一種基于嵌入式的汽車超速報警與限速控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基于嵌入式的汽車超速報警與限速控制裝置，屬于機動車安全領域。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的飛速發展，人們的生活水平也在不斷地提高，私家車已經走進了千家萬戶，成為了人們出行的主要工具，然而在高速路段上，大多數私家車司機，由于對汽車的掌握程度不是特別好，車輛往往根據自己的喜好隨意提速、超速行駛，使其穩定性與安全性大大降低。一旦出現緊急情況，往往會導致車毀人亡的重大交通事故的發生。這種高速路汽車超速報警及智能限速裝置，可以在駕駛員超速行駛時提供及時的聲光報警，提示司機已經超越安全行駛時速，并且啟動限速裝置，智能減小油量的輸送，從而限制車輛的行駛時速。
[0003]本實用新型的結構簡單、操作靈活、成本低廉、環保耐用、報警靈敏，在汽車超速行駛時，可以有效提醒司機并控制車速，使駕駛員安全行駛。

【發明內容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種基于嵌入式的汽車超速報警與限速控制裝置，以用來解決高速路段的汽車超速問題。
[0005]本實用新型的技術方案是:一種基于嵌入式的汽車超速報警與限速控制裝置，包括霍爾傳感器2、信號接收電路3、單片機控制模塊4、按鍵電路5、汽車蓄電池6、汽車導航7、報警裝置8、定時器9、顯示電路10、限速裝置11;
[0006]所述霍爾傳感器2安裝在汽車曲軸前端I并與信號接收電路3連接，信號接收電路3與單片機控制模塊4連接，單片機控制模塊4分別與按鍵電路5、汽車蓄電池6、汽車導航7、報警裝置8、定時器9、顯示電路10連接，汽車蓄電池6分別與霍爾傳感器2、單片機控制模塊4、顯示電路10連接，報警裝置8與定時器9連接，定時器9與限速裝置11連接。
[0007]所述限速裝置11包括:電子節氣門控制裝置12、節氣門位置傳感器13、節氣門14、步進電機15、節氣門控制螺旋桿23;其中，定時器9與電子節氣門控制裝置12相連接，電子節氣門控制裝置12與步進電機15相連接，步進電機15與節氣門控制螺旋桿23相連接，節氣門控制螺旋桿23與節氣門14相連接，節氣門14與節氣門位置傳感器13相連接，節氣門位置傳感器13分別與電子節氣門控制裝置12、步進電機15連接。
[0008]所述霍爾傳感器2包括:電感線圈16、傳動軸17、永磁鐵18、震蕩彈簧19、軟鐵20、硅霍爾片21、信號傳輸線22;其中，電感線圈16固定在永磁鐵18的底部，傳動軸17與永磁鐵18相連接，震蕩彈簧19 一端與軟鐵20連接，震蕩彈簧19另一端固定在傳感器內部，硅霍爾片21與信號傳輸線22連接。
[0009]所述信號接收電路3包括:穩壓器、運算放大器0?1、0?2、0?3、0?4，電阻1?1、1?2、1?、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，％WC1、C2，二極管Dl、D2，三極管Ql，施密特觸發器芯片⑶40160;其中，電阻Rl與穩壓器相連接，接到霍爾傳感器2的硅霍爾片21上，霍爾傳感器2的信號傳輸線22與電阻R2、R3連接，運算放大器Opl正極與電阻R2相連接，電容Cl 一端接到運算放大器Opl的輸出端，電容Cl另一端接到運算放大器Opl的負極，電阻R4—端接到Opl的輸出端，電阻R4另一端接到運算放大器Opl的負極，電阻R3接到運算放大器0p2的正極，電容C2—端接到運算放大器0p2的輸出端，電容C2另一端接到0p2的負極，電阻R6—端接到運算放大器0p2的輸出端，電阻R6另一端接到運算放大器0p2的負極，電阻R4、R5、R6、R7串聯接到了可變電阻R9上，電阻R8、R9、Rl O串聯在一起，電阻R11、R12與電阻R9并聯，同時R11，R12串聯接地，電阻R13接到運算放大器0p3的正極，電阻R16接在運算放大器0p3的負極并接地，電阻R14、R15分別接在運算放大器0p3的輸出端與正極之間，二極管Dl陽極接到運算放大器0p3的輸出端，二極管Dl陰極接到運算放大器0p3的正極，二極管D2的陽極接電阻R17，二極管D2陰極接運算放大器0p3的輸出端，電阻R17接到運算放大器0p4的正極，電阻R18接到運算放大器0p4的正極和輸出端之間，施密特觸發器芯片⑶40160接到運算放大器0p4的輸出端，電阻R20—端接到施密特觸發器芯片⑶40160的輸出端，電阻R20另一端接到三極管Ql的基極，電阻R21接到三極管Ql的集電極，三極管Ql的發射極接地。
[0010]所述顯示電路10包括芯片MAX7219，8位共陰極LED數碼管，電阻R22、R23，電容C3;其中，芯片MAX7219的管腳12與電阻R22相連接并接地，管腳18與電容C3的一端相連接，C3的另一端與可變電阻1?23相連接，并接入5￥電壓，管腳2、3、5、6、7、9、10、11、14、15、16、17、20、21、22、23，分別與8位共陰極LED數碼管的相應段相連接。
