Проектирование программного обеспечения системы обнаружения препятствий - Курсовая работа

Широкое распространение автомобильной техники вызвало за собой разработку ряда систем, упрощающих жизнь водителя и других участников дорожного движения. ультразвуковой датчик программный автоматический Система использует ультразвуковые датчики, врезанные в переднем и заднем бамперах для измерения дистанции к ближайшим объектам по отраженному от них ультразвуку. Система издает прерывистый предупреждающий звук либо, в некоторых вариантах исполнения, световой сигнал для индикации того, как далеко находится машина от препятствия и информировании водителя о наличии такового на пути движения автомобиля. В зависимости от конкретного типа транспортного средства, системы обнаружения препятствий могут быть выполнены в различных модификациях( в зависимости от расположения на транспортном средстве). Также их можно классифицировать по способу информирования водителя о наличии препятствия, данные системы могут быть: · с применением звукового оповещения;Функциональная спецификация определяет, какие функции должны выполняться для удовлетворения требований пользователя и обеспечения интерфейса между системой и окружением. По отношению к требованиям пользователя системы автоматического определения препятствий спецификация должна давать ответы на следующие вопросы: 1) Какие средства необходимы для управления системой? Подачу питающего напряжения к системе примем автоматическую, не требующую включения от водителя. Например, система будет активизироваться при включении задней передачи автомобиля (например, электропитание может подаваться от цепи фонаря заднего хода) . 2) Для обнаружения препятствия на пути движения автомобиля в таких системах обычно использую ультразвуковой дальномер.Прежде чем начинать детальное проектирование, произведем разбиение системы на набор модулей, реализующих системные функции. Для реализации системных функций часть операций будут реализованы при помощи аппаратных средств, а часть при помощи программных средств. Выделим основные программные модули необходимые для реализации «функций» функциональной спецификации системы автоматического обнаружения препятствий. Выполняет генерацию сканирующего ультразвукового сигнала, прием отраженного «эхо-сигнала», и выдачу данных о расстоянии в исполнительный модуль. Выполняет информирование водителя, о наличии препятствия на пути движения автомобиля.Для упрощения и ускорения процесса проектирования, будем использовать две независимые аппаратные платформы, каждая из которых будет реализовывать часть функций системы. Детектором будем называть те аппаратные и программные средства, которые будут заниматься генерированием ультразвукового сигнала в пространство, прием отраженного «эхо сигнала» и выдачу информации на микроконтроллер.Для наглядного представления работы системы автоматического обнаружения препятствий построим структурную схему аппаратной части системы. На рисунке 2.7 приведена структурная схема аппаратной части системы автоматического ленточного конвейера.В свою очередь, микроконтроллер - это микросхема, которая предназначена для управления электронными устройствами. В отличие от обычных компьютерных микропроцессоров, в микроконтроллерах часто используется гарвардская архитектура памяти, то есть раздельное хранение данных и команд в ОЗУ и ПЗУ соответственно. Кроме ОЗУ, микроконтроллер может иметь встроенную энергонезависимую память для хранения программы и данных. В отличие от микропроцессоров, используемых в персональных компьютерах, микроконтроллеры содержат встроенные дополнительные устройства. Эти устройства выполняют свои задачи под управлением микропроцессорного ядра микроконтроллера.Таким образом, при питании от бортовой системы питания автомобиля, с помощью стабилизатора 78L05 получим требуемое, для питания нашей схемы, напряжение 5В. Взяв за основу типовую схему включения стабилизатора разработаем схему источника питания. Блок микроконтроллера будет отвечать за опрос датчика, обработку выданных датчиком данных о расстоянии до объекта и, в случае обнаружения объекта в зоне сканирования датчика, выдачу сигнала на диод первичной сигнализации, а при сокращении расстояния до объекта до критического уровня - выдачу сигнала на диод вторичной сигнализации. Блок датчик состоит из единственного элемента - ультразвукового датчика HC-SR04. В свою очередь эффективный угол в 22.5° так же является преимуществом, так как датчик не будет реагировать на боковые предметы, не находящиеся на пути движения автомобиля, но по каким-либо причинам попавшие в зону обнаружения(диаграмму направленности датчика) датчика, это избавит разрабатываемую систему автоматического обнаружения препятствий от ложного срабатывания, вводящего водителя в заблуждение.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЗАДАЧИ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ СИСТЕМЫ

1.1 Анализ задачи

2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ

2.1 Разбиение системы на модули

2.2 Выбор соотношения между аппаратными и программными средствами

2.3 Построение структурной схемы аппаратной части системы и ее описание

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ

3.1 Выбор типа микроконтроллера

3.2 Разработка принципиальной схемы системы

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А ПРИЛОЖЕНИЕ Б