基于單片機(jī)的行車狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測和語音提醒的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
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一、主要功能
車輛語音提示器可對(duì)車輛行駛的路況好／壞（車輛顛簸是否嚴(yán)重）進(jìn)行監(jiān)測；可對(duì)在霧天、雨天和夜晚的車輛行駛進(jìn)行監(jiān)測；可對(duì)行駛途中駕駛員打手機(jī)進(jìn)行監(jiān)測，對(duì)停行后車內(nèi)手機(jī)有電話打入進(jìn)行監(jiān)測；可對(duì)連續(xù)長時(shí)間行駛進(jìn)行監(jiān)測；可對(duì)駕駛員酒后駕車進(jìn)行監(jiān)測；可對(duì)行駛中車門是否關(guān)好進(jìn)行監(jiān)測和可對(duì)非法啟動(dòng)車輛進(jìn)行監(jiān)測等。
2.實(shí)時(shí)監(jiān)測的語音提示
（1）在啟動(dòng)車輛時(shí)，將有“祝您本次旅途愉快！”的語音提示。
（2）在啟動(dòng)車輛三分鐘后。將有提示系好安全帶的語音“為了您的安全，請(qǐng)系好安全帶”。
（3）對(duì)路況不好時(shí)，將有“路況不好，請(qǐng)注意安全”的語音提示。
（4）車輛在雨天行駛時(shí)，將有“雨天行車，請(qǐng)注意安全”。且每隔30分鐘進(jìn)行一次提示。在30分鐘內(nèi)車輛沒在雨中行駛，將停止下段時(shí)間語音提示。
（6）車輛在夜晚行駛時(shí)，將有“夜晚行車，請(qǐng)注意安全”的語音提示，提示方式與雨天行車一樣。
（7）在行駛途中打手機(jī)時(shí)，將有“行駛途中。請(qǐng)不要打電話”的語音提示。
（8）在停行時(shí)，如果有手機(jī)來電，將有“您有電話，請(qǐng)接聽”的連續(xù)三聲語音提示。
（9）當(dāng)有超量的喝酒現(xiàn)象時(shí)，將有“為了您的安全，請(qǐng)不要駕車”的語音提示。且每隔5分鐘提示一次（還可增加禁止車輛啟動(dòng)功能）。
（10）當(dāng)車輛連續(xù)行駛4個(gè)小時(shí)以上時(shí)。將會(huì)每隔10分鐘有“行駛時(shí)間太長，請(qǐng)休息后再繼續(xù)行駛”的語音提示。
（11）在車輛啟動(dòng)或行駛途中。如車門沒關(guān)好，將會(huì)有“車門沒美好，請(qǐng)撿查”的語音提示。
（12）如果有不法分子利用非法手段將車輛啟動(dòng)行駛，將會(huì)有大聲的“非法行駛本車輛”的警示語音。
3.功能擴(kuò)展防盜功能：非法啟動(dòng)車輛后，不斷撥打設(shè)定的電話號(hào)碼以示警情。電話號(hào)碼可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置3—5個(gè)。
二、電路原理
實(shí)現(xiàn)上述功能的框圖見右圖，電路見下圖所示?，F(xiàn)將各個(gè)部分電路原理介紹如下：
1.信號(hào)檢測部分
（1）啟動(dòng)檢測
車輛啟動(dòng)檢測是由位移傳感器檢測實(shí)現(xiàn)的，檢測電路由下圖中位移傳感器、U1D等元器件組成。當(dāng)位移傳感器檢測到位移信號(hào)，并經(jīng)過U1D放大整形處理后，將信號(hào)傳到U3（5）腳，用于車輛啟動(dòng)檢測識(shí)別和提示。
