基于超声波理论的智能阻车系统设计

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1、基于超声波理论的智能阻车系统设计基于设卡执勤的实际要求，设计了智能阻车系统，包括警示牌、预警部分和拦截部分、CCD摄像机、便携电脑和无线开关等模块，并通过了实验模拟，验证了该系统的可行性。【关键词】智能判别预警拦截记录系统设卡执勤是武警部队基础性、经常性的工作之一，为更好地完成这项光荣的任务，相应的武器装备是不可或缺的，目前武警部队配备的主要阻车器材有89式阻车路障和遥控租车钉。这些装备在很多次设卡执勤屮都发挥出了优异的效能，，得到了广大基层官兵的认可。然而，在广大官兵多次实践后发现，现有的相应装备并不能适应于所有的情况，有时车辆在到检查点时突然加速强行冲卡，而执勤官兵又来不及

2、反应，现有的器材便失效了，这时只能选择被动追击或通知其他卡点处理，不仅贻误战机，而且容易在追击时产生危险。因此研发新的相应装备变的势在必行。1设计简介智能阻车系统选择STC12C5A60S2单片机作为测速仪核心处理器，ME007-ULSVI超声波控制器作为探测器，RF24L01模块用于无线传输数据，同时设置一台便携电脑用于统筹控制系统的运行，包括警示牌显示限速内容、爆闪灯的开关、预警系统和测速系统相关参数的?0定、CCD摄像机对车流量的监控与对冲卡车辆的记录等。主系统主要分为两部分，一是预警部分，限速警示牌设在卡点前方100米处，报警装置完成对相向行驶车辆的测速，实现对意图冲卡

3、车辆的判别、预警；二是拦截部分，主要由检测模块和便携式阻车钉组成，便携式阻车钉设在卡点后30米处，完成对冲卡车辆的判别、拦截。主要用于武警设卡执勤、大门防冲撞系统等。实物设计展示如图1。2设计内容2.1设计的目的木智能阻车系统的设计目标是：(1)用于对目标路段实施限速或目标车辆测速预警。(2)完成对设卡执勤中意图冲卡车辆的检测及自主识别并进行快速反应和处理，从而确保执勤任务顺利安全。(3)对监测路段实时监控统计车流量，采集车辆信息主要用于武警设卡执勤、大门防冲撞系统等。2.2设计的技术解决方案主要思路是利用C51单片机的高速处理能力和超声波在空气中的传播特性实现对近距离牟辆的非

4、接触式测速，而后将测速结果与预先设定的阈值进行对比，进而完成对意图冲卡车辆(或冲卡车辆)的判别，从而实现对意图冲卡车辆(或冲卡车辆)的预警和处理。具体工作流程如下：(1)目标车辆驶向监测区域，限速警示牌显示车速上限，提示车辆幵始减速。(1)目标车辆驶入测速区，超声波雷达发射测速脉冲，测得目标车速，分析判别是否超速，若超速则声光报警器报警，若无则超声波雷达继续工作等待下一目标。(2)目标驶入执勤区域进入第二雷达测速区，利用多次测速求加速度，分析其速度与加速度值，判断是否有冲卡行为，若有则向阻车钉发射开启信号。(3)阻车钉接受信号，弹出进行拦截。(4)拦截车辆成功。CCD高淸相机全

5、程摄像对监控路段车流量进行统计，实时传输到便携电脑。2.2.1系统工作原理主程序是整个系统软件的主要框架，主程序的工作原理为：预警部分主程序：系统初始化后，对驶来车辆进行测速，并对结果进行处理判别，通过声光报警模块实时预警。如图2。拦截部分主程序：系统初始化后，对驶来车辆进行测速、加速度，并对结果进行处理、判別，通过无线开关弹出阻车钉。如图3。2.2.2系统电路设计(1)预警部分电路设计。主要选用STC12C5A60S2单片机、ME007-ULSVI超声波控制器，LCD1602A显示屏、声光报警模块。具体电路如图4。(2)拦截部分电路设计。主要选用STC12C5A60S2单片机

6、、ME007-ULSVI超声波控制器、无线发射模块。如图5。2.2.3系统程序设计(1)预警部分程序设计。本次设计的超声波测速系统采用时差法，对单片机进行初始化之后，调用发射子程序产生测量脉冲，求得几组具体值。利用事先设定好的算法算出速度值。若超过设定值时进行报警。3结语从实验结果来看，达到了设计的预期目标，可以作为武警执勤的装备器材提供有力的硬件保障。该系统主要用于对目标路段实施限速或目标车辆测速预警，完成对设卡执勤中意图冲卡车辆的检测及自主识别并进行快速反应和处理，从而确保执勤任务顺利安全；对监测路段实时监控统计车流量，采集车辆信息主要用于武警设卡执勤、大门防冲撞系统等。此

7、外，在一些特定场合也可分开单独使用，或其中几种组件组合使用。操作简便，使用方法灵活，适用范围较广，对操作人员要求不高，适合于在部队全妞推广。参考文献[1]高燕.传感器原理及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2009：73-80.[2]杨永辉，耿晓军.物联网技术[C].陕四：陕西电子技术研究所陕西电子杂志社，2015(08).[3]陈朝大，李杏彩.单片机原理与应用[M].北京：化学工业出版社，2013(05).[4]戴敦文.科技创新导报[M].北京：中国宇航出版社，2015(06).作