一种基于STC89C52RC单片机的车门综合安全装置

一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置
技术领域
1.本实用新型涉及车门安全装置技术领域，尤其涉及一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置。


背景技术：

[0002]“下车”看似是一件简单的事情，但其实安全地下车需要很多步骤，首先开车门前先观察车辆后方车流情况，然后确认安全后，用靠近车中控侧手将车门打开一条缝，观察后方行人或非机动车辆，最后再次确认安全，打开车门迅速下车并关门，同时还需要注意后方来车情况，而在现实中我们往往会忽略这么多步骤，会直接打开车门下车，这样造成的后果是开车门事故频发，造成人员伤亡和不必要的车损，随着现在机动车数量的增加与城市的快速发展，城市路况越来越复杂，道路变得拥挤，导致开车门事故也越来越频繁发生，相关报道越来越多，而我们发现市面上除了交规规定“前车开车门前必须要确认后方没有车辆或行人才可以开车门”以外，并没有其他可靠解决方案，通过查询，国内外几乎没有相关研究报告，仅有寥寥几个相关发明专利，国外的奥迪汽车与国内的奇瑞汽车正在研发开门警示系统，但是其功能单一，只能在对车内乘员起到一定程度上的提醒作用，而不能完全避免开车门事故的发生。
[0003]
综合来看，现有研究不能在保证车内乘员舒适与安全操作的前提下，完全避免开车门事故的发生，或是系统太过于复杂，不符合实际交通场景需求或不便于维护，缺少应用空间，恰逢汽车行业转型浪潮，安全性逐渐成为消费者首要考虑的因素，车企也因此“投其所好”，在车辆主被动安全设计上下功夫，车门安全系统研究领域还有广泛的空间，因此我们综合考虑车内乘员操作习惯，紧急情况处置，保护交通参与者等要求，并基于单片机相关开发软硬件，提出一种主动防护，安全性强，功能模块化，维修、升级灵活性强以及结构简单成本低的车门综合安全装置。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置。
[0005]
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
[0006]
一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置，包括包括红外感应模块，所述红外感应模块与stc89c52rc单片机电性连接，所述stc89c52rc单片机分别与hc
‑
sr04雷达测速模块、红外测距模块、应急装置、无线遥控装置和315m无线接收装置电性连接，所述315m无线接收装置分别与蜂鸣器和中控器电性连接。
[0007]
优选的，所述红外测距模块包括安装在车外的一对红外线发射与接收管，发射管发射特定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当红外的检测方向遇到障碍物时，红外信号反射回来被接收管接收，经过处理之后，通过数字传感器接口返回到mcu，mcu即可利用红外的返回信号来识别周围环境的变化，它的发射频率一般为38khz左右，探
测距离一般比较短，通常被用作近距离障碍目标的识别，由于本车门安全综合装置中红外传感器主要用于测定距离车门较近的障碍物及把手处感应人手是否接触，作用距离较短，采用红外传感器作为测距模块精度较高，动作与报警信号的反应快。
[0008]
优选的，所述stc89c52rc单片机是stc公司生产的一种低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k字节系统可编程flash存储器，内置4k字节eeprom存储空间，可直接使用串口下载。
[0009]
优选的，所述hc
‑
sr04雷达测距模块采用io触发测距，可以通过io口直接与mcu相连接，所述hc
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sr04雷达测距模块在实现单片机测距测速方面应用广泛，可提供2cm
‑
400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm，具有性能稳定、测度距离精确的特点。
[0010]
优选的，所述红外感应模块包括一个安装在门把手处红外传感器和感应灯，此装置主要就是识别人们开门的动作，利用红外线传感器灵敏度高的特点，只要人把手伸入门把手凹槽就会触及我们安装在凹槽内部的红外线装置，该装置便会向测距模块输出一个电平信号使之进行工作。
[0011]
优选的，所述应急装置包括设置在车内的应急按钮，所述无线遥控装置包括无线遥控器。
[0012]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：接通电源，系统工作，红外传感器未感应到物体阻挡则指示灯不亮，当手指插入门把手的凹槽内准备开门时，红外传感器感应到物体阻挡则指示灯亮红灯，则触发stc89c52rc单片机启动hc
‑
sr04测速模块、红外测距模块工作，hc
