基于嵌入式車載安全預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)當(dāng)前駕駛安全備受關(guān)注的現(xiàn)狀，基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32設(shè)計(jì)了一種車栽安全預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛超速監(jiān)測(cè)、司機(jī)超勞監(jiān)測(cè)、車輛定位、藍(lán)牙免提和無線通信功能于一體的車載終端。詳述了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各功能模塊的硬件設(shè)計(jì)方案，以及在軟件方面如何移植μC／OS-Ⅱ實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，并完成各應(yīng)用任務(wù)的調(diào)度和外圍設(shè)備管理。
關(guān)鍵詞：STM32；μC／OS-Ⅱ；嵌入式；車載系統(tǒng)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車已成為人們工作和生活不可缺少的一種交通工具，給人們生活帶來方便的同時(shí)交通安全也成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點(diǎn)問題。研究表明駕駛員的違章操作是導(dǎo)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(xí)慣，提高車輛的運(yùn)營(yíng)安全已經(jīng)成為一個(gè)亟待解決的重大課題。而車載電子裝置與汽車本身關(guān)系不大，其開發(fā)條件要求相對(duì)較低，并且其適用環(huán)境更加廣泛，因此車載電子裝置的開發(fā)正在成為一個(gè)新的熱點(diǎn)。

1 車載安全預(yù)警系統(tǒng)功能
本文中的車載安全預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于ARM Cortex—M3內(nèi)核的STM32系列處理器，融合了藍(lán)牙無線、定位導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、GSM無線通信等多種高科技技術(shù)。主要實(shí)現(xiàn)功能有：
(1)超時(shí)、超速的實(shí)時(shí)檢測(cè)：通過GPS對(duì)車輛的行駛狀態(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，車輛是否超速。
(2)GPS／加速度計(jì)組合測(cè)速：利用慣性敏感器件加速度計(jì)解決GPS使在涵道、山谷內(nèi)等，出現(xiàn)弱信號(hào)或無信號(hào)的定位問題，通過自適應(yīng)卡爾曼濾波數(shù)據(jù)融合算法獲取更精確的定位信息。
(3)車載電話功能：實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙免提功能，使駕駛員可以專注于駕駛，保證車主在通話過程中的駕駛安全。
(4)行駛狀態(tài)檢測(cè)：通過加速度傳感器，對(duì)行車三維方向上的加速度值進(jìn)行測(cè)量，判斷車輛行駛是否超出加速度安全閾值。
(5)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能：基于無線移動(dòng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)監(jiān)控管理，當(dāng)存在駕駛安全隱患或事故發(fā)生時(shí)通過無線網(wǎng)絡(luò)將當(dāng)前狀態(tài)消息(位置、速度、加速度、時(shí)間)及時(shí)上報(bào)，以便車輛監(jiān)管部門采取相應(yīng)的管理調(diào)度或急救措施。
(6)監(jiān)控報(bào)警：當(dāng)駕駛員超速或疲勞駕駛時(shí)通過聲光報(bào)警及時(shí)糾正駕駛者的不規(guī)范操作。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能要求，安全預(yù)警系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框如圖1所示。