當(dāng)車鑰匙接通電源后，控制核心將初始化所有檢測功能。檢測的第一個(gè)功能就是看U3（5）腳有沒有信號(hào)出現(xiàn)，并是否達(dá)到某一電平程度。因位移傳感器檢測的信號(hào)輸出為模擬信號(hào)，若移動(dòng)加速度越快。則輸出量就越大。所以將U3（5）腳設(shè)置為模擬采樣口，即可輕松實(shí)現(xiàn)車輛啟動(dòng)檢測。當(dāng)檢測到啟動(dòng)信號(hào)后，提示器將發(fā)出“祝您本次旅途愉快！”的語音提示。
當(dāng)車輛啟動(dòng)三分鐘后，為了提醒駕駛員系好安全帶，則有“為了您的安全，請(qǐng)系好安全帶”的語音提示。
（2）行駛路況檢測
在車輛行駛過程中，會(huì)遇到路面很差的情況，使車輛大幅度顛簸或發(fā)生其他安全事故。車輛行駛路況檢測是由水銀開關(guān)檢測信號(hào)的。當(dāng)路面平穩(wěn)時(shí)，水銀開關(guān)一般不會(huì)動(dòng)作，U3（28）腳檢測為低電平，但當(dāng)遇到路況很差時(shí)。則可使水銀開關(guān)內(nèi)出現(xiàn)分?jǐn)?。即在U3（28）腳上出現(xiàn)高電平脈沖，即可檢測到路況不好的信息。
當(dāng)車輛出現(xiàn)大幅度顛簸后，提示器將有“路況不好，請(qǐng)注意安全”的語音提示。其提示方式是第一次提示后，在30分鐘后才會(huì)出現(xiàn)第二次提示。
（3）濕度檢測
濕度傳感器檢測主要用于檢測9下雨天的車輛行駛，以便提醒在雨中行駛車輛的駕駛員小心駕車。濕度檢測采用最簡的簧片濕度傳感器，見圖2中L2。當(dāng)沒有雨水侵蝕時(shí)?；善瑐鞲衅鲀苫善蛛x且中間無任何導(dǎo)電介質(zhì)，使得傳感器輸出為高電平；當(dāng)有雨水澆濕到傳感器L2兩簧片時(shí)，由于兩簧片間隔很近，雨水成為導(dǎo)體使傳感囂輸出為低電平。L2的低電平輸出。送至U3（23）腳進(jìn)行信號(hào)判斷。
當(dāng)U3（23）腳檢測到低電平后。系統(tǒng)將報(bào)一聲“雨天行車。請(qǐng)注意安全”。若L2一直為低電乎，則每隔30分鐘報(bào)一次。以提醒駕駛員注意行車。
為可靠檢測雨天行車。可將L2探頭安放于車門外側(cè)。只要上空有雨水下落，則傳感器就可靈敏檢測到。
（4）霧天檢測
當(dāng)車輛行駛于大霧天氣時(shí)。駕駛員要特別小心。用于檢測霧天的傳感器是由光敏檢測電路和濕度檢測電路組合完成的。由于光敏檢測電路很簡單，本電路由R25、VD3構(gòu)成，原理就不再闡述。
當(dāng)光敏檢刪到環(huán)境亮度低到一定程度。加之如有霧結(jié)晶于濕度傳感器簧片時(shí)，系統(tǒng)則認(rèn)為是i芏霧天行駛車輛。在霧天行駛時(shí)。則有“霧天行車，請(qǐng)注意安全”
的語音提示。其提示方式為前一次提示與后一次提示相隔30分鐘。
雖然這種檢測方式不很科學(xué)，但為了節(jié)約成本。
只好用這種“替代”的組合方式進(jìn)行識(shí)別。在要求較高的場合，可采用霧氣傳感器進(jìn)行檢測識(shí)別。
（5）夜晚行車檢洲
由于夜晚光線暗淡，用光敏檢測的方式即可檢測出夜晚行車。當(dāng)在夜晚行車時(shí)。有“夜晚行車，請(qǐng)注意安全”的語音提示，且提示間隔為30分鐘。
（6）通訊設(shè)備開啟檢測
交通法規(guī)定不允許單手操作行駛車輛，主要針對(duì)駕駛員行駛途中接／打移動(dòng)電話等。這類通訊設(shè)備開啟（通話）檢測方法，可利用市面出售的“來電閃”。檢測高頻發(fā)射信號(hào)是否存在。
由于移動(dòng)通訊設(shè)備在使用時(shí)，會(huì)向聯(lián)絡(luò)機(jī)站不斷發(fā)送高頻信號(hào)，即會(huì)有較強(qiáng)的高頻能輻射，利用市售“來電閃”即可檢測出有無打電話現(xiàn)象。具體電路見圖2中L1、VD1、VD2等器件。若U3第（5）腳檢測到有信號(hào)出現(xiàn)，則會(huì)有“行駛途中，請(qǐng)不要打手機(jī)”的語音提示。但是，如果車輛處于停止?fàn)顟B(tài)（但鑰匙接通電源）而有電話打進(jìn)來，則有“您有電話。請(qǐng)按聽”的連續(xù)三聲語音提示。
