汽車監測系統的設計與實現

汽車監測系統的設計與實現

現代智能汽車需要配備各種電氣系統對汽車狀態進行監測，以保證乘員乘坐舒適性和車輛行駛安全性。本文采用進階精簡指令集（ARM）處理器，利用控制器局域網絡（CAN）總線協議開發汽車監測系統。所開發的汽車監測系統能夠實現對車內環境和駕駛員行為的監測。

（1）對汽車監測系統的功能進行設計。對車內環境的監測包括車內溫度、車內空氣，同時對外部天氣的監測也歸為此類中。①采用溫度傳感器對車內溫度監測，并將其與車內空調系統連接，實現對車內溫度的監測和調節。②采用外部濕度傳感器對汽車外部天氣進行監測。降雨時自動啟動雨刮器，并能根據降雨強度對雨刮器電機轉速進行調節。③采用氣體傳感器對車內空氣進行監測。該傳感器對收集的車內空氣進行電離分解，通過不同傳感單元的吸附，對車內常見的有害物質（如CO、液化石油氣、丁烷和丙烷）進行監測。

此外，還對車內空氣酒精含量進行監測，以判斷駕駛員是否飲酒。對駕駛員行為的監測包括面部運動和眼部運動。在實現上述功能時，采用車內攝像頭對駕駛員面部進行監測，通過統計駕駛員眨眼、點頭的頻率及間隔特征，判斷駕駛員是否進入疲勞狀態。采用紅外傳感器對駕駛員眼部運動進行監測，紅外線傳感器向駕駛員眼部附近發射紅外線。通過測量眼部所反射紅外線的能量高低，確定駕駛員眼睛的開閉。

（2）對汽車監測系統的拓撲結構進行設計。由于傳統分布式結構設計的布線較為復雜且成本較高，因此采用總線式結構設計。利用CAN總線協議，將各個功能子系統與通信總線相連。

（3）對汽車監測系統的其它硬件進行設計。其它硬件主要包括處理器和顯示屏。處理器選擇Acorn有限公司開發的ARM處理器，該處理器具有體積小、功耗低、成本低和性能高等諸多優點。顯示器則采用由兩塊玻璃板和中間液晶材料組成常規液晶顯示器（LCD），玻璃板內表面涂布透明電極。該顯示器通過接收到的電信號，顯示出相應的圖像。

通過硬件在環仿真平臺對所設計的監測系統進行驗證，結果顯示該系統能夠很好地對車內環境和駕駛員行為進行監測。

Vasudeva et al.2015 International Conference on Computer Science,Electronics&Electrical Engineering,Pune Oct.29-30, 2015.

編譯：陳丁躍