無(wú)線射頻傳輸在大型車(chē)輛智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)中的運(yùn)用

陳巖松

【摘 要】由于具有車(chē)身長(zhǎng)的特點(diǎn)，大型車(chē)輛在倒車(chē)的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一定的盲區(qū)，繼而使倒車(chē)動(dòng)作的執(zhí)行較為困難。而針對(duì)大型車(chē)輛而設(shè)計(jì)出的智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)則可以利用無(wú)線射頻傳輸進(jìn)行倒車(chē)距離的測(cè)量和數(shù)據(jù)的傳輸，以便更好的幫助駕駛員完成倒車(chē)動(dòng)作。所以，基于這種認(rèn)識(shí)，本文對(duì)無(wú)線射頻傳輸在大型車(chē)輛智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)的運(yùn)用問(wèn)題進(jìn)行了分析，以便幫助有關(guān)人員更好進(jìn)行該技術(shù)和該系統(tǒng)的了解，繼而促進(jìn)智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)的應(yīng)用推廣。

【關(guān)鍵詞】無(wú)線射頻傳輸 大型車(chē)輛智能輔助倒車(chē)系統(tǒng) 運(yùn)用

所謂的智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)，其實(shí)就是大型車(chē)輛在泊車(chē)或倒車(chē)時(shí)使用的安全裝置。而該系統(tǒng)是為以半掛車(chē)為代表的大型車(chē)輛而開(kāi)發(fā)的，以便幫助倒車(chē)視野差、車(chē)尾倒車(chē)盲區(qū)多的車(chē)輛完成倒車(chē)的動(dòng)作。但是，目前市場(chǎng)上的輔助倒車(chē)系統(tǒng)多為有線的。而布線安裝不僅復(fù)雜，且也容易出現(xiàn)線路故障，繼而給輔助倒車(chē)系統(tǒng)的推廣帶來(lái)較多的不便。而無(wú)線射頻傳輸?shù)倪\(yùn)用，則使得這一問(wèn)題得到了有效的改善，繼而成為了輔助倒車(chē)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

1無(wú)線射頻傳輸?shù)母攀?/p>

所謂的無(wú)線射頻傳輸，其實(shí)就是利用無(wú)線方式進(jìn)行射頻信號(hào)的傳輸。在射頻識(shí)別的過(guò)程中，射頻信號(hào)需要通過(guò)空間耦合進(jìn)行目標(biāo)對(duì)象的無(wú)接觸識(shí)別，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的獲取。而利用無(wú)線方式進(jìn)行射頻識(shí)別，則可以進(jìn)行雙向通信、批量讀取、遠(yuǎn)程讀取的實(shí)現(xiàn)。所以，運(yùn)用無(wú)線射頻傳輸，不僅可以進(jìn)行高速運(yùn)動(dòng)的物探的識(shí)別，還具有防水、防磁、耐高溫和使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。而由于其可以進(jìn)行較大距離的讀取，所以可以算作是近距離無(wú)線傳輸?shù)氖走x[1]。因此，可以在大型車(chē)輛智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)中進(jìn)行無(wú)線射頻傳輸?shù)倪\(yùn)用，以便更好的進(jìn)行大型車(chē)輛駕駛盲區(qū)多的問(wèn)題的解決，繼而為駕駛員的駕駛提供一定的安全保障。

2無(wú)線射頻傳輸在倒車(chē)系統(tǒng)中運(yùn)用

2.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

大型車(chē)輛智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)對(duì)超聲波測(cè)距技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、紅外感應(yīng)技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行了運(yùn)用。從本質(zhì)上來(lái)講，該系統(tǒng)的原理就是利用超聲波發(fā)射器進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射，并利用接收器進(jìn)行信號(hào)遇到障礙后反彈的信號(hào)的接受。而系統(tǒng)的測(cè)量發(fā)射器則要進(jìn)行發(fā)射和接收器發(fā)射和接收信號(hào)的時(shí)間差的測(cè)量，并由系統(tǒng)利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行距離值的計(jì)算。但是，由于超聲波的傳輸將受到溫度的影響，所以還要利用溫度值進(jìn)行聲速的補(bǔ)償，以便更精準(zhǔn)的完成計(jì)算。因此，在進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)主要由雷達(dá)主機(jī)和駕駛室終端組成。在工作的過(guò)程中，二者則主要利用射頻信號(hào)完成通信。從結(jié)構(gòu)角度來(lái)看，位于車(chē)尾的雷達(dá)主機(jī)包含有溫度傳感器、超聲波收發(fā)模塊、MCU1、射頻模塊1、串口和電源模塊。而位于駕駛室的駕駛室終端則是駕駛員與系統(tǒng)的人機(jī)接口，包含顯示模塊、鍵盤(pán)模塊、語(yǔ)音模塊、射頻模塊2、MCU2、串口和電源模塊[2]。從功能角度來(lái)看，雷達(dá)主機(jī)需要輔助進(jìn)行車(chē)尾距障礙物的距離信號(hào)的檢測(cè)，并進(jìn)行環(huán)境溫度的檢測(cè)和信號(hào)的處理與傳輸。而駕駛室終端則需要進(jìn)行射頻信號(hào)的接收和處理，并進(jìn)行結(jié)果的顯示。

