毕业设计（论文）-基于单片机的汽车疲劳驾驶报警系统

1、蚌埠学院本科毕业设计（论文）毕业设计(论文)驾驶员疲劳监测系统设计系 别 ：专业（班级）：作者（学号）：指导教师：完成日期： 蚌埠学院教务处制目录摘 要：1Abstract:21 前言31.1 什么是疲劳驾驶31.2 疲劳驾驶与交通事故31.3 怎么预防疲劳驾驶41.4 小结42 本设计的总体思路及其理念52.1 单片机介绍72.2 AT89C2051单片机的芯片管脚介绍82.3 设计方案52.3.1 检测方法62.3.2 检测原理52.3.3 系统设计方案53 系统硬件部分的设计73.1 心率采集控制系统83.2 单片机控制电路123.2.1 晶振电路123.2.2 复位电路133.2.3 工作原理133.2.4 元器件的选取153.3 小结154 系统软件部分的设计164.1 主程序设计164.2 定时程序设计174.3 中断子程序设计184.4 显示子程序设计215总结236致辞24参考文献24驾驶员疲劳监测系统设计摘 要：众所周知，汽车如今已然成为我们生活中一种必须的交通工具，它和我们的生活息息相关，但是由于我们的疲劳驾驶造成的交通事故相当的影响我们的生活，无论是从财产、精神方

2、面来说都是有很深的伤害的，因此如何降低日常生活中的疲劳驾驶是有很深远的意义的。 人体组织中的血液流量伴随着心脏的搏动而产生变化，血管中血液的饱和度发生变化，那么人体组织的半透明度也会因此被改变。当血液被送到人体各部分的组织时，血管中的血液饱和度就会变大相应的组织的半透明度就会减小；当血液重新流回到心脏时，人体组织血管中的血液饱和度变小，相应的它的半透明度就会增大。因此，如果在人体组织相对比较薄弱的地方（例如指尖和耳垂）用红外发光二极管产生的红外线照射，就可以用红外三极管接收并将其转换为电信号。因为用上述方法测试得到的脉搏信号跟人体的脉搏频率成正比，脉搏信号只要通过一定功能的电路转换成的 脉冲信号并对其进行相应的处理，就可以实现检测的脉搏频率被随时检测的目的。而如果检测到的脉搏频率低于或者高于正常值的百分之二十时，单片机对其进行分析输出，然后驱动报警电路，对驾驶员进行报警，从而实现其智能。关键词：疲劳驾驶；疲劳监测；报警系统Driving alarm system of automobile fatigueAbstract: As everyone knows,the carhas al

3、ready becomeanecessarytraffictool in our life,andit is closely related toour life,but becauseour livesaffect ourfatigue drivingtraffic accidents caused by theequivalent,either from theproperty,spiritaredeeplyhurt,so how to reduce thefatigue of daily lifethedriving isvery far-reaching significance. Blood flow in human tissues is accompanied by the pulsation of the heart and the change of blood saturation in blood vessels is changed, so the tissue degree of the human tissue will be changed. When t

4、he blood was sent to various parts of the body tissue and vascular blood saturation will change organization of the corresponding semi transparency will reduce; when the blood to flow back to the heart, the saturation of blood vessels of human tissue becomes small, corresponding to its semi transparency will be increased. So if in human tissue is relatively weak local (for example fingertip and earlobe) using infrared LEDs to produce infrared radiation, you can use infrared triode tube receives

5、and converts it into an electrical signal. Because a test using the method of pulse signal with the body of the pulse frequency is proportional to, the pulse signal as long as by certain functions of the circuit into a pulse signal and carries on the corresponding processing, you can realize the detection of pulse frequency is detected at any time to. And if the pulse frequency detection to lower or higher than 20 percent of the normal value, SCM the were output analysis, and drive the alarm cir

6、cuit, the driver of an alarm, so as to realize the intelligent.Keywords:Driving fatigue;fatiguetest;early warning system1 前 言在科学与技术高速发展的今天，我们无疑要跟上时代的步伐，使用科技文明下的产物-汽车。因此，现在的交通问题已经非常严重，我们必须提高对它的警惕。即使如此，现如今交通事故也频频发生，所以我们必须要严肃认真对待这个问题了。通过研究我们发现，在大多数的交通事故案例中，大多数的交通事故都是由于驾驶员的疲劳驾驶导致的，疲劳驾驶这个危险操作已经严重威胁到我们的日常生活。因此我们必须详细的研究它、认识它并找出准确有效地方法来解决日常中的疲劳驾驶问题，当有疲劳驾驶的情况时通过设置语音提醒来避免事故的发生。1.1什么是疲劳驾驶 疲劳驾驶可以理解为司机长时间保持一个姿势或休息时间不足等因素的影响,长期处在这种情况下的驾驶员会导致身体劳累精神状况不佳，容易造成操作不当甚至丧失驾驶能力的恶劣后果。同时,疲劳驾驶不仅体现在心理上,也体现在生理。心理上主要反应为反应滞后,

