車輛行駛安全語音提示器的設計和實現(xiàn)

一、主要功能

1.行駛狀況監(jiān)測

可對車輛行駛的路況好／壞進行監(jiān)測；可對在霧天、雨天和夜晚的車輛行駛進行監(jiān)測；可對行駛途中駕駛員打手機進行監(jiān)測，對停行后車內(nèi)手機有電話打入進行監(jiān)測；可對連續(xù)長時間行駛進行監(jiān)測；可對駕駛員酒后駕車進行監(jiān)測；可對行駛中車門是否關好進行監(jiān)測和可對非法啟動車輛進行監(jiān)測等。在車輛左右轉彎、行駛時發(fā)出語音提示，既提醒駕駛員集中精力，謹慎駕駛，安全駕駛，市民出行時又多了一聲安全的提醒，從而避免或減少事故的發(fā)生。最終為行人帶來安全，為運輸企業(yè)減少不必要的損失。

安全行駛語音提示器，包括設置于車體上的濕度傳感器，與所濕度傳感器連接的控制單元，依次與所述控制單元連接的語音芯片和揚聲器；所述濕度傳感器的探頭設于車門外側，濕度傳感器為簧片濕度傳感器，濕度傳感器檢測的信號經(jīng)所述控制單元判斷，并控制所述語音信號中的預設語音經(jīng)所述揚聲器傳出，所述語音芯片與所述揚聲器之間設有語音功放電路。

2.實時監(jiān)測的語音提示

（1）在啟動車輛時，將有“祝您本次旅途愉快！”的語音提示。

（2）在啟動車輛三分鐘后。將有提示系好安全帶的語音“為了您的安全，請系好安全帶”。

（3）對路況不好時，將有“路況不好，請注意安全”的語音提示。

（4）車輛在雨天行駛時，將有“雨天行車，請注意安全”。且每隔30分鐘進行一次提示。在30分鐘內(nèi)車輛沒在雨中行駛，將停止下段時間語音提示。

（5）當在霧天行駛時，將有“霧天行車，請注意安全”的語音提示。提示方式與雨天行車一樣。

（6）車輛在夜晚行駛時，將有“夜晚行車，請注意安全”的語音提示，提示方式與雨天行車一樣。

（7）在行駛途中打手機時，將有“行駛途中。請不要打電話”的語音提示。

（8）在停行時，如果有手機來電，將有“您有電話，請接聽”的連續(xù)三聲語音提示。

（9）當有超量的喝酒現(xiàn)象時，將有“為了您的安全，請不要駕車”的語音提示。且每隔5分鐘提示一次（還可增加禁止車輛啟動功能）。

（10）當車輛連續(xù)行駛4個小時以上時。將會每隔10分鐘有“行駛時間太長，請休息后再繼續(xù)行駛”的語音提示。

（11）在車輛啟動或行駛途中。如車門沒關好，將會有“車門沒美好，請撿查”的語音提示。

（12）如果有不法分子利用非法手段將車輛啟動行駛，將會有大聲的“非法行駛本車輛”的警示語音。

3.功能擴展防盜功能：非法啟動車輛后，不斷撥打設定的電話號碼以示警情。

二、電路原理

實現(xiàn)上述功能的框圖見右圖，電路見下圖所示?，F(xiàn)將各個部分電路原理介紹如下：

1.信號檢測部分

（1）啟動檢測

車輛啟動檢測是由位移傳感器檢測實現(xiàn)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U1D放大整形處理后，將信號傳到U3（5）腳，用于車輛啟動檢測識別和提示。

位移傳感器又稱為線性傳感器，它分為電感式位移傳感器，電容式位移傳感器，光電式位移傳感器，位移傳感器超聲波式位移傳感器，霍爾式位移傳感器。 電感式位移傳感器是一種屬于金屬感應的線性器件，接通電源后，在開關的感應面將產(chǎn)生一個交變磁場，當金屬物體接近此感應面時，金屬中則產(chǎn)生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據(jù)衰減量的變化來完成無接觸檢測物體的目的。

當車鑰匙接通電源后，控制核心將初始化所有檢測功能。檢測的第一個功能就是看U3（5）腳有沒有信號出現(xiàn)，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，即可輕松實現(xiàn)車輛啟動檢測。

（2）行駛路況檢測

在車輛行駛過程中，會遇到路面很差的情況，使車輛大幅度顛簸或發(fā)生其他安全事故。車輛行駛路況檢測是由水銀開關檢測信號的。當路面平穩(wěn)時，水銀開關一般不會動作，U3（28）腳檢測為低電平，但當遇到路況很差時。則可使水銀開關內(nèi)出現(xiàn)分斷。

