技术领域
[0001] 本
发明涉及汽车安全驾驶领域，特别涉及一种汽车防追尾预警系统。
背景技术
[0002] 伴随着我国经济的蓬勃发展，人民可支配收入的不断提高，加上我国汽车行业的不断壮大，越来越多的人拥有了私家车，汽车给人们的生活带来了极大的便利，缩短了人与人之间的距离，但庞大且不断增长的汽车数量给道路交通安全带来了不小的隐患，交通事故屡见不鲜。分析研究大量交通事故资料可以发现，由于汽车驾驶员在遭遇危险紧急情况时没能及时采取相应措施的，比例占到了80％，其中追尾事故更是超过65％。有关研究表明：只要驾驶员在发生碰撞事故的0.5秒前采取正确的安全措施，就可以避免大约30％的
正面碰撞事故和60％的追尾事故，如果驾驶人能够在事故发生前1秒左右的时间被告知即将有危险，就可以幸免60％以上的正面碰撞事故和90％以上的追尾事故。目前，市场上的预警系统对不具备测量
精度差，误报率高，功能单一，在面对复杂路况时系统处理能
力低，容易导致系统错误，针对以上问题，特此开发了一种汽车防追尾预警系统。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于解决上述技术中出现的问题，提供一种汽车防追尾预警系统，该系统在测量自车车速和测距时选用新型车速
传感器，通过节气
门位置传感器、
制动回路、转向回路对白车的运动状态进行实时监控及
信号采集，路况选择按钮用来选择适合当前行驶路面状况的路面附着系数，选用多个报警装置，能够实现不同危险等级下的综合预警，同时该系统主
控制器控制性能好，能够准确地处理各种型号数据，并及时控制各种报警装置做出预警。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0005] 一种汽车防追尾预警系统，包括前车信号采集单元、
数字信号处理单元、主控制单元、自车信号采集单元和报警提醒单元，所述的前车信号采集单元包括
超声波传感器，所述
超声波传感器用于采集车辆位置信号，所述前车信号采集单元连接数字
信号处理单元，所述数字信号处理单元连接主控制单元，所述主控制单元包括至少4个信号输入端，所述主控制单元包括至少5个
控制信号输出端；
[0006] 进一步的，作为优选的技术方案，所述的自车信号采集单元包括自车
车速传感器模
块、节气门
位置传感器模块、制动回路模块和转向回路模块，所述自车车速传感器模块、节气门位置传感器模块、制动回路模块、转向回路模块分别连接主控制单元的信号输入端；
[0007] 进一步的，作为优选的技术方案，所述的报警提醒单元包括蜂鸣器、LED指示灯、LCDl602
液晶显示、LCDl2864液晶显示和语音播报模块，所述报警提醒单元包括蜂鸣器、LED指示灯、LCDl602液晶显示、LCDl2864液晶显示和语音播报模块分别连接主控制单元的控制信号输出端；
[0008] 进一步的，作为优选的技术方案，所述的数字信号处理单元包括
数字信号处理器、电源
电路、时钟电路、复位电路和仿真调试电路，所述电源电路、时钟电路、复位电路和仿真调试电路分别连接数字信号处理器；
[0009] 进一步的，作为优选的技术方案，所述的数字信号处理器内部有3个32位
定时器、12位的ADC和双通道SCIA/SCIB串口通信模块；
[0010] 进一步的，作为优选的技术方案，所述的数字信号处理器的多通道缓冲串行外设多通道缓冲串行口；
[0011] 进一步的，作为优选的技术方案，所述的数字信号处理器代码能够与多型号DSP兼容。
[0012] 进一步的，作为优选的技术方案，所述的主控制单元还连接有人机互交单元。
[0013] 本发明所具有的有益效果：
[0014] 本发明在测量自车车速和测距时选用新型车速传感器，通过节气门位置传感器、制动回路、转向回路对白车的运动状态进行实时监控及信号采集，路况选择按钮用来选择适合当前行驶路面状况的路面附着系数，选用多个报警装置，能够实现不同危险等级下的综合预警，同时该系统
主控制器控制性能好，能够准确地处理各种型号数据，并及时控制各种报警装置做出预警。
附图说明
[0016] 图2为本发明数字信号处理单元结构方框图；
具体实施方式
[0018] 下面结合附图和具体
实施例对本发明作进一步的说明。
[0019] 实施例1
[0020] 如图1所示，一种汽车防追尾预警系统，包括前车信号采集单元、数字信号处理单元、主控制单元、自车信号采集单元和报警提醒单元，所述的前车信号采集单元包括
超声波传感器，所述超声波传感器用于采集车辆位置信号，所述前车信号采集单元连接数字信号处理单元，所述数字信号处理单元连接主控制单元，所述主控制单元包括至少4个信号输入端，所述主控制单元包括至少5个控制信号输出端；，所述的主控制单元还连接有人机互交单元。
