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基于CAN-BUS的汽车防撞报警系统控制单元的研究开发

作　者: 曾诚
导　师: 李百川
学　校: 长安大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 道路交通安全安全跟车距离模型抗干扰性能防撞报警系统 CAN总线通信技术系统故障编码
分类号: U463.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 511次
引　用: 9次
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内容摘要

针对我国高速公路交通安全的需要，以及国内外汽车电子技术的应用现状和发展趋势，综合汽车工程学、汽车电子技术、通信技术和控制技术等多学科理论，从必要性、可行性、实用性和经济性等角度出发，提出开发研制汽车防撞报警系统。目的在于当行车处于危险状态时，发出报警，提醒驾驶员采用相应措施，从而减少或避免高速公路碰撞事故的发生。本课题设计的系统包括传感器感知子系统、中央处理子系统和信息输出子系统等。本文首先从微观角度入手，对高速公路上行驶的前后两车的三种相对行车状态进行分析，提出合理的安全跟车距离计算模型；通过对车间距离、相对速度和自车车速的测量方案比较及误差分析，确定采用多普勒脉冲毫米波雷达传感器测量两车间的实际距离和相对速度，采用10脉冲霍尔车速传感器测量自车的实际车速；本文着重对中央处理子系统和信息输出子系统的软硬件设计作了详细的叙述。中央处理子系统中的信息采集单元负责对各传感器信息进行采集和处理，主控制单元根据安全跟车距离模型，对自车的安全状况进行判断，并通过信息输出子系统提示驾驶员目前行车的安全状况；各单元之间采用可靠性能高的汽车新型网络通信技术-CAN总线串行通信技术，保证数据交换的实时性和可靠性。本文充分考虑了系统的实时性、精确性和可靠性，采用性价比较高的八位微处理器AT89C52作为系统的控制中心；分析了系统的工作环境，以测控系统软硬件抗干扰理论为依据，在系统的软硬件设计过程中贯穿了系统软硬件抗干扰性能的设计理念。最后，模拟实验结果表明所设计的汽车防撞报警系统运行稳定、可靠，可根据安全跟车距离模型准确地判断行车的安全状况，并为驾驶员及时地提供自车的行车状况参数和安全状态信息。防撞系统的研究符合国内外汽车智能化的发展趋势，该系统的应用可以保证高速运行车辆的安全性，提高公路运输效率，具有广泛的应用前景和经济前景。

全文目录

第一章绪论  9-19
  1.1 我国道路交通安全现状及发展趋势  9-10
  1.2 汽车防撞报警系统的研究现状  10-12
    1.2.1 汽车防碰撞系统的提出  10-11
    1.2.2 国内外防碰撞系统的研究现状  11-12
  1.3 汽车新型网络通信技术  12-16
    1.3.1 汽车电子技术的发展  12-13
    1.3.2 CAN总线网络通信技术  13-16
  1.4 课题的意义和论文所做的工作  16-18
    1.4.1 课题的提出  16-17
    1.4.2 课题研究的内容和论文所做的工作  17-18
  1.5 本章小结  18-19
第二章系统技术指标与安全跟车距离模型  19-29
  2.1 系统结构与技术指标  19-21
    2.1.1 系统结构  19-20
    2.1.2 系统技术指标分析  20-21
  2.2 系统安全跟车距离模型  21-28
    2.2.1 系统安全跟车距离模型的建立  22-26
    2.2.2 模型中各参数的确定  26-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章系统信号测量方案与误差分析  29-38
  3.1 车间距离与相对速度测量方案  29-34
    3.1.1 各种测距方式性能的比较  29-31
    3.1.2 毫米波雷达的测量原理  31-33
    3.1.3 毫米波雷达的性能介绍  33-34
  3.2 自车车速测量方案  34-37
  3.3 本章小结  37-38
第四章系统硬件电路设计  38-59
  4.1 系统工作环境分析与可靠性设计  38-42
    4.1.1 系统工作环境的分析  38-39
    4.1.2 系统硬件可靠性分析  39-41
    4.1.3 系统软件可靠性分析  41-42
  4.2 系统硬件总体设计  42-44
    4.2.1 信息采集单元的总体设计  42-43
    4.2.2 主控制单元的总体设计  43-44
  4.3 系统各模块硬件电路的设计  44-58
    4.3.1 车速信号处理硬件电路的设计  44-46
    4.3.2 CAN总线通信接口的设计  46-50
    4.3.3 RS232标准串行通信接口的设计  50
    4.3.4 系统参数初始化模块的设计  50-52
    4.3.5 硬件“看门狗”电路的设计  52-53
    4.3.6 声光报警模块的设计  53-54
    4.3.7 液晶显示模块的设计  54-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章系统软件设计  59-78
  5.1 系统软件功能需求分析  59-60
  5.2 CAN总线通信接口的参数设置  60-67
    5.2.1 CAN总线的报文帧格式  60-63
    5.2.2 CAN总线节点的滤波设置  63-65
    5.2.3 CAN总线节点的波特率设置  65-67
  5.3 系统通信协议分析  67-70
    5.3.1 信息采集单元与雷达传感器的通信协议  67-68
    5.3.2 信息采集单元与主控制单元间的通信协议  68-70
  5.4 系统错误处理  70-72
  5.5 系统关键程序流程图  72-77
  5.6 本章小结  77-78
第六章系统性能实验验证  78-85
  6.1 实验目的与实验方案设计  78-82
  6.2 实验步骤与实验现象  82-84
  6.3 实验结果分析  84
  6.4 本章小结  84-85
第七章结论与建议  85-87
  7.1 结论  85-86
  7.2 建议  86-87
参考文献  87-91
致谢  91-92
附录A 芯片引脚图  92-93
附录B 实验数据及实验现象纪录表  93-95

基于CAN-BUS的汽车防撞报警系统控制单元的研究开发

内容摘要

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