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摘 要：设计一款智能汽车安全、自检与自动报警定位系统，其由IAP15F2K61S2单片机、SIM900A通讯模块、烟雾传感器、MM7260加速度传感器、红外线传感器、LCD12864液晶显示器、按键模块构成。该系统能GPS实时定位、烟雾实时检测提醒短信报警、撞车检测短信报警、座位和安全带状态检测、紧急破窗等功能，为行驶的汽车提供一个安全保障的平台，功能通过内部軟件编程实现。
关键词：IAP15F2K61S2；烟雾传感器；MM7260
鉴于现在车辆越来越多，行车时难免会出现意外事故，尤其是城市公交和长途客运汽车这样人员较多的车辆，为了使车子出现交通意外的时候乘客能第一时间得到救助，本作品考虑将自动化检测、远程通讯、GPS技术应用到车上，设计制作一个车子能够在出现交通事故或车辆燃烧时能够第一时间自动远程报警，并及时采取救护措施的系统[1]。本作品解决了车辆发生事故时不能及时采取有效措施和救援滞后的情况，减少了人员的伤亡；同时一定的扩展功能，进一步降低了发生事故的几率。
一、系统总体设计
本次设计的主要组成部分由SIM900A通讯模块、IAP15F2K61S2单片机、烟雾传感器、MM7260加速度传感器、红外线传感器、LCD12864液晶显示器、按键模块等。系统开机后通过L298N驱动小车模拟汽车前进，通过加速度传感器检测汽车加速度变化，通过烟雾传感器检测烟雾状况，同时单片机将采集到的变量通过程序处理，判断出汽车是否出现事故，并通过GPS模块获取位置信息，通过控制SIM900A通讯模块发送短信，在LCD上显示车子的当前状态等。系结构硬件框图如图1所示。
二、系统硬件设计
系统硬件设计由IAP15F2K61S2模块、电源电路、APM7170 GPS模块、SIM900A通讯模块、MM7260加速度传感器、MQ-2及光电式烟雾传感器、12864液晶屏、座位（红外对管）、车体驱动模块L298N等模块组成。
（一）控制芯片的选择
本次设计采用STC公司的IAP15F2K60S2是宏晶公司生产的超高速双串口，A/D高速10位8路的单片机，片内含2048字节片内RAM数据存储器，拥有大容量片内EEPROM功能，擦写次数10万次以上，1个时钟/机器周期，增强型8051内核，速度单片机（如STC12/11/10系列）的速度快20%[2]。电压为比传统8051快7-12倍，也比STC早期的1T系列
5.5-3.8V的宽电压，具有低速模式，空闲模式，掉电模式三种低功耗设计，是一款不需要外部复位的单片机，ISP编程时8级复位门槛电压可选，内置高可靠复位电路，也不需要不需要外部晶振的单片机，内部时钟从5MHz-35MHz可选。内部拥有高精度R/C时钟（±0.3%），±1%温飘（-40℃—+85℃），常温下温飘±0.6%（-20℃—+65℃）。ISP/IAP在系统可编程/在应用可编程，无需编程器/仿真器。6个定时器，2个16位可重装载定时器T0和T1兼容普通8051的定时器，新增一个16位的定时器T2，并可实现时钟输出，3路CCP/PCA可再实现3个定时器[3]。
（二）电源模块
本次设计的电路主要是用19V、3.42A的电脑充电器为整个系统提供电源输入，和给L289N电机驱动模块提供电源，然后再用7805三端稳压器进行稳压得到5V的稳定电压输出，为该系统中的其他模块提供电源。
LM7805是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器LM7805，LM7805应配上散热板。
（三）SIM900A通信模块
本模块支持短信、数据、彩信、上网、基站定位等功能。还支持2、3、4G手机卡，并且SIM卡电路还增加了SMF静电释放芯片。天线电路短且真，有效的保证了信号强度。天线接口为IPX接口，它自带了GSM专用PCB天线从而节约了很大的空间。一路TTL接口，也就是说它支持3.3V单片机和5V单片机。它与电脑进行通信时是使用232电平进行通信的。
