基于单片机控制的夜用减速带的制作方法

本发明涉及一种减速带，尤其涉及一种基于单片机控制的夜用减速带。

背景技术：

目前，在城市道路上的急弯、坡道、路口或是学校、住宅小区入口等处常会设置减速带，以达到车辆在行驶中既保证安全又起到缓冲减速目的，以尽可能地避免一些交通事故的发生。但在夜间，路面上的减速带则显得不够醒目，因此车辆在靠近减速带时可能会由于没看清减速带而未提前减速，使得车辆在经过减速带时由于速度过快造成抖动剧烈，并且同样容易引发交通事故。

现有的方案通常是在减速带上增加一种光源，以在夜间提醒即将到达车辆此处有减速带。因led照明有亮度高、耗电量低、寿命长的特点，这种夜间光源会采用led灯，但这种方案有以下两个缺点：

1.需要该夜间光源持续发亮，这将会造成较大的电能损失。

2.在车辆靠近时，由于减速带发光，路面亮度较高，人眼的瞳孔缩小，使得远方的视野相对变暗，若减速带后方有行人经过，则驾驶员可能会看不到该行人，从而继续行驶，故依旧有可能引发交通事故。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于单片机控制的夜用减速带，该减速带可在夜间发光，且发光强度会随着即将到达车辆与减速带之间的距离的变化而变化，距离大时，发光强度大，距离小时，发光强度也小，在路面上无车辆行驶时则不发光，有利于减小能耗，同时该控制电路结构简单，易于实现。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种基于单片机控制的夜用减速带，它包括减速带本体，还包括主控模块、led夜间光源、超声波距离检测模块。

所述的主控模块包括单片机、晶振电路、大功率led驱动电路、电源、稳压电路；所述的单片机用3.3v电压供电；所述的晶振电路包括晶振、电容c1、电容c2；所述电容c1的一端与单片机的时钟输入端口xtal1及晶振的一端相连，c1另一端接地；所述的电容c2的一端与单片机的时钟输入端口xtal2及晶振的另一端相连，c2的另一端接地；所述的大功率led驱动电路包括电阻r1、npn三极管v1、电阻r2、光电耦合器oc、电阻r3、npn三极管v2、pnp三极管v3、电阻r4、电阻r5、mos管q、电阻r6组成；r1一端与单片机的pwm引脚相连，一端接v1的基极；v1的发射极接地，集电极接oc中发光二极管的负极；oc中发光二极管的正极接r2；r2的另一端接5v电压；oc中光敏三极管的发射极接地，集电极与v2、v3的基极、r3相连；r3的另一端、r6的一端与v2的集电极接12v电压；v3的集电极接地；v2、v3的发射极与r4相连；r4的另一端与r5、q的栅极相连；r5的另一端与q的源极接地；q的漏极与r6的另一端之间接入适当数量的大功率led；所述的电源、稳压电路共同为控制电路提供3.3v、5v、12v的供电电压。

所述的led夜间光源即为若干个大功率led，位于减速带的靠近车辆侧的凹槽内。

所述的超声波距离检测模块，位于减速带的靠近车辆侧的凹槽内，其vcc引脚接入5v，gnd引脚接地，trig触发控制信号输入引脚与echo回响信号输出引脚分别与单片机的两个i/o口相连。

本发明的有益效果是：

本发明首先解决了夜间时路面上的减速带不够醒目的问题。另一方面，通过增加led夜间光源并控制发光强度与即将到达车辆与减速带之间的距离呈正相关的关系，极大地减小了发光的能耗，并能防止车辆靠近时由于光源亮度较大而看不清前方道路信息的问题的发生，使得夜间交通安全事故发生的概率大大下降。同时，减速带内部的控制电路结构简单，成本较低，易于实现。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明实例中涉及的电路图；

图中，1.减速带本体、2.led夜间光源、3.超声波距离检测模块。

具体实施方案

下面结合说明书附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，它包括减速带本体1，还包括主控模块、led夜间光源2、超声波距离检测模块3。

