提示没有引起注意，就自动的控制汽车的油路，达到对车辆的安全行驶进行智能控制。关键字: 安全行驶速度；行车视
7、距；智能控制西南科技大学本科生毕业论文目 录第一章 绪 论 .11.1 道路交通安全现状 .11.2 安全行驶及其影响因素 .21.2.1 安全行驶速度的定义 .21.2.2 影响安全行驶的主要因素 .21.3 本文研究的主要内容 .3第二章 安全行驶速度智能控制系统总体设计 .52.1 功能概述 .52.1.1 下位机系统功能 .52.1.2 上位机系统功能 .52.2 下位机系统总体设计 .62.3 上位机系统总体设计 .72.4 本章小结 .8第三章 硬件电路设计 .93.1 主要器件 .93.1.1 带有 SPI 接口的独立 CAN 总线控制器 MCP2515 .93.1.2 霍尔传感
8、器 A3144.24西南科技大学本科生毕业论文3.1.3 红外对管及 ADC0832 .253.1.4 步进电机及驱动芯片 ULN2003A.273.1.5 显示器 LCD1602.283.1.6 三端稳压集成电路芯片 7805.313.2 下位机系统电路设计 .313.2.1 安全行驶速度测量电路 .313.2.2 实时速度测量电路 .323.2.3 通信模块电路 .323.2.4 数码管显示电路 .333.2.5 电源电路 .343.2.6 单片机电路 .343.3 上位机系统电路设计 .353.3.1 步进电机电路 .353.3.2 声光提示电路 .353.3.3 LCD1602 显示器
9、 .363.3.4 单片机电路 .363.4 本章小结 .37第四章 软件设计 .384.1 MCP2515 构造 CAN 通信最小节点 .38西南科技大学本科生毕业论文4.1.1 复位 MCP2515 .384.1.2 设置位定时 .384.1.3 设置屏蔽和滤波器 .394.1.4 设置正常模式 .394.1.5 设置发送与接收缓冲器 .404.2 下位机程序设计 .404.2.1 常量、变量说明 .414.2.2 安全行驶速度采集子程序 .424.2.3 实时速度采集子程序 .434.2.4 显示子程序 .444.2.5 MCP2515 发送子程序 .454.2.6 下位机主程序 .46
10、4.3 上位机程序设计 .474.3.1 常量、变量说明 .474.3.2 LCD1602 显示子程序 .484.3.3 步进电机控制子程序 .504.3.4 MCP2515 接收子程序 .524.3.5 上位机主程序 .524.4 本章小结 .54西南科技大学本科生毕业论文结论 .55致谢 .57参考文献 .58附录 1：电路图 .60附录 2：程序清单 .62西南科技大学本科生毕业论文1第一章 绪 论1.1 道路交通安全现状随着经济社会的发展，汽车越来越成为人们生活中必不可少的工具。随着汽车保有量大幅增加，由此引发的各种问题也越来越凸现。道路拥挤、能源消耗、噪声污染、空气污染和交通安全等严
11、重制约着经济社会的可持续发展。同时，交通事故给人们的生命财产安全带来了极大的威胁。中国是世界上交通事故死亡人数最多的国家，中国每年发生交通事故 20 万起，因交通事故死亡人数均超过 6 万人。表 1-1列出了我国 2010 年、2011 年涉及人员伤亡的交通事故次数以及由此带来的直接经济损失 1。表 1-1 2010 年、2011 年交通事故统计年份 次数 死亡人数 受伤人数 财产损失2010 219521 65225 254075 9.3 亿2011 210812 62387 249673 9.4 亿合计 430333 127612 503748 18.7 亿2010 年，全国共接报道路交通
12、事故 3906164 起，同比上升 35.9%。其中，涉及人员伤亡的道路交通事故 219521 起，造成 65225 人死亡、254075 人受伤，直接财产损失 9.3 亿。与 2009 年相比，事故起数减少 18839 起，下降 7.9%；死亡人数减少2534 人，下降 3.7%；受伤人数减少 21050 人，下降 7.7%；直接财产损失增加1196.7 万元，上升 1.3%。发生一次死亡 3 人以上道路交通事故 1244 起，同比减少32 起，发生一次死亡 5 人以上道路交通事故 269 起，同比增加 8 起；发生一次死亡10 人以上特大道路交通事故 34 起，同比增加 10 起。适用简易
