编号：
HJJ-51-2021-020-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于STC89C52单片机的无人车防碰撞控制系统，该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，通过获取输入部分数据并进行内部处理，实现对输出部分的控制。输入部分包括HC-SR04超声波测距模块、红外避障模块和供电电路，用于检测障碍物距离和前后是否有障碍物，并为系统提供电源。输出部分包括LCD1602显示模块、MX1508直流电机及驱动模块、JDY-31蓝牙模块、舵机、LED指示灯和蜂鸣器，用于显示车辆状态、控制车轮转动、与手机连接、控制红外避障模块、指示系统状态和报警。通过以上硬件模块的组合，本设计实现了无人车防碰撞控制系统的功能。实验结果表明，该系统能够准确地检测障碍物的距离和前后是否有障碍物，并根据检测结果控制车辆的行驶状态。同时，系统具备显示、蓝牙控制和报警等功能，提升了无人车的安全性和智能化水平。本设计为无人车的防碰撞控制提供了一种可行的解决方案，具有一定的实际应用价值。
关键词：单片机；舵机；蓝牙模块；红外避障模块
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 超声波测距模块
3.5 JDY-31蓝牙模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 显示函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 蓝牙连接实物测试
5.3 超声波避障实物测试
5.4 红外避障模块实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着交通事业的不断发展，交通事故已成为全球范围内日益严重的公共安全问题。据统计，70％～90％的交通事故是由于驾驶员操作失误所致。若在交通事故发生前的1．5s给驾驶员发出警报，驾驶员及时采取相应的措施，则可避免90％的碰撞事故。汽车防碰撞系统的使用能有效减少驾驶员误操作，避免车辆碰撞事故的发生，并降低碰撞带来的伤害，对提高行车安全具有十分重要的意义。因此，近年来受到了各个国家的政策支持。
我国在汽车防碰撞系统领域的重视力度也较高，已经发布了多项相关政策，并且政策出台的密度越来越高，执行力度越来越大，如2017年3月份，我国首部营运客车安全技术标准《营运客车安全技术条件》的发布，9米以上营运客车防碰撞产品的强制安装正式实施。2019年，部《营运车辆自动紧急制动系统性能要求和测试规程》（JT／T 1242－2019）发布，给车辆安装车辆防碰撞系统已成为汽车行业的必然发展趋势。根据新思界发布的《2020－2024年中国汽车防碰撞系统市场可行性研究报告》，2016－2019年，中国汽车防碰撞系统行业市场规模增速在20％以上，装配车辆主要为高端车型。新思界产业分析师表示，在政策的驱动下，未来五年，汽车防碰撞系统行业仍将保持非常快的发展速度，市场渗透率将快速提升。因此，我们研究防碰撞小车具有很大的意义。
1.2 国内外研究现状
基于超声波传感器测距和红外传感器避障原理，2018年李怀宇首先提出控制系统的整体方案，即：遇到前方障碍物，汽车减速并判断左侧是否有障碍物，如果没有左转弯，是否还有判断右侧是否有障碍物， 如果没有右转弯，如果有刹车和后退。然后从硬件设计和软件设计两个方面给出了基于STM32 MCU、L298 N电机驱动的避障小车系统设计[1]。该系统的设计意义在于使用简单的传感器进行自动避障。避障方案易于实施，易于移植。在多功能自动机器人的开发中可作为参考。
2019年隋美丽 杨立平 刘敏杰研究了一种智能小车防碰撞及报警系统，包括信息处理模块，所述信息处理模块连接端设有遥控模块、路面检测模块、报警模块和电机驱动模块，所述报警模块包括红外线信号接收器，所述红外线信号接收器连接端设有光敏三极管，所述光敏三极管连接端设有二极管，所述二极管连接端设有定时器，所述定时器和二极管连接端均设有蜂鸣报警器，所述电机驱动模块包括控制单元、驱动单元和转向单元。本实用新型通过设置电机驱动模块，路面检测模块可检测地面障碍物和路面指示线轨迹，若有障碍物或检测到车轮靠近指示线将信号传输至控制单元，控制单元根据反馈电信号控制转向单元工作进行角度偏移，进行障碍躲避和轨迹修改[2]。
2021年张磊，李渊发明涉及一种智能小车及其自避障方法和远程控制避障方法,该智能小车包括小车本体,小车本体上安装有控制器,超声波传感器,红外传感器,电机单元和车轮,超声波传感器用于探测小车正前方是否存在障碍物以及障碍物与小车之间的距离,并将探测的信息传输给控制器;红外传感器用于探测小车左右两侧前方是否存在障碍物,并将探测的信息传输给控制器;控制器根据接收的所有探测信息,输出对应的控制信号给电机单元,由电机单元驱动车轮完成前进,后退以及转向操作.与现有技术相比,本发明扩大了探测范围,提高了避障成功率,能在避开障碍物后重新自主完成移动过程,并能通过云台摄像头与客户端连接,实现远程精准控制避障的目的[3]。
为了提高智能小车自主导航的能力,需要解决智能小车在复杂环境中的自主避障问题.为了实现自主避障,2022年张萍提出了超声波避障的设计方案和处理算法.智能小车采用四轮驱动以提高驱动能力,通过不同宽度的脉冲控制舵机实现不同方向,不同角度的转向,从而带动超声波模块实现不同方向障碍物距离的检测[4].
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计是基于STC89C52单片机的无人车防碰撞控制系统。系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，用于获取输入部分数据并控制输出部分。输入部分包括超声波测距模块、红外避障模块和供电电路，用于检测障碍物距离和前后是否有障碍物。输出部分包括显示模块、直流电机及驱动模块、蓝牙模块、舵机、LED指示灯和蜂鸣器，用于显示车辆状态、控制车轮转动、与手机连接、控制红外避障和进行报警。
该设计实现了无人车防碰撞控制的功能，能够准确检测障碍物，并根据检测结果控制车辆行驶状态。系统具备显示、蓝牙控制和报警等功能，提升了无人车的安全性和智能化水平。通过该设计，为无人车的防碰撞控制提供了一种可行的解决方案，具有实际应用价值。