[0021] 其中：自车信号采集单元包括自车车速传感器模块、节气门位置传感器模块、制动回路模块和转向回路模块，所述自车车速传感器模块、节气门位置传感器模块、制动回路模块、转向回路模块分别连接主控制单元的信号输入端。报警提醒单元包括蜂鸣器、LED指示灯、LCDl602液晶显示、LCDl2864液晶显示和语音播报模块，所述报警提醒单元包括蜂鸣器、LED指示灯、LCDl602液晶显示、LCDl2864液晶显示和语音播报模块分别连接主控制单元的控制信号输出端。数字信号处理单元包括数字信号处理器、电源电路、时钟电路、复位电路和仿真调试电路，所述电源电路、时钟电路、复位电路和仿真调试电路分别连接数字信号处理器；所述的数字信号处理器内部有3个32位定时器、12位的ADC和双通道SCIA/SCIB串口通信模块；所述的数字信号处理器的多通道缓冲串行外设多通道缓冲串行口；所述的数字信号处理器代码能够与多型号DSP兼容。
[0022] 优选的，数字信号处理器采用基于DSP芯片的数字型号处理器，传统的
模拟信号处理系统相比其具以下优选：度高，
稳定性强，抗干扰能力好；程方便，容易实现复杂的
算法；
接口简单、方便；成方便；可程控。可进一步优选TMS320F2812作为DSP芯片数字型号处理器，该型处理器具有高性能静态CMOS技术和高性能的32位CPU，能够持JTAG边界扫描接口，采用片上存储技术。
[0023] 优选的，自车速度信号采集单元采用H3144E霍尔传感器，它实际上是一个磁敏传感电路，主要部分包括：霍尔
电压发生器、
施密特触发器、
差分放大器、电压调整器和集
电极开路的输出级。
电源电压范围为4.5V～24V，
工作温度范围为-40～150℃，
开关速度快，无瞬间抖动，工作
频率宽，能和晶体管及MOS、TTL等
逻辑电路接口相连接。车的行驶路况多变，有时不免也会在雨
雪天等恶劣天气下行驶，这时霍尔传感器容易受到外界各种因素的影响，
电磁干扰也不可忽视，导致采集到的信号中可能会混杂有各种频率的噪音信号。若这些噪音信号很强，它们会
覆盖我们真正需要用到的
输入信号，也就很难正确获取有用的被测信号，由此可以看出滤波电路必不可少。鉴于此，在主控制安远和霍尔传感器之间增加了一个信号调理电路，它的作用是去除外界干扰，增强信号的准确性，提高信号的纯净度，将霍尔传感器发出的
正弦波信号经过调幅和调频处理后转换为矩形脉冲信号。这里的信号调理电路主要由三部分组成：高频去除过滤电路、光耦隔离电路、整形电路。高频去除过滤电路可以将
输出信号中超过截止频率的高频信号阻隔掉，而低频信号能够正常通过。霍尔传感器与光电
耦合器之间接一个限流
电阻，以防
电流过大将高速光耦烧坏；光耦隔离电路的核心器件是6N137高速光电耦合器，它具有消噪能力强、抗电磁干扰性能好等突出优点；整形电路的主要器件是74LSl4六反相施密特触发器，它能起到将前面经过低通滤波、光电耦合后的输出信号转化为标准的矩形波信号输出。而具体的车速采集方法是利用主控制器定时器模块的捕获功能，使用
软件程序将定时器的某一个通道设置为上升沿或下降沿，通过捕获单位时间t内的脉冲数量可以计算出脉冲频率，而此脉冲频率刚好就是
驱动轴的转速，再结合相关传动关系式和
车轮半径数据，就可以计算自车的实际速度。这种方法的优点是结构较简单，但缺点是采用这种方法测得的速度不是实时的车速，而是上一个单位时间t内的平均速度，只要将t设置得适当短，就可以尽量降低车速的误差，测得的结果就更接近于实时车速。
[0024] 优选的，同时采用蜂鸣器和LED指示灯报警，可以从听觉和视觉上对驾驶员发出双重提醒，大大增强了行车的安全系数。蜂鸣器主要组成部分包括：PNP
三极管、上拉电阻和扬声器等，PNP三极管能起到放大电流的作用，上拉电阻用来限制基极电，防止电流过大损坏
单片机，蜂鸣器报警电路与主控制单元的相应引脚相连接。按照汽车行驶危险程度的不同，蜂鸣器报警声音的频率分为平稳和急促音两种。
LED灯分为红、黄、绿三种
颜色，红、黄、绿三个LED灯分别连接主控制单元的的相应管脚，当车辆的运行状况安全时，蜂鸣器不报警，绿灯被点亮；当车辆处于提醒报警状态下时，蜂鸣器发出较平稳的报警声，同时黄灯闪烁；车辆处于危险报警状态下时，蜂鸣器发出急促的报警声，报警频率更高，同时红灯闪烁。
[0025] 在工作时，超声波传感器的主要作用是采集前后两车之间的相对距离和相对速度信号。数字信号处理单元的主要作用是对超声波测距传感器采集到的信号进行滤波、放大及
模数转换、FFT变换、
频谱分析等处理，并将经过处理后的信号通过通讯方式传递给主控制单元MCU。自车信号采集单元主要由自车车速传感器、节气门位置传感器、制动回路、转向回路等模块组成，采集驾驶人的驾驶动作信息，以便决定是否采取报警抑制。
人机交互单元主要指路况选择按钮，驾驶人通过选择适合于当前行驶环境的路况选择开关，为安全距离的计算提供依据。主控制单元主要对以上数据进行综合处理，然后将实际车间距离与系统根据安全距离模型计算出的理论安全距离作比较，如果前者小于后者，就控制报警显示单元进行预警，反之，就不预警。
[0026] 本发明的
说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明
基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和
变形，均在本发明的保护范围内。
