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隨著公路交通事業的發展，大大提高了車輛運行速度及流通密度，但交通事故也頻頻發生。如何減少交通事故已成為當務之急，這對汽車安全技術提出了新要求。安全性和智能化將成為今后汽車安全新技術最重要的發展趨勢。更注重的將是主動式安全技術，即防止事故的發生。具體地說，關注每個細微的環節比如對油壓、氣壓及溫度進行檢測，并且能夠及時便捷地將異常情況告知駕駛者，最大可能地降低安全隱患。為此，本文將介紹一種汽車安全報警器，它能自動檢測溫度、壓力、車速等汽車系統參量，異常情況時發出語音警報。該系統制作成本低、體積小、安全性高、便于安裝、語音清晰，適應于一般汽車使用。
一、 總體方案
如圖1 所示，該系統主要由檢測子系統、報警子系統、顯示子系統和語音子系統構成。檢測子系統有多個傳感器構成，每一傳感器構成一個參量的檢測系統，并將該數值輸入至主控制器。溫度檢測子模塊選用DS18B20 傳感器，車速檢測、壓力檢測可以采用合適的傳感器，便于控制器的信號采集。采用AT89C52 單片機作為主控制器，語音芯片選用WT588D作為語音報警的輸出裝置；采用4×4矩陣鍵盤和LCD12232 提供人機接口，便于對該系統進行參數設置和整定。此外，該系統中還安裝了時鐘系統，有效紀錄車輛系統的實時參數，這些參數可以按鍵查詢。在對系統的參量進行設置后，系統進入工作狀態。以溫度監控為例，主控制器周期性地掃描傳感器接口，進行報警信號的收集。主控制器將DS18B20 的檢測信號和系統設定的警戒值進行處理，判斷該值是否滿足報警條件。主要參數可以在人機接口LCD 上實時顯示，增加其可靠性。系統有可能要判斷測量數值對應的報警等級，并據此對語音系統發出控制命令，將報警信息以聲光的形式輸出，便于使用人員的及時處理。對車體的其他參數也有同樣的監控機制。作為智能化和人性化的體現，本系統可以自主錄入報警提示語音，并選擇不同的語音服務模式。對每一參數，都可以播放其個性化的語音提示，便于在報警迅速查找報警原因。對于某一參數的重要級別，可以分別選用循環播放模式和單次播放模式。可以按鍵查詢不同參數的實時信息、報警信息和報警次數及時間。
二、系統硬件設計
系統硬件電路主要由信號采集與處理模塊、語音模塊和鍵盤顯示模塊三部分組成。采用AT89C52 單片機作為主控制器，采用WT588D語音模塊作為語音提示
1. 信號采集與處理模塊系統采用DS18B20 檢測車體重要位置的溫度參量，例如油溫、重要輪軸附近的溫度。多個溫度傳感器的信號通過控制器以片選的方式讀取。壓力傳感器的信號還需專用處理芯片進行信號的初步處理。信號采集與處理模塊的硬件連接如圖2 所示。
2.語音錄放模塊
語音模塊硬件由WT588D 芯片、AT89C52控制線、內存由SPI flash同WT588D主控組成和報警語音輸出裝置（喇叭），如圖3 所示。WT588D 芯片是本模塊的核心部分，接受控制指令且具有立的存儲單元。WT588D可以反復擦寫的功能和長時間放音，對開發者非常方便，有限的解決OTP短時間、貴、不能重復燒寫等問題，是非常優秀的語音電路之一。WT588D主控可以外掛2-32M的SPI flash，介于OTP和MP3中間之間的價格，而且可以反復下載，可拿芯片方案。
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3.鍵盤顯示模塊
本模塊采用4×4 行列矩陣式非編碼鍵盤（見圖4）和LCD12232 單元（見圖5）顯示，提供人機接口。該模塊實現系統信息的顯示功能，接受用戶的輸入命令并做出響應。鍵盤使用AT89C52 的4 個外設引腳。LCD12232 顯示單元使用AT89C52的1 個端口。
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三、系統軟件設計
按照上述的分析和硬件原理圖，軟件設計的主要任務是根據溫度或壓力傳感器的數值和用戶的設定值比較判斷，控制語音芯片進行報警。軟件流程如圖6 所示。單片機周期性地讀取溫度傳感器DS18B20 及其他傳感器的數值，讀取周期由時鐘芯片DS1302提供控制，以保障其精確性、實時性。AT89C52 將各傳感器測量值與監控系統的設定值進行比較。當溫度或壓力、車速超過安全閾值時，AT89C52 播放控制引腳自動輸出允許播放信號，同時，AT89C52也依據危險的種類查表語音提示錄音在WT588D 中的地址并將其輸出到地址線上，這兩個信號將會觸發語音芯片播放指定段的內容，實現語音報警功能。同時，AT89C52 也會喚醒顯示單元，將報警原因的詳細信息顯示出來。下面給出的是WT588D 例程
說明： 此程序為測試程序， 請根據實際應用來更改MCU 端IO 口；
#include
sbit KEY=P1^1; /*P1_1 為P1 口的第2 位*/
sbit CS=P3^1; /*P3_1 為P3 口的第3 位*/
sbit SCL=P3^2; /*P3_2 為P3 口的第4 位*/
sbit SDA=P3^0; /*P3_0 為P3 口的第5 位*/
//sbit DENG=P3^7; /*P3_5 為P3 口的第6 位*/
void delay1ms(unsigned char count) //1MS 延時子程序
{
unsigned char i,j,k ;
for(k=count;k>0;k--)
for(i=2;i>0;i--)
for( j=248;j>0;j--);
}
void delay100us(void) //100US 延時子程序
{
unsigned char j;
for( j=50;j>0;j--);
}
Send_threelines(unsigned char addr) //三線發碼子程序
{unsigned char i;
CS=0;
delay1ms(5);
for(i=0;i<8;i++)
{SCL=0;
if(addr & 1)SDA=1;
else SDA=0;
addr>>=1;
Delay300us(); /* 300us */
SCL=1;
Delay300us();
}
CS=1;
}
main()
{unsigned char FD=0;
P3=0XFF;
while(1)
{
if(KEY==0)
{
delay1ms(20);
if(KEY==0) //通過按鍵P1.1 來進行發碼值的遞增
{
Send_threelines(FD);
FD++;
if(FD==220//三線串口時,語音段暫時最多為220 段
{
FD=0;
}
while(KEY==0); //等待按鍵釋放,以免一次按鍵誤判成幾次
}
}
}
工程師可以根據實際需要控制的地址來
下載聲音，下載軟件非常簡單方便，
只要放聲音到相應的地址位置顯示報警原因
在系統使用過程中，用戶可能根據實際需要察看或修改系統的設置信息或修改報警器的工作模式，測試過程中對報警系統的參數修改顯得更為重要。矩陣鍵盤實現了該功能。單片機以中斷的方式讀取鍵盤的輸入，接受用戶的設置命令，實現語音監控功能。
四、小結
實際測試和使用證明，該系統操作簡單、方便實用、工作穩定、可靠性高、成本低廉。除特殊位置的傳感器和線路需要特殊保護外，該系統不占用額外的空間，且和汽車已有系統具有良好的兼容性。該系統在汽車系統內推廣使用將有效改善汽車系統的安全性。