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sr04测速模块在短时间内发出两次信号测试距离，将两个连续的信号传输给stc89c52rc单片机进行数据处理计算，当检测到有超过危险速度物体靠近车门时，stc89c52rc单片机则传输信号给315m无线接收装置控制中控锁锁定，并通过蜂鸣器发出警报。当红外测距模块检测到车门开门范围内有静止物体阻挡，stc89c52rc单片机同样传输信号给315m无线接收装置控制中控锁锁定，并通过蜂鸣器发出警报，通过对车辆后方和车辆左右物体的探测，实现较为全面的安全系统控制覆盖，当我们遇到一些情况需要紧急开门时，按下应急按钮开启应急模式，中控锁将解除锁闭，乘客可以正常开启车门，当我们需要远距离灵活控制的安全装置开启关闭时，可以通过遥控器控制安全装置的模式与车门中控锁的锁闭状态。
[0013]
本实用新型结构简单，红外感应模块若感应有开车门动作，stc89c52rc单片机则启动hc
‑
sr04测速模块和红外测距模块工作，hc
‑
sr04测速模块检测是否有超过危险速度物体靠近车门，红外测距模块则检测车门开门范围内有静止物体阻挡，当有超过危险速度物体靠近车门或开门范围内有静止物体阻挡时中控锁锁定，并通过蜂鸣器发出警报。
附图说明
[0014]
图1为本实用新型提出的一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置的系统框图；
[0015]
图2为本实用新型提出的一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置的测距信号时序图；
[0016]
图3为本实用新型提出的一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置stc89c52rc单片机的主电路；
[0017]
图4为本实用新型提出的一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置车门外红外传感器的电路图；
[0018]
图5为本实用新型提出的一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置车把手处红外传感器的电路图；
[0019]
图6为本实用新型提出的一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置超声波测速模块外部电路图；
[0020]
图7为本实用新型提出的一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置超声波测距内部电路结构图；
[0021]
图8为本实用新型提出的一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置315m无线接收装置外部原理图。
具体实施方式
[0022]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]
实施例一
[0024]
参照图1
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8，一种基于stc89c52rc单片机的车门综合安全装置，包包括红外感应模块，红外感应模块与stc89c52rc单片机电性连接，stc89c52rc单片机分别与hc
‑
sr04雷达测速模块、红外测距模块、应急装置、无线遥控装置和315m无线接收装置电性连接，315m无线接收装置分别与蜂鸣器和中控器电性连接。
[0025]
实施例二
[0026]
本实施例在实施例一的基础上进行改进：红外测距模块包括安装在车外的一对红外线发射与接收管，stc89c52rc单片机是stc公司生产的一种低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k字节系统可编程flash存储器，内置4k字节eeprom存储空间，可直接使用串口下载，hc
‑
sr04雷达测距模块采用io触发测距，可以通过io口直接与mcu相连接，红外感应模块包括一个安装在门把手处红外传感器和感应灯，应急装置包括设置在车内的应急按钮，无线遥控装置包括无线遥控器，本实用新型结构简单，红外感应模块若感应有开车门动作，stc89c52rc单片机则启动hc
‑
sr04测速模块和红外测距模块工作，hc
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sr04测速模块检测是否有超过危险速度物体靠近车门，红外测距模块则检测车门开门范围内有静止物体阻挡，当有超过危险速度物体靠近车门或开门范围内有静止物体阻挡时中控锁锁定，并通过蜂鸣器发出警报。
[0027]
stc89c52rc单片机主要组成结构为：
[0028]
(1)主电源引脚(2根)：vcc(pin40)：电源输入，接 5v电源，gnd(pin20)：接地线
[0029]
(2)外接晶振引脚(2根)：
[0030]
xtal1(pin19)：片内振荡电路的输入端。
[0031]
xtal2(pin20)：片内振荡电路的输出端。
[0032]
(3)控制引脚(4根)：
[0033]
