基于单片机实现公交车超速预警系统

(成都理工大学信息科学与技术学院 四川 成都 610000)

引言

随着汽车产业的快速发展，推动着城市交通日益便利，公交车日益成为我们生活中出行的必不可少的工具。但由于部分司机的交通安全意识淡薄，因公交车行驶速度过快造成的事故屡见不鲜，况且因为国内公路网的复杂，为减少交通事故的发生率，相关的交通部门给国内公路网的不同路段设置了不同的最大行驶速度。因此，研发和更新当前公交车测速与超速预警系统势在必行。本电路设计基于这一现实情况的考虑，提出了基于单片机的公交车超速预警系统，使用AT89C51作为主控芯片，结合霍尔传感器的测速作用和液晶显示屏在显示车速视觉预警的作用，最终实现蜂鸣器超速预警的作用，减少交通事故的发生。

一、系统总体方案

以AT89C51单片机为核心控制电路的公交车超速预警电路由以下六部分组成：电源模块，按键模块，测速模块，显示模块，时钟模块和超速预警模块。公交车的超速预警电路以AT89C51单片机作为主控芯片，电源由外界5V电源提供，按键模块用于设置时间和公交车最高限定速度，显示模块用于显示时间和当前行驶速度，蜂鸣报警器模块在特定路段超速行驶时发出声音警报。总体框图如图1所示。

图1 公交车超速预警系统的结构框图

二、系统主要实现功能

本系统通过使用霍尔传感器安装在车轮进行公交车运行实时测速，搭载蜂鸣器模块，国家对特定路段是有特定的运行速度的，当测得公交车在特定路段超过公交车规定范围的行驶速度时，传回主控的单片机内，继而蜂鸣器响起，实现公交车超速后的预警，并将公交车实际行驶车速显示在LCD1602液晶显示屏上。

(一)车速显示功能

显示模块采用的是LCD动态扫描的显示方式，将单片机的P2.2接口接LCD的使能端口E，然后将单片机P2.0接口连接LCD液晶显示屏的数据/命令选择端(H/L)RS，LCD液晶引脚D0～D7与单片机的P0相接，将要显示的数值传送至P0。并开始调用延时，将P2.2口置0，P2.0口置1时，写指令，将P2.2口置1，P2.0口置1时，则写数据，直至将需要显示的数字全部显示在液晶上。

(二)测速功能

在霍尔传感器是作用下统计时钟脉冲间隔，并由相关转换为速度测量。在实时测得公交车超速时，传回主控芯片，蜂鸣器报警，正常行驶速度范围内显示实时行驶速度，超速时则提醒超速和显示路段最大行驶速度。

(三)超速预警功能

蜂鸣器报警模块的原理是采用三极管的放大和导电功能来驱动蜂鸣器，当公交车在行驶速度超速时，三极管进而驱动继电器控制警示灯亮起，同时蜂鸣报警器发出声音预警。警示司机减慢行驶速度。

三、基于Proteus系统仿真测试

本设计采用Proteus软件进行系统仿真，Proteus是世界上著名的EDA工具，可以支持IAR和KEIL等多种编译器。从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计。是目前唯一的一款集电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件为一体的设计软件。

使用KEIL编写程序，检查无误后生成hex文件，进入Proteus仿真软件，在元件库中选取电路所需元器件，连接电路把文件载入单片机中调试，得到仿真结果如图2所示。

图2 系统仿真结果

测试结果分析：使用电机模拟车轮转动，在Proteus仿真软件上可见，当运行速度大于预设的最大速度时仿真图右侧的灯亮，蜂鸣器发出声音。

结语

随着公共交通的日益普及，超速行驶成为交通事故的著名“马路杀手”，基于单片机的公交车超速预警系统具有价格低廉，警示效果明显，方便携带安装的优势，具有良好的推广价值。