（3）濕度檢測

濕度傳感器檢測主要用于檢測9下雨天的車輛行駛，以便提醒在雨中行駛車輛的駕駛員小心駕車。濕度檢測采用最簡的簧片濕度傳感器，見圖2中L2。當沒有雨水侵蝕時?；善瑐鞲衅鲀苫善蛛x且中間無任何導電介質，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，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。

為可靠檢測雨天行車。可將L2探頭安放于車門外側。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

當車輛行駛于大霧天氣時。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。

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，系統(tǒng)則認為是i芏霧天行駛車輛。在霧天行駛。雖然這種檢測方式不很科學，但為了節(jié)約成本。

只好用這種“替代”的組合方式進行識別。在要求較高的場合，可采用霧氣傳感器進行檢測識別。

（5）夜晚行車檢洲

由于夜晚光線暗淡，用光敏檢測的方式即可檢測出夜晚行車。當在夜晚行車時。有“夜晚行車，請注意安全”的語音提示，且提示間隔為30分鐘。

（6）通訊設備開啟檢測

交通法規(guī)定不允許單手操作行駛車輛，主要針對駕駛員行駛途中接／打移動電話等。這類通訊設備開啟（通話）檢測方法，可利用市面出售的“來電閃”。

由于移動通訊設備在使用時，會向聯(lián)絡機站不斷發(fā)送高頻信號，即會有較強的高頻能輻射，利用市售“來電閃”即可檢測出有無打電話現(xiàn)象。具體電路見圖2中L1、VD1、VD2等器件。若U3第（5）腳檢測到有信號出現(xiàn)，則會有“行駛途中，請不要打手機”的語音提示。但是，如果車輛處于停止狀態(tài)而有電話打進來，則有“您有電話。請按聽”的連續(xù)三聲語音提示。

（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行檢測。酒敏傳感器的體積小，主要應用電路簡單，靈敏度高，反應快，檢測范圍廣，壽命長，價格低，無需加熱，功耗極低。電路見圖2。

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”的語音提示，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輛啟動功能。

（8）門控檢測

利用門磁控制方式?？蓪π旭傊熊囕v的車門是否關閉進行檢測。由于目前很多車輛都安裝有防盜報警器，所以可直接從報警器的門磁器檢測信號線上提取信號。當車輛啟動后。如門磁信號檢測到?jīng)]有關好車門，即有“車門沒關好。請檢查”的語音提示。為了簡單易制，四個車門的信號采用“相與”形式，如果將本提醒器加裝報警功能，則可利用門磁報警原理，將提醒和報警功能制作在_一起。

2.核心控制部分

該車輛行駛安全提醒器控制核心U3采用PIC16F73芯片。由于程序簡單，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，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(jù)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音提示，則輸出直接控制語音錄放模塊或訂制單片放音芯片即可。

PIC16F73作下位機的一主多從系統(tǒng)，RS485總線半雙工，PC用VB6,MCU的ASM.MCU邊有按鍵，LCD顯示，A/D,I2C,等。除串口通訊用中斷外，其余子程序全用查詢（畢竟多機系通訊時間第一）共有5到10條指令，接收來自PC的查詢指令，將A/D結果，狀態(tài)，顯示數(shù)據(jù)送往PC顯示，PC邊用進度條顯示A/D值，要求盡量要實時（實際是不可能真正實時），要求最多有32臺從機（從機數(shù)量不定，視實際而定），也就是說PC要同時實時顯示從機狀態(tài)，不過可不是一秒更新一次，而要求更新越快越好，要達到MS級。

另外，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(xù)駕車的長時間疲勞提醒。當駕駛員對車輛啟動行駛后，如果行車連續(xù)長達4個小時以上時。將會每隔10分鐘有“行駛時間太長，請休息后再繼續(xù)行駛”的語音提示。如果行車途中停止10分鐘以上繼續(xù)行車，本提醒器將作重新計時。

三、其他制作

由于本提醒器采用單片機為核心對行車狀況進行實時監(jiān)測和提醒，可利用舊手機制作遠程報警器，其原理簡單概述如下：利用門磁檢測車門是否被打開。再由單片機去模擬觸發(fā)手機的撥號按鍵，對預存號碼進行依次撥打。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，由于目前移動電訊營運商已開通了多項定位服務，還可利用程序控制對車輛位置進行監(jiān)控。