2.2在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，無(wú)線射頻傳輸?shù)闹饕\(yùn)用在MCU1和MCU2模塊射頻收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)方面。所謂的射頻模塊，其實(shí)就是雷達(dá)主機(jī)與駕駛室終端進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的端口。在智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)中，使用了芯片nRF905進(jìn)行射頻模塊1和射頻模塊2的設(shè)計(jì)。作為一種單片射頻發(fā)射器芯片，該種芯片的工作電壓在1.9V到3.6V之間，并具有3個(gè)ISM頻道，分別為433、868、915MHz。而芯片內(nèi)具有頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等多種功能模塊，可以進(jìn)行輸出功率和通信頻道的配置。此外，由于該種芯片本身的能耗較低，所以在進(jìn)行功率發(fā)射時(shí)，僅能進(jìn)行30mA的工作電流的輸出。而系統(tǒng)接收的工作電流則只有12.5mA。因此，系統(tǒng)的工作模式為多種低功率工作模式，而待機(jī)狀態(tài)下的工作電流僅為12.5uA，有助于系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)。而在模塊天線的配置上，智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)采用的為50Ω阻抗的天線[3]。在芯片nRF905的引腳進(jìn)行差分輸出時(shí)，由于輸出的阻抗與天線輸入阻抗并不相等，所以需要在引腳和天線間進(jìn)行匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置，以便進(jìn)行系統(tǒng)射頻信號(hào)收發(fā)性能的提高。

2.3在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

系統(tǒng)的nRF905芯片具有兩種活動(dòng)模式和節(jié)點(diǎn)模式。在ShockBurst工作模式下，在RF以最大速率進(jìn)行連接時(shí)，需要進(jìn)行數(shù)字應(yīng)用部分速度的降低，以便進(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用中的平均電流的降低。而系統(tǒng)收發(fā)數(shù)據(jù)包格式則為Preamble、Address、Payload和CRC。其中，Preamble為引導(dǎo)字節(jié)，Address為接收模塊地址，Payload為數(shù)據(jù)位，而CRC則為校驗(yàn)碼。在進(jìn)行射頻信號(hào)發(fā)送的過(guò)程中，射頻模塊需要進(jìn)行前導(dǎo)碼和校驗(yàn)碼的生成。而在進(jìn)行數(shù)據(jù)包接收時(shí)，需要進(jìn)行前導(dǎo)碼、地址和CRC位的驗(yàn)證，并將數(shù)據(jù)傳輸至微控制器，以便系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。而為了進(jìn)行系統(tǒng)低功耗的設(shè)計(jì)，則需要在駕駛室終端沒(méi)有進(jìn)行檢測(cè)指令的發(fā)出前，使nRF905進(jìn)行掉電模式、StandBy模式和ShockBurst模式的切換，以便進(jìn)行系統(tǒng)功耗的降低。而在開(kāi)始檢測(cè)后，則需要將溫度、距離和有無(wú)生命體等信號(hào)通過(guò)射頻模塊1發(fā)送至射頻模塊2上，并利用MCU2進(jìn)行信息的處理。最后，在駕駛室終端上電后，則可以再次使nRF905進(jìn)入到掉電模式，以便進(jìn)行系統(tǒng)耗能的降低。

4結(jié)語(yǔ)

在大型車(chē)輛的智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)中進(jìn)行無(wú)線射頻傳輸?shù)倪\(yùn)用，可以使駕駛室的布線麻煩得以減少。而在這種情況下，駕駛室的設(shè)備終端可以自由移動(dòng)。此外，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中進(jìn)行射頻模塊的設(shè)置，也可以使系統(tǒng)的功耗得到降低，并且使系統(tǒng)具有安裝方便、電路簡(jiǎn)單和實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，繼而為駕駛員的安全駕駛提供更多的保障。因此，本文對(duì)無(wú)線射頻傳輸在大型車(chē)輛智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)中的運(yùn)用問(wèn)題進(jìn)行的研究，對(duì)于促進(jìn)倒車(chē)輔助系統(tǒng)的發(fā)展具有一定的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂潔印，周受欽，曹廣忠.基于無(wú)線射頻傳輸?shù)拇笮蛙?chē)輛智能輔助倒車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2013，17（21）：67-73.

[2]趙德芳.可視倒車(chē)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].吉林大學(xué)，2011.

[3]尹繼輝，馬曉春.基于RFID技術(shù)的車(chē)輛倒車(chē)輔助系統(tǒng)研究[J].中國(guó)新通信，2014，20（01）：99.