基于單片機的行車(chē)狀況實(shí)時(shí)監測和語(yǔ)音提醒的設計和實(shí)現
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一、主要功能
車(chē)輛語(yǔ)音提示器可對車(chē)輛行駛的路況好／壞（車(chē)輛顛簸是否嚴重）進(jìn)行監測；可對在霧天、雨天和夜晚的車(chē)輛行駛進(jìn)行監測；可對行駛途中駕駛員打手機進(jìn)行監測，對停行后車(chē)內手機有電話(huà)打入進(jìn)行監測；可對連續長(cháng)時(shí)間行駛進(jìn)行監測；可對駕駛員酒后駕車(chē)進(jìn)行監測；可對行駛中車(chē)門(mén)是否關(guān)好進(jìn)行監測和可對非法啟動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行監測等。
2.實(shí)時(shí)監測的語(yǔ)音提示
（1）在啟動(dòng)車(chē)輛時(shí)，將有“祝您本次旅途愉快！”的語(yǔ)音提示。
（2）在啟動(dòng)車(chē)輛三分鐘后。將有提示系好安全帶的語(yǔ)音“為了您的安全，請系好安全帶”。
（3）對路況不好時(shí)，將有“路況不好，請注意安全”的語(yǔ)音提示。
（4）車(chē)輛在雨天行駛時(shí)，將有“雨天行車(chē)，請注意安全”。且每隔30分鐘進(jìn)行一次提示。在30分鐘內車(chē)輛沒(méi)在雨中行駛，將停止下段時(shí)間語(yǔ)音提示。
（6）車(chē)輛在夜晚行駛時(shí)，將有“夜晚行車(chē)，請注意安全”的語(yǔ)音提示，提示方式與雨天行車(chē)一樣。
（7）在行駛途中打手機時(shí)，將有“行駛途中。請不要打電話(huà)”的語(yǔ)音提示。
（8）在停行時(shí)，如果有手機來(lái)電，將有“您有電話(huà)，請接聽(tīng)”的連續三聲語(yǔ)音提示。
（9）當有超量的喝酒現象時(shí)，將有“為了您的安全，請不要駕車(chē)”的語(yǔ)音提示。且每隔5分鐘提示一次（還可增加禁止車(chē)輛啟動(dòng)功能）。
（10）當車(chē)輛連續行駛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(cháng)，請休息后再繼續行駛”的語(yǔ)音提示。
（11）在車(chē)輛啟動(dòng)或行駛途中。如車(chē)門(mén)沒(méi)關(guān)好，將會(huì )有“車(chē)門(mén)沒(méi)美好，請撿查”的語(yǔ)音提示。
（12）如果有不法分子利用非法手段將車(chē)輛啟動(dòng)行駛，將會(huì )有大聲的“非法行駛本車(chē)輛”的警示語(yǔ)音。
3.功能擴展防盜功能：非法啟動(dòng)車(chē)輛后，不斷撥打設定的電話(huà)號碼以示警情。電話(huà)號碼可根據實(shí)際需要設置3—5個(gè)。
二、電路原理
實(shí)現上述功能的框圖見(jiàn)右圖，電路見(jiàn)下圖所示?，F將各個(gè)部分電路原理介紹如下：
1.信號檢測部分
（1）啟動(dòng)檢測
車(chē)輛啟動(dòng)檢測是由位移傳感器檢測實(shí)現的，檢測電路由下圖中位移傳感器、U1D等元器件組成。當位移傳感器檢測到位移信號，并經(jīng)過(guò)U1D放大整形處理后，將信號傳到U3（5）腳，用于車(chē)輛啟動(dòng)檢測識別和提示。
當車(chē)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(méi)有信號出現，并是否達到某一電平程度。因位移傳感器檢測的信號輸出為模擬信號，若移動(dòng)加速度越快。則輸出量就越大。所以將U3（5）腳設置為模擬采樣口，即可輕松實(shí)現車(chē)輛啟動(dòng)檢測。當檢測到啟動(dòng)信號后，提示器將發(fā)出“祝您本次旅途愉快！”的語(yǔ)音提示。
當車(chē)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，請系好安全帶”的語(yǔ)音提示。
（2）行駛路況檢測
在車(chē)輛行駛過(guò)程中，會(huì )遇到路面很差的情況，使車(chē)輛大幅度顛簸或發(fā)生其他安全事故。車(chē)輛行駛路況檢測是由水銀開(kāi)關(guān)檢測信號的。當路面平穩時(shí)，水銀開(kāi)關(guān)一般不會(huì )動(dòng)作，U3（28）腳檢測為低電平，但當遇到路況很差時(shí)。則可使水銀開(kāi)關(guān)內出現分斷。即在U3（28）腳上出現高電平脈沖，即可檢測到路況不好的信息。
當車(chē)輛出現大幅度顛簸后，提示器將有“路況不好，請注意安全”的語(yǔ)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(chē)輛行駛，以便提醒在雨中行駛車(chē)輛的駕駛員小心駕車(chē)。濕度檢測采用最簡(jiǎn)的簧片濕度傳感器，見(jiàn)圖2中L2。當沒(méi)有雨水侵蝕時(shí)?；善瑐鞲衅鲀苫善蛛x且中間無(wú)任何導電介質(zhì)，使得傳感器輸出為高電平；當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)行信號判斷。
當U3（23）腳檢測到低電平后。系統將報一聲“雨天行車(chē)。請注意安全”。若L2一直為低電乎，則每隔30分鐘報一次。以提醒駕駛員注意行車(chē)。
為可靠檢測雨天行車(chē)?？蓪2探頭安放于車(chē)門(mén)外側。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