（7）酒敏檢測
利用酒敏傳感器，可對(duì)一定濃度酒精含量的空氣進(jìn)行檢測。有關(guān)犧敏檢測方面的電路，可以查閱相關(guān)資料。本制作為了節(jié)約成本，選用了燈絲型傳感器，電路見圖2。如要求靈敏度較高，則可選用半導(dǎo)體酒敏傳感器。
本提示器在U3（3）腳檢測到一定幅度信號(hào)后。則有“為了您的安全。請(qǐng)不要駕車”的語音提示，且每隔5分鐘提示一次。為了安全可靠，使用者還可添加限制車輛啟動(dòng)功能。
（8）門控檢測
利用門磁控制方式?？蓪?duì)行駛中車輛的車門是否關(guān)閉進(jìn)行檢測。由于目前很多車輛都安裝有防盜報(bào)警器，所以可直接從報(bào)警器的門磁器檢測信號(hào)線上提取信號(hào)。當(dāng)車輛啟動(dòng)后。如門磁信號(hào)檢測到?jīng)]有關(guān)好車門，即有“車門沒關(guān)好。請(qǐng)檢查”的語音提示。為了簡單易制，四個(gè)車門的信號(hào)采用“相與”形式，即不能像某些高檔車那樣，直接提示是某個(gè)車門沒有美好。如果將本提醒器加裝報(bào)警功能，則可利用門磁報(bào)警原理，將提醒和報(bào)警功能制作在_一起。并可在語音模塊中加入“非法行駛本車輛”的語音提示，井兼做報(bào)警器。
2.核心控制部分
該車輛行駛安全提醒器控制核心U3采用PIC16F73芯片。由于程序簡單，占用空間較少，也可選用PIC16C72／73或PIC16F72等28腳單片機(jī)完成。在程序設(shè)計(jì)和對(duì)應(yīng)端口使用時(shí)，需要將單片機(jī)A口RA0～RA3（2）～（5）腳設(shè)置為模擬輸人口，其他輸入接口根據(jù)上述檢測部分，設(shè)置成高低電平檢測即可。由于本提醒器僅馓語音提示，則輸出直接控制語音錄放模塊或訂制單片放音芯片即可。
另外，在本提醒器中，除了外部影響駕駛員正常行駛因素外，還考慮到了駕駛員連續(xù)駕車的長時(shí)間疲勞提醒。當(dāng)駕駛員對(duì)車輛啟動(dòng)行駛后，控制器將開始計(jì)時(shí)。如果行車連續(xù)長達(dá)4個(gè)小時(shí)以上時(shí)。將會(huì)每隔10分鐘有“行駛時(shí)間太長，請(qǐng)休息后再繼續(xù)行駛”的語音提示。如果行車途中停止10分鐘以上繼續(xù)行車，本提醒器將作重新計(jì)時(shí)。
本制作的單片機(jī)程序編制簡單，讀者只要直接參照20D2年刪年《電子報(bào)》相關(guān)PIC單片機(jī)實(shí)例文章。即可輕松編制該控制程序。
三、其他制作
由于本提醒器采用單片機(jī)為核心對(duì)行車狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和提醒，可方便制作者通過修改程序的方式對(duì)提醒器進(jìn)行改進(jìn)和其他功能擴(kuò)展，還可利用舊手機(jī)制作遠(yuǎn)程報(bào)警器，其原理簡單概述如下：利用門磁檢測車門是否被打開。再由單片機(jī)去模擬觸發(fā)手機(jī)的撥號(hào)按鍵，對(duì)預(yù)存號(hào)碼進(jìn)行依次撥打。由于撥號(hào)裝_置由手機(jī)本身完成。所以單片機(jī)僅需模擬撥號(hào)即可。同時(shí)，由于目前移動(dòng)電訊營運(yùn)商已開通了多項(xiàng)定位服務(wù)，還可利用程序控制對(duì)車輛位置進(jìn)行監(jiān)控。
評(píng)論