低速车辆速度测量系统设计方案_开题报告

中北大学信息商务学院

毕业设计开题报告

学

学生姓名：ck 号：10050543

学院、系：__________ 信息与通信工程_____________ 专业：______________ 自动化_________________ 设计题目低速车辆速度测量系统设计_________

指导教师：沈小林

2014年03月9日毕业设计开题报告

度来看，在走过了漫长而艰难的发展历程之后，电动车正面临着重大的技术突破，有望成为21世纪的重要交通工具。

在大都市中，电动车作为一种小型、中速和短途的日常交通工具，是十分理想的。电动车的开发关系到能源、环保、交通和高科技的发展以及新兴工业的兴起，它将推动整个国民经济的发展，成为新的经济增长点。电动车将使能源的利用多元化和高效化，达到能量的可靠、均衡和无污染地利用。从环保的角度来看，电动车是无排放交通工具，即使计及发电厂所增加的排气，从总量上来看，它也将使空气污染大为减少。此外，电动车比传统的燃料汽车更易实现精确的控制，智能交通系统则有可能率先通过电动车来实现，从而提高道路利用率和交通安全。近年来，各种显示高新技术的电动车层出不穷，日新月异。所以研究自行车的测速系统有着非常重要的实用意义。

传统电动自行车速度测量系统的显示面板大，多为机械指针式，它的缺点是体积大、重量沉、反应慢，看起来不够直观与方便。如果能用LE (C) D直接显示出来里

程数或速度值，就可节省用户的时间及精力处理自行车行进过程中的突发事件。

此次课设设计的速度与里程表以单片机和传感器为核心。传感器将不同车速转变成的不同频率的脉冲信号输入到单片机进行控制与计算，再采用L C D模块进行显

示，使得电动自行车的速度与里程数据能直观的显示给使用者。所以设计测速表很有必要和实现意义。

基于单片机的自行车测速系统最终实现目标是：自行车的速度里程表具有里程、速度测试与显示功能，采用单片机作控制，显示电路可显示里程及速度。使行驶自行车的使用者通过一目了然的观察速度与里程表知道自己的运动情况，并根据外界条件，如温度，风速等进行适当的调节，已达到最佳运动的效果。

此设计以单片机为处理核心，运用到传感器的测速系统和显示器的显示功能显示出速度与里程。以实现对自行车速度的测量。

为此设计，我查阅了很多数据库，如：万方数字化图书馆，中国学术期刊来源文献，中国知网，中国国家数字图书馆，超星数字图书馆，网络公开资源来源文献，spin ger link 来源文献等。

我主要通过标题和与标题相关的关键字进行检索，还加上一些简单的检索式进行筛选文献。此外，还通过索引进行较全面的检索，得到了与此相关的各种文献。

根据老师要求，我主要检索了30篇左右的文献，其中大部分有实用价值。

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2 .本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一•研究内容

1测速系统

脉冲计数法是智能测速系统中常用的方法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入微处理器中进行计数，即可获得转速的信息。

可以有多种方式来获得脉冲信号。将光电传感器安装在转轴上，当扇叶经过时，可产生脉冲信号。但是光电传感器对灰尘、油污等比较敏感，因此不适宜安装在车轮上。光电编码器和霍尔传感器都不怕灰尘和油污，且都广泛应用于工业现场。但是光电编码器价格较昂贵，霍尔传感器价格便宦且具有体积小、灵敏度高、响应速度快、温度性能好、精确度高、可靠性高等特点，能很好地满足车轮测速系统设计的需要。所以本设计采用霍尔元件对里程与速度进行测量，既简单易行，又经济适用。

杨继生，刘芬在《霍尔传感器A44E在车轮测速中的应用研究》中详细介绍了霍尔传感器A44EW何获得稳定的脉冲信号，从而实现对车速进行智能测量的方案。

该系统采用霍尔传感器作为脉冲发生器，具有成本低、性能好、构造简单、在机车处于恶劣的环境系统中具有很强的抗干扰能力。另外它除了可实现速度里程表功能外，还能存储行驶过程重要数据，为自行车定期保养检修提供可靠数据，并可作为分析事故原因提供依据。

使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的齿轮盘上粘上一粒磁钢，霍尔元件固定在前叉上，当车子转动时霍尔元件靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在齿轮盘上粘上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。

这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。测试结果表明，运用该方案实现的系统能很好的达到对车轮测速的要求。

2显示模块选择

单片机系统中常用的显示器有：发光二极管LED显示器、液晶LCD显示器等。

在这里由于单片机测速系统比较简单，所以只考虑LED显示器和LCD显示器。

LED 显示器工作方式有两种静态显示方式和动态显示方式。

方案一LED静态显示器：静态显示的特点是每个数码管的段选必须接一个8位数据线来保持显示字形码。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。LED动态显示器：动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。

方案二用液晶显示器LCD显示信息。

LCD显示器工作原理就是利用液晶的物理特性；通电时排列变得有序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过，说简单点就是让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。

本课题选用LCD动态显示器。

任务分析与实现

本设计的任务是：以通用AT89C52单片机为处理核心，用传感器将车轮的转数转换为电脉冲，进行处理后送入单片机。里程及速度的测量，是经过AT89C52的定时/计

数器测出总的脉冲数和每转一圈的时间，再经过单片机的计算得出，其结果通过LCD 显示器显示出来。

本系统总体思路如下：假定轮圈的周长为L,在轮圈上安装m个永久磁铁，则测得的里程值最大误差为L/m。经综合分析，本设计中取m=1当轮子每转一圈，通过开关型霍尔元件传感器采集到一个脉冲信号，并从引脚P3.2中断0端输入，传感器每获取

一个脉冲信号即对系统提供一次计数中断。每次中断代表车轮转动一圈，中断数n轮圈的周长为L的乘积为里程值。计数器T1计算每转一圈所用的时间t，就可以计算出即时速度V。当里程键按下时，里程指示灯亮，LCD切换显示当前里程，与当速度键按下时，速度指示灯亮，LCD切换显示当前速度。

要求达到的各项指标及实现方法如下：

1.利用霍尔传感器产生里程数的脉冲信号。

2.对脉冲信号进行计数。

实现：利用单片机自带的计数器T1对霍尔传感器脉冲信号进行计数。

3.对数据进行处理，要求用LCD显示里程总数和即时速度。

实现：利用软件编程，对数据进行处理得到需要的数值。

最终实现目标：自行车的速度里程表具有里程、速度测试与显示功能，采用单片机作控制，显示电路可显示里程及速度