Введение
1. Анализ задания на ВКР 6
1.1 Цели и задачи ВКР 7
1.2 Обзор существующих аналогов 9
1.2.1 Active Cruise Control 10
1.2.2 Adaptive Cruise Control 15
Выводы к разделу 1 17
2 Разработка структурной схемы прототипа системы 19
Выводы к разделу 2 22
3 Разработка функциональной схемы прототипа системы 23
3.1 Выбор компонентов системы 23
3.1.1 Выбор микроконтроллера 24
3.1.2 Выбор датчика расстояния 25
3.1.3 Выбор датчика скорости 28
3.1.4 Выбор индикатора аварийной ситуации 29
3.1.5 Выбор функциональных клавиш 30
3.1.6 Выбор исполнительного устройства 31
3.1.7 Выбор источника питания 34
3.2 Разработка функциональной схемы прототипа 35
Выводы к разделу 3 36
4 Разработка принципиальной схемы прототипа системы 37
Выводы к разделу 4 39
5 Разработка программного обеспечения прототипа системы 40
5.1 Разработка граф-схемы алгоритма функционирования прототипа
системы 40
5.2 Обзор средств разработки и тестирования ПО 45
5.2.1 AVR Studio 4 45
5.2.2 Code VisionAVR 46
6 Тестирование аппаратно-программной части прототипа системы в выбранной среде моделирования 47
6.1 Обзор средств моделирования 47
6.1.1 Proteus 47
6.1.2 NI Multisim 48
6.2 Тестирование аппаратно-программного решения 49
Выводы к разделу 6 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 53
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 54
ПРИЛОЖЕНИЕ
Разработка микроконтроллерной системы круиз-контроля автомобиля, имеющей дополнительный функционал определения критического расстояния до препятствия и заблаговременного торможения перед ним, является одной из актуальных инженерных задач, поскольку ежедневно ведется разработка более качественных и устойчивых к воздействию факторов окружающей среды - компонентов элементной базы, имеющих потенциальную возможность реализации в разрабатываемых системах круиз-контроля нового поколения, превосходящих предшествующие аналоги.
Основными отличительными характеристиками разрабатываемых систем круиз-контроля нового поколения являются:
1 Высокий уровень безопасности, достижимый за счет применения соответствующих вспомогательных систем и проработанных программных алгоритмов;
2 Повышенный рабочий температурный диапазон компонентов системы;
3 Эргономика и информативность интерфейса пользователя.
В настоящее время система круиз контроля, это вспомогательная система автомобиля, основной задачей которой является поддержание заданной скорости движения, вне зависимости от условий движения, будь то: движение с отрицательным (с горы) или положительным (в гору) углом по отношению к дорожному покрытию, движение по автодорогам магистрального или городского типа.
Возможность задания и поддержания скорости движения автомобиля полезна в случае долгих поездок, когда в течение длительного времени человеку приходится совершать статичное усилие для поддержания оптимальной скорости, путем нажатия на педаль акселератора. Помимо этого, за счет интуитивного использования ресурсов автомобиля, система обеспечивает топливную экономию и повышенный срок службы рабочих узлов автомобиля.
Интерфейс управления системой круиз-контроля может быть реализован в разных интерпретациях: в виде многофункционального рычага,
дополнительного блока клавиш управления на руле или на приборной панели автомобиля.
Системы круиз-контроля подразделяют на четыре типа: ограничители скорости, пассивный круиз контроль, адаптивный круиз контроль, полуавтономный круиз-контроль [1].
• Ограничитель скорости;
Система фиксирует значение максимальной скорости и не дает водителю превысить заданный лимит.
• Стандартный круиз-контроль;
Система, имеет функцию установки постоянной скорости движения транспортного средства и реагирует на изменение разницы между действующей скоростью и заданной.
• Адаптивный круиз контроль;
Является более передовым решением поскольку оснащено дополнительным функционалом, таким как: регулирование оптимальной скорости в динамике, автоматическое экстренное торможение, контроль критического расстояния и т.д.
• Полуавтономный круиз контроль.
В сравнении с другими аналогами данный тип систем круиз-контроля включает в себя помимо всех перечисленных функций адаптивного круиз контроля, более сложные подсистемы, которые самостоятельно могут вмешиваться в рулевое управление автомобиля.
В результате выполнения квалификационной работы разработан прототип микроконтроллерной системы круиз-контроля с функциями экстренного торможения, контроля критического расстояния до препятствия и оповещении в случае аварийно-опасной ситуации. В пояснительной записке проведен анализ аналогов разрабатываемой системы, определен программно-аппаратный инструментарий для разработки системы, а также описаны этапы разработки.
Следует так же заметить, что выбор большинства компонентов для реализации прототипа, произведен на основе таких условий как: возможность тестирования в выбранной среде моделирования, сравнительная экономичность, совместимость с остальными компонентами системы.
В результате программно-аппаратного тестирования, прототип системы круиз-контроля автомобиля демонстрирует выполнение всего функционала согласно задания на ВКР.