7、身体动作和精神动作不协调，注意力不集中，生理上的主要反应为驾驶员的眼睛、血液、神经系统和抓地力严重下降。1.2 疲劳驾驶与交通事故据调查,百分之八十五交通事故起因源于司机,然而汽车和驾驶环境的原因只占到百分之十五，大多数情况下驾驶员的行为失效是导致交通事故发生的直接原因，驾驶员反应上的延迟，对紧急情况下错误的选择以及对危险情况的错误判断是导致一系列交通事故发生的主要原因;从我们的研究发现，对危险情况的错误判断和意识上的延迟是最常见的,这会使司机感到枯燥,精神不集中或者其他的不良表现，这些情况的根本来源就是疲劳驾驶，所以我们通过抑制疲劳驾驶或者当驾驶员疲劳驾驶时进行一系列危险驾驶提醒来减少交通事故的频繁发生。1.3 怎么预防疲劳驾驶 许多国家已经意识到疲劳驾驶的问题,对于早期的研究工作主要是用在医学的角度来看,是医学的帮助来实现的,这些研究可以追溯到上世纪三十美国交通部门业务驱动小时洲际商业协会在市商业车辆的调查理性的管理法规管辖;他们对驾驶员疲劳驾驶和驾驶员的疲劳关系进行一系列的研究，通过有关的政府部门一致联合公开发表声明对驾驶员疲劳驾驶立法,才能保证有效性,在一定程度上的疲劳驾驶的合

8、法性和可持续性。他们的研究主要分为两个大类:第一类是疲劳和嗜睡和其他种类的疲劳和嗜睡的原因的原理,找到降低风险的方法;二是汽车智能报警系统,报警设备,防止疲劳驾驶,疲劳驾驶。 司机会有很多不同的反应条件和出现在身体的疲劳驾驶检测,根据情况主要可以分为以下三种类别,一是检测和识别基于驾驶时的疲劳的驾驶员疲劳的生理特征技术(如心率,呼吸,脑电图,肌电图脉冲频率会发生变化,等);另一个类别主要是驾驶员的疲劳检测技术或者是驾驶员的面部特征（比如通过对驾驶员的面部特征的检测，面部表情，眨眼的频率，眼睛的视线方向眼睛中瞳孔的直径等等）;最后一种类别是驾驶员的面部疲劳特征和汽车的特性驱动特性进行检测（比如驾驶员的握力，驾驶员疲劳驾驶时车辆的行驶轨迹的改变情况）。综上所述，在此基础上的设计的根据就是驾驶员疲劳驾驶时变驾驶员的生理特征也会发生相应的改变,即脉搏的变化处于疲劳状态识别。1.4 小结 通过我们上面的详细叙述，相信大家也初步了解了驾驶员疲劳驾驶对我们自身、家庭、以及社会带来的危害了。所以我们研发智能提醒驾驶员安全驾驶的报警系统是非常紧迫的。2 本设计的总体思路及其理念2.1设计方案2.1.1系

9、统设计方案综上所述，此次设计驾驶员疲劳系统检测的系统框图如2-2图；图2.1 系统设计方案图红外检测与采集脉搏信号抗干扰及滤波信号整形与放大单片机AT89C2051报警系统液晶屏显示2.2 检测原理 这次设计的检测的基本原理是:随着心脏的跳动,血液在体内的流动改变,血管血氧饱和度的变动,人体组织的透明度也会发生变换。当血液被人体组织,血管饱和度将越大,相应的组织透明度会降低;当血液流回到心脏,人体组织饱和血管减小,相应的组织会透明度增大。这种现象在人体组织相对薄弱明显(如手指和耳垂)。利用红外辐射的发光二极管的耳垂和指尖时,你能够运用红外接受三极管,转换成电信号。由于采用了与人体脉搏信号测量方法的脉冲频率成正比的脉冲信号通过的电路,只要有一定的功能转换为脉冲信号及其成型,计算相应的显示,能够完成脉冲频率检测是检测的影响。当脉冲频率检测,当低于或高于正常值百分之二十,微控制器将分析信号的情况和输出分析结果,以驱动报警电路,提示司机,最终实现智能化的功能。2.3检测方法此设计采取的方法主要是用红外线来检测人体脉搏跳动,因为光能很好的避开电磁波的干扰,具有良好的绝缘性，除去这个优点之外它还可以做到不用接触式的检测脉搏信号。此次设计的系统主要采用红外线来检测驾驶员的脉搏同时采集驾驶员脉搏跳动的数据。设计所检测的部位大体可以分为驾驶员的手指或者是耳垂。2.4总结通过我们上面的详细叙述，我相信大家已经懂得了疲劳监测系统的原理和监测方法，驾驶员应该禁止疲劳驾驶。3 系统硬件部分

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