當車(chē)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(jiǎn)單，本電路由R25、VD3構成，原理就不再闡述。
當光敏檢刪到環(huán)境亮度低到一定程度。加之如有霧結晶于濕度傳感器簧片時(shí)，系統則認為是i芏霧天行駛車(chē)輛。在霧天行駛時(shí)。則有“霧天行車(chē)，請注意安全”
的語(yǔ)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)，但為了節約成本。
只好用這種“替代”的組合方式進(jìn)行識別。在要求較高的場(chǎng)合，可采用霧氣傳感器進(jìn)行檢測識別。
（5）夜晚行車(chē)檢洲
由于夜晚光線(xiàn)暗淡，用光敏檢測的方式即可檢測出夜晚行車(chē)。當在夜晚行車(chē)時(shí)。有“夜晚行車(chē)，請注意安全”的語(yǔ)音提示，且提示間隔為30分鐘。
（6）通訊設備開(kāi)啟檢測
交通法規定不允許單手操作行駛車(chē)輛，主要針對駕駛員行駛途中接／打移動(dòng)電話(huà)等。這類(lèi)通訊設備開(kāi)啟（通話(huà)）檢測方法，可利用市面出售的“來(lái)電閃”。檢測高頻發(fā)射信號是否存在。
由于移動(dòng)通訊設備在使用時(shí)，會(huì )向聯(lián)絡(luò )機站不斷發(fā)送高頻信號，即會(huì )有較強的高頻能輻射，利用市售“來(lái)電閃”即可檢測出有無(wú)打電話(huà)現象。具體電路見(jiàn)圖2中L1、VD1、VD2等器件。若U3第（5）腳檢測到有信號出現，則會(huì )有“行駛途中，請不要打手機”的語(yǔ)音提示。但是，如果車(chē)輛處于停止狀態(tài)（但鑰匙接通電源）而有電話(huà)打進(jìn)來(lái)，則有“您有電話(huà)。請按聽(tīng)”的連續三聲語(yǔ)音提示。
（7）酒敏檢測
利用酒敏傳感器，可對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。本制作為了節約成本，選用了燈絲型傳感器，電路見(jiàn)圖2。如要求靈敏度較高，則可選用半導體酒敏傳感器。
本提示器在U3（3）腳檢測到一定幅度信號后。則有“為了您的安全。請不要駕車(chē)”的語(yǔ)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(chē)輛啟動(dòng)功能。
（8）門(mén)控檢測
利用門(mén)磁控制方式?？蓪π旭傊熊?chē)輛的車(chē)門(mén)是否關(guān)閉進(jìn)行檢測。由于目前很多車(chē)輛都安裝有防盜報警器，所以可直接從報警器的門(mén)磁器檢測信號線(xiàn)上提取信號。當車(chē)輛啟動(dòng)后。如門(mén)磁信號檢測到?jīng)]有關(guān)好車(chē)門(mén)，即有“車(chē)門(mén)沒(méi)關(guān)好。請檢查”的語(yǔ)音提示。為了簡(jiǎn)單易制，四個(gè)車(chē)門(mén)的信號采用“相與”形式，即不能像某些高檔車(chē)那樣，直接提示是某個(gè)車(chē)門(mén)沒(méi)有美好。如果將本提醒器加裝報警功能，則可利用門(mén)磁報警原理，將提醒和報警功能制作在_一起。并可在語(yǔ)音模塊中加入“非法行駛本車(chē)輛”的語(yǔ)音提示，井兼做報警器。
2.核心控制部分
該車(chē)輛行駛安全提醒器控制核心U3采用PIC16F73芯片。由于程序簡(jiǎn)單，占用空間較少，也可選用PIC16C72／73或PIC16F72等28腳單片機完成。在程序設計和對應端口使用時(shí)，需要將單片機A口RA0～RA3（2）～（5）腳設置為模擬輸人口，其他輸入接口根據上述檢測部分，設置成高低電平檢測即可。由于本提醒器僅馓語(yǔ)音提示，則輸出直接控制語(yǔ)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駕車(chē)的長(cháng)時(shí)間疲勞提醒。當駕駛員對車(chē)輛啟動(dòng)行駛后，控制器將開(kāi)始計時(shí)。如果行車(chē)連續長(cháng)達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(cháng)，請休息后再繼續行駛”的語(yǔ)音提示。如果行車(chē)途中停止10分鐘以上繼續行車(chē)，本提醒器將作重新計時(shí)。
本制作的單片機程序編制簡(jiǎn)單，讀者只要直接參照20D2年刪年《電子報》相關(guān)PIC單片機實(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為核心對行車(chē)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和提醒，可方便制作者通過(guò)修改程序的方式對提醒器進(jìn)行改進(jìn)和其他功能擴展，還可利用舊手機制作遠程報警器，其原理簡(jiǎn)單概述如下：利用門(mén)磁檢測車(chē)門(mén)是否被打開(kāi)。再由單片機去模擬觸發(fā)手機的撥號按鍵，對預存號碼進(jìn)行依次撥打。由于撥號裝_置由手機本身完成。所以單片機僅需模擬撥號即可。同時(shí)，由于目前移動(dòng)電訊營(yíng)運商已開(kāi)通了多項定位服務(wù)，還可利用程序控制對車(chē)輛位置進(jìn)行監控。
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