fpga_数字系统设计_汽车安全系统

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1、汽车安全系统学号姓名1、申请题目：汽车安全系统n开发一个汽车安全系统，实现车速以及应急的智能控制，减少道路交通不安全因素。2、课题背景：n存在问题、应用背景现今车辆越来越多，交通安全成为人们关注的问题，汽车安全系统对于减少人为原因造成的事故十分有效。虽然汽车安全系统已经发展的较为完善，含有防抱死、电子制动力分配系统等，但这些系统多用于小型汽车，大客车、货车等依旧依赖于司机的主观控制。一个可通用的汽车安全系统十分有市场，可以减轻驾驶者的负担，减少大量的交通事故。3、项目规划：n功能、指标、规模ü功能：Ø在于开发一个通用汽车安全系统，系统可以自定义设置汽车类型

2、，再进入特定汽车类型的参数设置模块，主要参数有：核载人数/载重量、汽车质量、安全车距、最高时速等。Ø驾车前，确定安全带是否系好、车门是否关好、周围是否有较大体积的障碍物等影响安全的因素，如若影响驾车安全，则不予启动汽车。Ø在车前方设置传感器，当与前方物体的距离小于安全车距时实行刹车制动，并根据车速判断是否弹出安全气囊；为了使之更为直观，改用显示屏显示。Ø根据不同的驾车环境进行车速控制，比如雨天路滑，加强最高时速限制，反之，晴天时可以放宽限制；一旦车速超过预设值，则自动减速至允许速度范围内。Ø其他，如转弯时自动开启转向灯、鸣喇叭等。ü规模：安置在驾驶室内，较

3、小，实际实践过程中，用显示屏显示模拟车在路上行驶的情况ü技术指标：汽车启动时安全条件是否满足；车距小于安全车距时进行刹车制动的反应时间、反应距离；车速超过预设安全值时进行减速的反应时间与距离；是否对驾驶人进行了必要的安全防护措施；系统操作是否简单方便。n面板（显示）、操作、规则ü面板（显示）屏幕输出，模拟车在路上行驶时的情况。可以设置车的类型与载货量/人数、最高时速等，这将影响到后面安全车距与车速的确定。想要启动车时根据是否有不安全因素的存在（车门、安全带等用开关替代）而控制车是否可以启动；可以在路上设置障碍物，查看车是否能够按照要求停下；设置行车的背景环

4、境——晴天、下雨、下雪，可以修改雨量或雪量，车速要作相应调整；用电路板上的灯代替左右转向灯等，用蜂鸣器实现模拟鸣喇叭，则在转向时可以实现自动开启转向灯与鸣喇叭的功能。以上情况都要用显示屏反映出来。ü操作使用：Ø选项前有数字标号，输入对应数字则表示选中（可以略去确认的过程，直接进入下一设置）；退出/取消按键，按下则退回到前一个环节；设置过程中如果使用了非法按键，屏幕显示提醒消息，并自动退回原先设置界面，不予进入下一环节；设置完成后转入驾车状态，视具体情况做出反应。Ø车行驶之前首先设置车型与相关参数，通过开关输入不安全因素，按下开始键，若所有不安全因素均被排除

5、，则允许启动车辆，否则输出警示信号，不予启动车辆；设置背景参数，晴天雨天下雪天分别设置速度上限，雨量多少也可以进行设置，这些参数除了影响最大速度，还会影响遇障碍物时的停车安全距离。Ø设置一个加速按钮，若有加速空间则允许加速，显示屏上车运动速度快慢有所体现，同时显示的速度参数也要随之改变；当车速已经达到该情况下的最大值时，尽管加速开关仍然按下，速度也不再增加。n输入、输出接口系统使用简单的键盘按键输入、屏幕输出的基本方式，为了使得实现效果更加直观，选择用显示屏模拟车在路上的行驶情况。按键输入设置参数，开关输入确定不安全因素，led灯、蜂鸣器可用于输出警示消息

6、以及模拟实际情况（转向灯、喇叭）等。4、实现方案：n核心问题整个系统的架构，不同状态的划分；进行非法操作时能否做出正确响应（系统稳健性），特定情况下的响应时间要尽量短；显示屏如何使用；n解决方案状态机实现，据不同状态做出不同反应。用显示屏显示出车移动情况、障碍物情况、背景环境情况，必要时可以显示车速，并且小车速度快慢也要通过显示屏显示。整个系统的实现可以通过VHDL语言与电路图相结合的方法实现。5、系统结构：n系统框图n模块功能描述下面按显示界面分别对系统完成情况进行分析。Ø开始界面（初始状态）初始状态下，在没有不安全因素存在条件下按“F”进入。不安全因素

7、用拨码开关模拟，danger=’1’表示有危险因素存在，即项目申请书中所说的——安全带是否系好、车门是否关好、周围是否有较大体积的障碍物等，则不予启动汽车。危险因素用switch4模拟。Ø天气设置界面天气参数weather可设置为1、2、3，分别代表晴天、雨天、雪天；天气参数将决定汽车的最大速度。Ø小车行驶模拟界面在此状态下，天气参数可以通过键盘按键改变（6键、C键），最大速度及此状态下的建议速度将随之确定。设置按键A控制小车速度的改变，按一次速度档改变1，速度共设0~f档；另用一滑动开关来决定按A时速度到底是增加还是减小，具体的说，就是switch3=’

8、1’的时候按A速度增加，反之速度减小。小车行驶时可以手动停车，停车