[0011]所述單片機控制模塊4包括芯片4了89052，電阻1?24、1?25、1?26、1?27、1?28、1?29、1?30、尺31、1?32、1?3、1?4，電容04工5、06，晶振￥1，所述定時器9包括:芯片741^138，三極管03、04，電阻1?35、1?36，兩個8位數碼管;所述按鍵電路5包括:按鍵1(1、1(2、1(3、1(4、1(5;所述報警裝置8包括:燈1、燈2，三極管Q2，揚聲器；其中，芯片AT89C52的管腳18，19之間接入晶振Yl，電容C4、C5分別接入管腳19、18并且兩電容串聯接地，芯片4了89052的管腳9接電容06，電阻1?24與電容06并聯，按鍵1(1接到電容06與電阻1?24之間，電阻1?25、1?26、1?27、1?28、1?29、1?30、1?31、1?32分別與芯片4了89053的管腳?0.0、？0.1、？0.2、？0.3、？0.4、？0.5、？0.6、？0.7連接，同時與8位數碼管連接，三極管Q3、Q4的集電極分別與兩個8位數碼管連接，電阻R35、R36分別與三極管Q3、Q4的基極相連接，三極管Q3、Q4的發射極短接接入+5V的電源，電阻R35、R36與芯片74LS138的管腳14、15連接，芯片74LS138的管腳3接地，管腳2接限速裝置11，芯片AT89C52的管腳?2.4、？2.5、？2.6、？2.7分別與按鍵1(2、1(3、1(4、1(5連接，按鍵1(2、1(3、1(4、1(5—端短接接地，芯片AT89C52的管腳P2.7接電阻R33，電阻R33與三極管Q2的基極連接，電阻R34與三極管Q2的集電極相連接，三極管Q2的發射極與揚聲器的一端連接，揚聲器的另一端接地，芯片AT89C52的管腳Pl.6,Pl.7分別接燈1、燈2的一端，燈1、燈2的另一端接地。
[0012]所述節氣門14為球形節氣門。
[0013]本實用新型的工作原理是:
[0014]將霍爾傳感器2安裝在汽車曲軸前端I上進行測速，霍爾傳感器2內部的永磁體18安裝在傳動軸17上，通過汽車的電機軸的轉動帶動轉動軸17，同時使得永磁體18轉動，固定在傳感器內部的電感線圈16與轉動的永磁體18作用形成電磁場，軟鐵20與震蕩彈簧19相連接并且做震蕩運動，水平切割磁感線使其產生電磁變化，電壓通過電阻Rl輸入到穩壓器當中，經過穩壓后的電信號加在硅霍爾片21兩端，硅霍爾片21同時接收磁感信號的變化加載到電壓信號中通過信號傳輸線22輸入到信號接收電路3中，信號分別流經電阻R2、R3流入運算放大器Op1、0p2的正極進行信號的一級放大，一部分放大后的信號分別流經電容Cl、C2，通過C1、C2的充放電，使信號流入電阻R13、R5，同時另一部分的放大信號分別由放大器Op1、0?2的負極流出分別流經電阻1?4、1?6與之前的放大信號匯合，電阻1?8、1?9、1?10、1?11、1?12，形成一個電橋用來平穩信號。經過一級放大由Opl流出的信號部分流入運算放大器0p3的正極，由0p3流出的信號由于二極管D2的作用無法直接流入運算放大器0p4，但是通過二極管Dl流經電阻R15和R17流入運算放大器0p4的正極，經過多級放大之后的信號輸入到施密特觸發器芯片⑶40160中進行信號的整形濾波操作，經過芯片⑶40160整形后的信號通過電阻R20流入三極管Ql，輸出高電壓導通三極管Ql并記住此狀態為開狀態，當磁場處于釋放點時，芯片⑶40160輸出低電壓將三極管Ql截止，使之狀態記為關狀態，硅霍爾片21提供的是差模直流信號，只有幾毫伏，所以采用多級放大，芯片⑶40160與電阻R20、R21，三極管Ql形成電耦合器，將電信號轉化為計數脈沖，也就是將車速信號轉換成脈沖信號輸入到單片機中方便計數和顯示，并且運算放大器Op 1、0p2、0p3、0p4均接+15V電壓。
[0015]在論文(鄭少波，張少榮《基于AT89S51單片機的瓦斯報警器的設計》中提到“對瓦斯濃度的監測，當其濃度超過預警值時可以進行聲光報警并排風以降低瓦斯濃度”，因此用單片機處理信號，當超過預警值動作，是通用的方法)。
[0016]所以，將汽車導航7的地圖中的每個路段的限速信息傳輸到單片機控制模塊4中，作為報警的預警值，當所測量到的速度大于預警值時觸發聲光報警。報警裝置8啟動后，燈I，燈2與單片機芯片AT89C52的管腳7、8相連接，觸發其發亮，揚聲器與三極管Q2發射極相連接，并且三極管Q2的集電極接電阻R34，三極管Q2的基極接電阻R33接到芯片AT89C52的管腳28上，當達到報警值時，觸發聲光報警。按鍵Kl一端接下拉電阻R24，另一端接電容C6，同時接到管腳9上，當需要重置單片機的設置時，按下K1，在下拉電阻R24的作用下使得電容C6快送的充放電，從而進行初始化。按鍵1(2、1(3、1(4、1(5，分別與管腳?2.3、？2.4、？2.5、？2.6相連接，主要對單片機報警值進行設定，并且當汽車超速報警時，啟動定時器9，電阻R25、R26、尺27、1?28、1?29、1?30、1?31、1?32分別與單片機芯片4了89052的管腳？0.0、？0.1、？0.2、？