rst/vpp(pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
[0034]
ale/prog(pin30)：地址锁存允许信号。
[0035]
psen(pin29)：外部存储器读选通信号。
[0036]
ea/vpp(pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
[0037]
(4)可编程输入/输出引脚(32根)：
[0038]
stc89c52单片机有4组8位的可编程i/o口，分别位p0、p1、p2、p3口，每个口有8位(8根引脚)，共32根。
[0039]
po口(pin39～pin32)：8位双向i/o口线，名称为p0.0～p0.7p1口(pin1～pin8)：8位准双向i/o口线，名称为p1.0～p1.7 p2口(pin21～pin28)：8位准双向i/o口线，名称为p2.0～p2.7 p3口(pin10～pin17)：8位准双向i/o口线，名称为p3.0～p3.7。
[0040]
红外传感器电路：
[0041]
e18
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d80nk
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n是一种集发射与接收于一体的光电传感器，发射光经过调制后发出，接收头对反射光进行解调输出。有效的避免了可见光的干扰。透镜的使用，也使得这款传感器最远可以检测80厘米距离的问题(由于红外光的特性，不同颜色的物体，能探测的最大距离也有不同；白色物体最远，黑色物体最近)。检测障碍物的距离可以根据要求通过尾部的电位器旋钮进行调节。
[0042]
车把手处红外传感器主要用于感应人手是否与车把手接触而触mcu工作。
[0043]
超声波测速模块电路：
[0044]
超声波测速模块与单片机的p11和p12接口相连。
[0045]
hc
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sr04超声波测距模块可提供2cm
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400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。超声波的收发由其中的555定时器实现。
[0046]
315m无线接收装置电路：
[0047]
数据发射模块的工作频率为315m，采用声表谐振器saw稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～ 85度之间变化时，频漂仅为3ppm/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的lc振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。
[0048]
数据模块采用ask方式调制，以降低功耗，当数据信号停止时发射电流降为零，数据信号与发射模块输入端可以用电阻或者直接连接而不能用电容耦合，否则发射模块将不能正常工作。数据电平应接近数据模块的实际工作电压，以获得较高的调制效果。
[0049]
为避免受分布参数影响，发射模块应能垂直安装在主板的边缘，并离周围器件5mm以上。模块的传输距离与调制信号频率及幅度，发射电压及电池容量，发射天线，接收机的灵敏度，收发环境有关。一般在开阔区最大发射距离约800米，在有障碍的情况下，距离会缩短，由于无线电信号传输过程中的折射和反射会形成一些死区及不稳定区域，不同的收发环境会有不同的收发距离。
[0050]
工作原理：接通电源，系统工作，红外传感器未感应到物体阻挡则指示灯不亮，当手指插入门把手的凹槽内准备开门时，红外传感器感应到物体阻挡则指示灯亮红灯，则触发stc89c52rc单片机启动hc
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sr04测速模块、红外测距模块工作，hc
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sr04测速模块在短时间内发出两次信号测试距离，将两个连续的信号传输给stc89c52rc单片机进行数据处理计
算，当检测到有超过危险速度物体靠近车门时，stc89c52rc单片机则传输信号给315m无线接收装置控制中控锁锁定，并通过蜂鸣器发出警报，当红外测距模块检测到车门开门范围内有静止物体阻挡，stc89c52rc单片机同样传输信号给315m无线接收装置控制中控锁锁定，并通过蜂鸣器发出警报，通过对车辆后方和车辆左右物体的探测，实现较为全面的安全系统控制覆盖，当我们遇到一些情况需要紧急开门时，按下应急按钮开启应急模式，中控锁将解除锁闭，乘客可以正常开启车门，当我们需要远距离灵活控制的安全装置开启关闭时，可以通过遥控器控制安全装置的模式与车门中控锁的锁闭状态。
[0051]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。