（四）烟雾传感器模块
本设计采用的是MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。这种设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。还具有寿命长、成本低、电路结构简单、工作稳定、灵敏度高等特点。
（五）红外对管模块
该传感模块对外界环境适应能力强，其具有一对红外发射与接收管，发射管发出一定频率的红外线，当安全带系上之后，红外接收管即可接收发射管发出的红外线，经过比较器处理后，绿色指示灯会亮起，同时输出接口输出数字信号（一个低电平），然后输入IAP15F2K61S2后就可判断安全带是否系上。
三、软件设计
软件采用模块化设计方法，不仅易于编程和调试，也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。监控系统功能实现主要通过采集各个模块的信息，主控芯片判断后实现后续的保护功能，同时将数据发送到相关部门的固定平台或者司机设置的固定手机里，同时在LCD中显示此时的状态。软件流程图如图2[5]。
四、系统调试
系统的调试主要对NRF905无线模块、单片机处理数据后输出的控制情况进行调试。接通电源后，打开系统的开关按钮，此时，系统正常启动，通过声音判断婴儿的状态情况，根据判断结果启动音乐控制和发送通知短信；调试效果图如图3。
五、总结
基于加速度的车祸报警系统即当发生车祸之后，该系统能立即让监控中心获得车祸信息，并指引救援人员到达事故现场，即时展开救援，以此达到尽量减少人员死亡率。
车载监控报警设备不仅可以让乘客乘车更安全，对于救援部门来说也能及时获得更好的信息，有很好的市场价值，值得推广。
参考文献：
[1]余成波等.传感器与自动检测技术[M].北京：高等教育出版社，2006年11月.
[2]李朝青.单片机原理及接口技术（第三版）.北京航空航天大学出版社，2005.
[3]李广弟.单片机基础[M].第3版.北京航空航天大学出版社，2007年1月.
[4]IAP15F2K61S2 STC15F2K60S2 学习手册.
[5]发烧友论坛.tp：//bbs.elecfans.com/.
作者简介：彭永杰（1983—），男，汉族，河南驻马店人，硕士，讲师，主要研究方向：电子系统设计。
关键词：IAP15F2K61S2；烟雾传感器；MM7260
鉴于现在车辆越来越多，行车时难免会出现意外事故，尤其是城市公交和长途客运汽车这样人员较多的车辆，为了使车子出现交通意外的时候乘客能第一时间得到救助，本作品考虑将自动化检测、远程通讯、GPS技术应用到车上，设计制作一个车子能够在出现交通事故或车辆燃烧时能够第一时间自动远程报警，并及时采取救护措施的系统[1]。本作品解决了车辆发生事故时不能及时采取有效措施和救援滞后的情况，减少了人员的伤亡；同时一定的扩展功能，进一步降低了发生事故的几率。
一、系统总体设计
本次设计的主要组成部分由SIM900A通讯模块、IAP15F2K61S2单片机、烟雾传感器、MM7260加速度传感器、红外线传感器、LCD12864液晶显示器、按键模块等。系统开机后通过L298N驱动小车模拟汽车前进，通过加速度传感器检测汽车加速度变化，通过烟雾传感器检测烟雾状况，同时单片机将采集到的变量通过程序处理，判断出汽车是否出现事故，并通过GPS模块获取位置信息，通过控制SIM900A通讯模块发送短信，在LCD上显示车子的当前状态等。系结构硬件框图如图1所示。
二、系统硬件设计
系统硬件设计由IAP15F2K61S2模块、电源电路、APM7170 GPS模块、SIM900A通讯模块、MM7260加速度传感器、MQ-2及光电式烟雾传感器、12864液晶屏、座位（红外对管）、车体驱动模块L298N等模块组成。
（一）控制芯片的选择
