基于嵌入式車(chē)載安全預警系統設計

摘要：針對當前駕駛安全備受關(guān)注的現狀，基于A(yíng)RM Cortex-M3內核的STM32設計了一種車(chē)栽安全預警系統，該系統是實(shí)現對車(chē)輛超速監測、司機超勞監測、車(chē)輛定位、藍牙免提和無(wú)線(xiàn)通信功能于一體的車(chē)載終端。詳述了系統實(shí)現各功能模塊的硬件設計方案，以及在軟件方面如何移植μC／OS-Ⅱ實(shí)時(shí)操作系統，并完成各應用任務(wù)的調度和外圍設備管理。
關(guān)鍵詞：STM32；μC／OS-Ⅱ；嵌入式；車(chē)載系統

隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，汽車(chē)已成為人們工作和生活不可缺少的一種交通工具，給人們生活帶來(lái)方便的同時(shí)交通安全也成為人們日益關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。研究表明駕駛員的違章操作是導致交通事故頻發(fā)主要原因之一，所以如何有效遏制交通違章、約束駕駛員不良駕駛習慣，提高車(chē)輛的運營(yíng)安全已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的重大課題。而車(chē)載電子裝置與汽車(chē)本身關(guān)系不大，其開(kāi)發(fā)條件要求相對較低，并且其適用環(huán)境更加廣泛，因此車(chē)載電子裝置的開(kāi)發(fā)正在成為一個(gè)新的熱點(diǎn)。

1 車(chē)載安全預警系統功能
本文中的車(chē)載安全預警系統設計基于A(yíng)RM Cortex—M3內核的STM32系列處理器，融合了藍牙無(wú)線(xiàn)、定位導航、慣性導航、GSM無(wú)線(xiàn)通信等多種高科技技術(shù)。主要實(shí)現功能有：
(1)超時(shí)、超速的實(shí)時(shí)檢測：通過(guò)GPS對車(chē)輛的行駛狀態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤定位，獲取行駛的時(shí)間和速度信息，判斷駕駛員是否超勞，車(chē)輛是否超速。
(2)GPS／加速度計組合測速：利用慣性敏感器件加速度計解決GPS使在涵道、山谷內等，出現弱信號或無(wú)信號的定位問(wèn)題，通過(guò)自適應卡爾曼濾波數據融合算法獲取更精確的定位信息。
(3)車(chē)載電話(huà)功能：實(shí)現藍牙免提功能，使駕駛員可以專(zhuān)注于駕駛，保證車(chē)主在通話(huà)過(guò)程中的駕駛安全。
(4)行駛狀態(tài)檢測：通過(guò)加速度傳感器，對行車(chē)三維方向上的加速度值進(jìn)行測量，判斷車(chē)輛行駛是否超出加速度安全閾值。
(5)遠程監控功能：基于無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)，實(shí)現對車(chē)輛的遠程動(dòng)態(tài)監控管理，當存在駕駛安全隱患或事故發(fā)生時(shí)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )將當前狀態(tài)消息(位置、速度、加速度、時(shí)間)及時(shí)上報，以便車(chē)輛監管部門(mén)采取相應的管理調度或急救措施。
(6)監控報警：當駕駛員超速或疲勞駕駛時(shí)通過(guò)聲光報警及時(shí)糾正駕駛者的不規范操作。

2 系統的硬件設計
根據系統設計的功能要求，安全預警系統的整體結構框如圖1所示。