老年车自动跟车-设计说明书
电子校园网 编号：
CP-51-2021-031-LW
设计摘要：
本论文基于STC89C52单片机为核心控制器，设计了一种老年车自动跟车系统。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，用于获取输入部分数据并进行处理，控制输出部分。输入部分包括HC-SR04超声波测距模块、霍尔传感器、独立按键和供电电路。输出部分包括LCD1602显示模块、MX1508直流电机驱动马达模块、TTS语音输出模块、LED模块和蜂鸣器。通过该系统，老年车能够自动跟车行驶。HC-SR04超声波测距模块用于检测障碍物距离，霍尔传感器用于检测车速，独立按键用于调整距离阈值和马达档位，供电电路为系统提供电源。LCD1602显示模块显示障碍物距离、车速和阈值等信息，MX1508直流电机驱动马达模块模拟车轮转动，TTS语音输出模块通过语音提示“减速慢行”和“危险，请刹车”，LED模块提示障碍物距离，蜂鸣器在手动模式下报警。实验结果表明，该老年车自动跟车系统具有良好的性能和稳定性。它能够准确检测障碍物距离和车速，并根据设定的阈值进行相应的控制和提示。这种系统的应用有助于提高老年车的安全性和驾驶舒适度，为老年人提供更好的出行体验。
关键词：单片机；霍尔传感器；TTS语音传感器；超声波测距传感器
字数：9000+
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内容预览：
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
3.5 超声波测距模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主机主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 设置速度阈值实物测试
5.3 测速速度实物测试
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
中国的老年用品市场发展较晚，尚未形成完善的系统。在老龄化日趋严重的社会背景下，部分具有敏锐洞察力的开发者虽然已注意到老龄化产品日益上升的需求，但单独分散开发力尚跟不上老年人对产品的需求增长速度。
老年人作为一个特殊群体，具有明显的群体特征，年龄增长带来的运动系统衰弱和感知能力下降使老龄化产品的易用性显得尤为重要。市面上的老龄化用品往往无法做到对老年群体的量身定做，导致设计缺乏针对性，未能迎合老年人的要求。在老年人代步工具领域，很少有专门针对老年人而设计的代步工具，代步工具基本是市面上常见的电动车或者轮椅，其设计与老年人的生理心理特点和行为习惯匹配度不高，针对性不强。老年代步车之所以能发展起来，很大程度是因为市场有需求，现在城市越来越大，农村的路也越来越宽，普通人的生活也富裕起来，但是还不足以家家户户都买小汽车，所以这种类似小汽车的低速电动车就成了一个代步需求改善的刚需。优点很多：操作便捷、家里即可充电、环保省力等等，老年代步车速度太慢，马路上龟速前进，阻碍了道路交通的快速；很多驾驶者不懂交通法规，闯红灯、逆行等带来很多交通安全隐患，
每个老人都是从青年人走过来的，每个人都会变老，很多老人还是在为家庭、为社会做自己力所能及的贡献，社会也应该正视老年人面临的问题，采用更合理、更人性化的管理去解决问题，这是大家都愿意看到的。因此，本文研究的老年人自动跟车系统能够按键设置距离最大值以及最小值以及设置电机速度，并通过霍尔元件进行测速，利用LCD1602显示当前距离值、速度以及模式，可以超声波测量当前与障碍物距离并通过TTS语音播报等功能实现，在一定程度上更能帮助老年人。
1.2 国内外研究现状
2018年张世兵，张绍勇，徐达学，王继贞发明涉及智能车技术领域,特别涉及一种自动跟车系统,包括处理模块和控制模块,所述的处理模块包括决策控制器,图像采集单元以及雷达采集单元,图像采集单元用于获取本车前方的视频或图像信息并处理得到本车在车道中的相对位置信息,雷达采集单元用于检测本车前方障碍物的距离,方位,速度信息,决策控制器接收信息并处理后输出车辆速度,角度及角速度控制命令至控制模块,控制模块根据该控制命令对本车速度,方向进行控制,并公开了该系统的控制方法.这里通过图像和雷达技术相融合,使得车辆的检测,跟踪更准确,以及各种天气状况下的安全问题得到更好保证,减少城市道路拥堵造成的各种交通事故,提高安全性并减轻驾驶者的精神压力[1]。
随着ADAS技术研究的深入,自动跟车系统的设计成为2019年李亚兰研究的重点,而跟车过程中,跟车距离的实时调整性成为技术的难点.本文采用超声波测距和程序PWM调整的方法实现跟车行进中的实时性.系统通过超声波传感器测量距离,L298N为电机驱动模块,以单片机为控制器,实现跟车的速度和距离的精确控制,同时用LCD1602显示当前的距离值[2]。
2021年卢俊杰，B·西斯曼，刘瑞，张明，李海制定了一项新颖的任务，以合成与无声预先录制的视频同步的语音，表示为自动画外音（AVO）。与传统的语音合成不同，AVO不仅寻求生成听起来像人类的语音，而且还寻求完美的唇语音同步。AVO的一个自然解决方案是将语音渲染置于视频中嘴唇序列的时间进展上。我们提出了一种新颖的文本到语音转换模型，该模型以视觉输入为条件，名为VisualTTS，以实现准确的唇语音同步。所提出的VisualTTS采用了1）文本视觉注意和2）声学解码过程中的视觉融合策略两种新颖的机制，这两种机制都有助于在输入文本内容和输入唇序列中的唇部运动之间形成精确的对齐。实验结果表明，VisualTTS实现了精确的唇语音同步，并优于所有基线系统[3]。
2020年金洪库，俊 俊 勇，李贤哲，李，约翰·乌克发明的超声波传感器模块，当车辆行驶或停车安装在车辆上时，检测并通知周围的物体，发送超声波信号，并接收被物体反射并返回的超声波信号。两个或多个超声波传感器用于驱动，驱动单元用于驱动超声波传感器，并控制超声波传感器模块的一般操作，以接收两个超声波传感器接收到的超声波信号。它配备了一个控制单元，通过三角形测量方法计算物体与车辆之间的垂直距离。根据本发明，通过使用三角测量方法可以更准确地计算到物体的距离，并且可以提高距离测量的精度[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
本设计旨在实现老年车的自动跟车功能，通过使用STC89C52单片机作为核心控制器，结合多个传感器和模块，实现了对障碍物距离和车速的检测，并提供相应的控制和提示功能。系统的输入部分包括HC-SR04超声波测距模块、霍尔传感器、独立按键和供电电路，输出部分包括LCD1602显示模块、MX1508直流电机驱动马达模块、TTS语音输出模块、LED模块和蜂鸣器。通过以上模块的协同工作，老年车能够准确检测障碍物距离和车速，并根据设定的阈值进行相应的控制和提示，提高了老年车的安全性和驾驶舒适度。该设计具有使用方便、功能稳定、安全可靠等特点，对老年车的智能化改造和驾驶安全具有重要意义。
