汽车侧翻预警系统的研究

论文摘要

本课题考虑到汽车侧翻事故的频发和其对生命财产损害巨大的现状,尤其针对长途货运车辆由于驾驶员疲劳以及稳定性受载荷量影响所导致的侧翻事故,设计了一款经济实用的汽车侧翻报警系统。该汽车侧翻报警系统不断检测汽车的水平和竖直方向的加速度,实时与由汽车参数确定的汽车侧翻阈值比较。当检测到潜在的侧翻危险时,依据危险程度发出相应的声光报警信号。本文建立了汽车的刚体模型作为分析汽车侧翻阈值的物理模型,该模型结构简单并且由其得出的阈值表达式易于处理。针对货车每次载重量和所载货物装配高度各异的特点,该模型包含了利用货物质量和高度确定质心位置的公式。该模型计算的侧翻阈值与实际侧翻阈值比较,阈值误差小于0.07,完全可以满足汽车侧翻预警的要求。本课题的硬件设计包括:微处理器模块、传感器模块、显示模块、信息录入模块、电源模块和报警模块。用以实现参数录入和显示、加速度信息的采集和远距离传输、侧翻危险的判断和依据危险程度发出相应声光报警信号的功能。为保证汽车侧翻预警系统的实时性,程序基于μC/OS-Ⅱ编写。本设计建立键值输入显示任务,实现相应汽车参数的赋值和该值在显示模块上的显示。建立读取传感器任务,实现加速度值的读取。建立了报警任务,该任务将录入参数带入模型公式,计算出阈值,并根据加速度值和阈值的比较结果判断报警方式并报警。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 汽车侧翻研究的发展现状
• 1.2.1 国外现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文的工作与组织结构
• 第2章 汽车侧翻模型
• 2.1 侧翻分类
• 2.1.1 离路侧翻
• 2.1.2 在路侧翻
• 2.2 侧翻分析
• 2.3 侧翻模型
• 2.4 本章小结
• 第3章 硬件原理与电路设计
• 3.1 系统整体设计思想
• 3.2 加速度传感器模块
• 3.2.1 MEMSIC双轴加速度传感器介绍
• 3.2.2 MXC62020G管脚分布和数据传输方式
• 3.3 处理器模块
• 3.3.1 处理器简介
• 3.3.2 处理器体系结构与功能模块
• 3.3.3 处理器外围电路设计
• 3.4 供电电路
• 3.4.1 5V稳压电源
• 3.4.2 3.3V稳压电源
• 3.5 系统时钟电路
• 3.6 复位电路
• 3.7 键盘电路
• 3.8 显示电路
• 3.9 串口
• 3.10 LED电路
• 3.11 蜂鸣器控制电路
• 3.12 PCB设计与加工
• 3.13 硬件测试
• 3.14 本章小结
• 第4章 软件设计
• 4.1 开发环境与处理器底层操作
• 4.1.1 ARM7 开发环境介绍
• 4.1.2 LPC2138 处理器的基本操作
• 4.2 μC/OS-Ⅱ在LPC2138 上的移植
• 4.2.1 μC/OS-Ⅱ介绍
• 4.2.2 μC/OS-Ⅱ的特点
• 4.2.3 μC/OS-Ⅱ的移植
• 4.3 应用程序编写
• 4.3.1 任务创建
• 4.3.2 参数录入任务
• 4.3.3 读取加速度传感器任务
• 4.3.4 报警任务
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