13、程序处理的道路交通事故 3686652 起，与去年相比，增加 1050895 起，上升 39.9%。2011 年全国的道路交通安全总体形势总体平稳。全国涉及人员伤亡的道路交通西南科技大学本科生毕业论文2事故 210812 起，共造成 62387 人死亡，事故起数、死亡人数同比分别下降 4%和 4.4%，从大的数字上来看是相对平稳的。但是，也有一些比较明显的特点，从肇事车辆的使用性质看，生产经营性道路交通事故总数有些下降，一般货运车辆事故还是比较突出，占整个生产经营性事故的 71.8%。从事故原因看，超速行驶、酒后驾驶、疲劳驾驶仍然是导致交通事故多发的主要的原因。特别是超速行驶导致的事故死亡人数
14、占全部死亡人数的 14.2%，这个比例还是相当高的。从事故发生的地点、道路情况看，高速公路的事故仍然呈上升的趋势。1.2 安全行驶及其影响因素1.2.1 安全行驶速度的定义安全行驶速度，是在驾驶员特征、车辆性能、道路特征、交通流特征、天气条件以及时段等众多复杂因素的共同影响下，通过设定各种因素对行驶速度的影响系数而进行计算，得到的一个车辆在安全行驶状态下不能超越的速度。1.2.2 影响安全行驶的主要因素1、驾驶员因素交通事故是道路交通系统中，由于人、车、路、环境等因素配合失调而引起的突发事件。驾驶员是车辆安全行驶的掌控者。在汽车行驶过程中，驾驶员扮演着最重要的角色。在各类交通事故的原因统计中，
15、驾驶员的因素占据着很大的比重。具体分析，可以从三个方面总结驾驶员对安全行驶速度的影响：第一，驾龄的影响。根据经验，驾龄越长，驾驶员对车辆的掌控能力就越强，发生紧急情况时驾驶员的反应也就越及时，因此事故发生的概率也就越小。第二，车速对驾驶员视力的影响。根据研究表明，车辆行驶速度升高，驾驶员的视力会随着下降。并且速度越高，视力下降的程度越严重。第三，车速对驾驶员视野的影响。当车速提高的时候，驾驶员必须要提前看到远方的交通情况，视野自然变窄，事故发生的可能性也就增加 2。西南科技大学本科生毕业论文32、车辆因素车辆是行驶过程的客体。所有驾驶员的操作都必须有效的作用于车辆才能产生控制作用。不同车辆的配
16、置参数不同，具体表现在汽车的制动性、转向性、操控性及稳定性等多种性格参数的差异。第一，汽车制动系统是汽车安全行驶的核心部件之一。制动距离是指驾驶员开始踩制动踏板到汽车完全停止所经过的距离。制动距离会受到很多因素的影响，如汽车的行驶速度，路面附着系数等。根据统计，汽车由于刹车失灵或制动不足而使制动距离延长、侧滑、跑偏而引起的事故占交通事故总数的 15%。第二，汽车转向系统是关系操控性的关键部件。若转向系统发生偏差或者不灵敏，在汽车高速行驶的时候，如果车辆需要转向，则此时离心力很大，容易发生车辆偏离行驶轨迹，造车翻车等交通事故。3、道路因素道路是汽车行驶的载体。道路条件包括很多的方面，诸如道路等级
17、、线性特征、路面状况、交通工程及沿线交通设施等。我国的公路根据使用任务、功能及适应的交通量的不同，划分为五个等级：高速公路，一级公路，二级公路，三级公路，四级公路。不同等级的公路最高限速也不一样，例如，高速公路限速 120Km/h。另一方面，在驾驶汽车行驶时，应根据实时道路条件选择车速，比如道路的平直、弯曲，路面的起伏，道路的宽度，坡度等各种因素都会影响车速 3。4、环境因素环境因素包括自然环境和人工环境。自然环境包括天气条件，地理条件等。人工环境主要是指人流量和车流量。我国每年因天气条件恶劣而导致的交通事故很多，当出现雨雪天气时，能见度降低，而轮胎对地面的附着力也减小，这时就应该减速慢行，使汽车的稳定性保持在一个可控的范围。地理条件也是影响车速的重要因素，由于某些路段地势险恶，在不清楚前方道路的情况下，应减慢车速，增加驾驶员对于道路情况判断的准确性。另一方面，在城市交通系统中，由于城市是人流量和车流量很集中的地方，在城市道路行驶时，应该减速避让人流、车流，遇到紧急情况提前采取措施。