图2所示的是本发明的控制电路图，该电路为控制三个led发光情形的电路结构。如图2所示，所述的主控模块包括单片机、晶振电路、大功率led驱动电路、电源、稳压电路；所述的单片机用3.3v电压供电；所述的晶振电路包括晶振、电容c1、电容c2；所述电容c1的一端与单片机的时钟输入端口xtal1及晶振的一端相连，c1另一端接地；所述的电容c2的一端与单片机的时钟输入端口xtal2及晶振的另一端相连，c2的另一端接地；所述的大功率led驱动电路包括电阻r1、npn三极管v1、电阻r2、光电耦合器oc、电阻r3、npn三极管v2、pnp三极管v3、电阻r4、电阻r5、mos管q、电阻r6组成；r1一端与单片机的pwm引脚相连，一端接v1的基极；v1的发射极接地，集电极接oc中发光二极管的负极；oc中发光二极管的正极接r2；r2的另一端接5v电压；oc中光敏三极管的发射极接地，集电极与v2、v3的基极、r3相连；r3的另一端、r6的一端与v2的集电极接12v电压；v3的集电极接地；v2、v3的发射极与r4相连；r4的另一端与r5、q的栅极相连；r5的另一端与q的源极接地；q的漏极与r6的另一端之间接入适当数量的大功率led；所述的电源、稳压电路共同为控制电路提供3.3v、5v、12v的供电电压。所述的单片机可选择内部有pwm产生电路的处理器，如tms320f2812；所述的光电耦合器可选择型号为tlp521-1的产品；所述的mos管q可选择型号为irf540的产品。

所述的led夜间光源2即为若干个大功率led，位于减速带1的靠近车辆侧的凹槽内，为保证各led均在额定电流下工作，需调整r6阻值大小，以对led支路进行限流。

所述的超声波距离检测模块3，位于减速带1的靠近车辆侧的凹槽内，其vcc引脚接入5v，gnd引脚接地，trig触发控制信号输入引脚与echo回响信号输出引脚分别与单片机的两个i/o口相连。基本工作原理为：(1)采用i/o口trig触发测距，需给最少10us的高电平触发；(2)模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；(3)若有信号返回，通过i/o口echo输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。最终有：检测距离＝(高电平时间*声速(340m/s))/2；所述的超声波距离检测模块，可选用型号为hc-sr04的产品。

本实例的工作过程如下：

设定单片机的cpu定时器的定时中断为0.2s，在该定时中断中，先设置脉冲触发信号的周期为1s，即每进入5次定时中断后，通过单片机i/o口提供给超声波距离检测模块trig端一个长为15us的脉冲触发信号，检测模块便开始工作，发出超声波。若echo端的高电平时间超过一定阈值，则认为此处路面上没有车，脉冲触发信号的周期则仍为1s；若echo端的高电平时间小于阈值，则认为前方路面上检测到车辆并在靠近，脉冲触发信号的周期则变为0.2s，即每进入1次定时中断后，单片机产生脉冲触发信号，由超声波距离检测模块进行不断测距，以便及时地调整led灯的亮度。若后来echo端的高电平时间又大于阈值，则脉冲触发信号的周期重新变为1s。

当检测模块检测到路面上没有车时，单片机通过pwm口输出高电平，控制所有led灯熄灭；当检测模块检测到路面上有车时，单片机先通过pwm口输出占空比较小的pwm波，而即将到达车辆与减速带之间的距离越小，则占空比越大，led灯的发光强度越低。由于此时每隔0.2s测距，故led发光强度变化的时间间隔也为0.2s。

故当车离减速带较远时，led发光强度大，驾驶员能直接看到减速带并且提前减速，当车离减速带较近时，led发光强度小，减小对驾驶员的刺眼程度并降低发光能耗，当车经过减速带后，led便不发光，等待下次有车辆经过。

当路面上有多辆车经过时，由于车通常有前车灯与后车灯，后方的车可以看到前方的车从而控制自身速度，故以离减速带最近的车对应距离来控制led灯的发光强度。等到前方的车离开后，则重新检测后方的车与减速带之间的距离，对led灯的发光强度进行控制。