本次设计采用STC公司的IAP15F2K60S2是宏晶公司生产的超高速双串口，A/D高速10位8路的单片机，片内含2048字节片内RAM数据存储器，拥有大容量片内EEPROM功能，擦写次数10万次以上，1个时钟/机器周期，增强型8051内核，速度单片机（如STC12/11/10系列）的速度快20%[2]。电压为比传统8051快7-12倍，也比STC早期的1T系列
5.5-3.8V的宽电压，具有低速模式，空闲模式，掉电模式三种低功耗设计，是一款不需要外部复位的单片机，ISP编程时8级复位门槛电压可选，内置高可靠复位电路，也不需要不需要外部晶振的单片机，内部时钟从5MHz-35MHz可选。内部拥有高精度R/C时钟（±0.3%），±1%温飘（-40℃—+85℃），常温下温飘±0.6%（-20℃—+65℃）。ISP/IAP在系统可编程/在应用可编程，无需编程器/仿真器。6个定时器，2个16位可重装载定时器T0和T1兼容普通8051的定时器，新增一个16位的定时器T2，并可实现时钟输出，3路CCP/PCA可再实现3个定时器[3]。
（二）电源模块
本次设计的电路主要是用19V、3.42A的电脑充电器为整个系统提供电源输入，和给L289N电机驱动模块提供电源，然后再用7805三端稳压器进行稳压得到5V的稳定电压输出，为该系统中的其他模块提供电源。
LM7805是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器LM7805，LM7805应配上散热板。
（三）SIM900A通信模块
本模块支持短信、数据、彩信、上网、基站定位等功能。还支持2、3、4G手机卡，并且SIM卡电路还增加了SMF静电释放芯片。天线电路短且真，有效的保证了信号强度。天线接口为IPX接口，它自带了GSM专用PCB天线从而节约了很大的空间。一路TTL接口，也就是说它支持3.3V单片机和5V单片机。它与电脑进行通信时是使用232电平进行通信的。
（四）烟雾传感器模块
本设计采用的是MQ-2气体传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。这种设计紧凑，大大缩小了用户产品的体积。还具有寿命长、成本低、电路结构简单、工作稳定、灵敏度高等特点。
（五）红外对管模块
该传感模块对外界环境适应能力强，其具有一对红外发射与接收管，发射管发出一定频率的红外线，当安全带系上之后，红外接收管即可接收发射管发出的红外线，经过比较器处理后，绿色指示灯会亮起，同时输出接口输出数字信号（一个低电平），然后输入IAP15F2K61S2后就可判断安全带是否系上。
三、软件设计
软件采用模块化设计方法，不仅易于编程和调试，也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。监控系统功能实现主要通过采集各个模块的信息，主控芯片判断后实现后续的保护功能，同时将数据发送到相关部门的固定平台或者司机设置的固定手机里，同时在LCD中显示此时的状态。软件流程图如图2[5]。
四、系统调试
系统的调试主要对NRF905无线模块、单片机处理数据后输出的控制情况进行调试。接通电源后，打开系统的开关按钮，此时，系统正常启动，通过声音判断婴儿的状态情况，根据判断结果启动音乐控制和发送通知短信；调试效果图如图3。
五、总结
基于加速度的车祸报警系统即当发生车祸之后，该系统能立即让监控中心获得车祸信息，并指引救援人员到达事故现场，即时展开救援，以此达到尽量减少人员死亡率。
车载监控报警设备不仅可以让乘客乘车更安全，对于救援部门来说也能及时获得更好的信息，有很好的市场价值，值得推广。
参考文献：
[1]余成波等.传感器与自动检测技术[M].北京：高等教育出版社，2006年11月.
[2]李朝青.单片机原理及接口技术（第三版）.北京航空航天大学出版社，2005.
[3]李广弟.单片机基础[M].第3版.北京航空航天大学出版社，2007年1月.
[4]IAP15F2K61S2 STC15F2K60S2 学习手册.
[5]发烧友论坛.tp：//bbs.elecfans.com/.
作者简介：彭永杰（1983—），男，汉族，河南驻马店人，硕士，讲师，主要研究方向：电子系统设计。