網(wǎng)絡化智能車燈控制系統(tǒng)

彭志崇+徐穎+管衍輝+寇常樂

摘 要

本設計是一種智能車燈控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)以STM32F407單片機為主控芯片，攝像頭和網(wǎng)絡行車路線為核心。單片機通過藍牙連接讀取手機APP的路線進行判斷，同時由攝像頭實時分析會車情況，根據(jù)最新路況信息對前照車燈自動進行調(diào)節(jié)和燈光分裂。該系統(tǒng)既能改善汽車在夜間行駛時彎道造成視野盲區(qū)問題，又能避免會車時造成炫目的情況。

【關鍵詞】行車路線圖 攝像頭 STM32F407 汽車前照燈

1 引言

目前國內(nèi)汽車數(shù)量日益增加，成為人們出行的重要交通工具之一。車燈作為汽車的眼睛，在行車的過程中車燈對安全起著至關重要的作用。汽車在夜間行駛至彎道時由于車燈的局限性，車燈光束無法完全照射至路面，從而造成視野盲區(qū)問題。夜間會車時，如果對方車輛未調(diào)節(jié)前照車燈時容易造成駕駛人炫目。這些情況容易造成交通事故，威脅人身安全。而智能車燈控制系統(tǒng)不僅能夠根據(jù)行車線自動調(diào)節(jié)燈光角度。而且可以根據(jù)車內(nèi)攝像頭判別路況信息，自動進行燈光分離，改善會車時燈光阻礙視線的問題。

2 系統(tǒng)框圖和工作原理

系統(tǒng)由車燈控制系統(tǒng)和手機APP構成，通過藍牙進行數(shù)據(jù)的傳輸，系統(tǒng)根據(jù)調(diào)取高德地圖的車輛行駛路線信息進行處理，然后根據(jù)處理結果自動調(diào)節(jié)前車照燈光束的照射角度。同時利用攝像頭對車輛前方的路況信息進行判斷，從而自動調(diào)節(jié)燈光照射強度和車燈分離，改善會車時燈光所帶來的阻礙視線問題，同時也達到提高道路的安全性和駕駛員的舒適性的目的。

3 系統(tǒng)硬件設計

系統(tǒng)通過汽車內(nèi)儲能進行供電，主要由STM32F407單片機、攝像頭模組、藍牙模塊、光強檢測模塊、舵機和恒流源驅動電路組成。系統(tǒng)主控在正常工作后，先進行初始化，判斷藍牙模塊是否與手機連接完畢，當藍牙模塊連接成功后，單片機便實時讀取手機APP上的路線信息。再由光強檢測模塊和攝像頭模組獲取的路況信息進行分析處理后發(fā)送給STM32F407單片機，STM32F407單片機通過對位置的判斷而自動的對前照車燈進行燈光分離和燈光亮度調(diào)節(jié)。其結構圖如圖1所示。

4 主控模塊

系統(tǒng)采用ARM公司的32位單片機STM32F407為控制核心，具有低功耗，運行速度快等優(yōu)點。作為STM32平臺的新產(chǎn)品，STM32F4系列基于最新的ARM Cortex M4內(nèi)核，在現(xiàn)有的STM32微控制器產(chǎn)品組合中新增了信號處理功能，并提高了運行速度。STM32F407主頻高達168M，具有512KB的FLASH以及196KB的RAM，支持USART、USB、DMA等，并且多達14個定時器，每個定時器能輸出多路的PWM供給舵機使用，其強大的性能，高速的處理能力，能將攝像頭傳回的數(shù)據(jù)進行快速處理，其模塊核心芯片能夠很好地實現(xiàn)功能要求。

5 供電系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用的是LTC3789系新研發(fā)出的高效率高性能升降壓式開關穩(wěn)壓控制器，其輸入電壓可以從4V～38V，輸出電壓可以高于輸入電壓，可以低于輸入電壓為0.8V～38V，工作頻率恒定，最高可達600KHz（200～600KHz）。為電流模式工作。輸出電流反饋環(huán)提供對電池充電的支持，滿足輸入輸出4V～38V的寬范圍。在工作區(qū)域有很低的噪聲，LTC3789系目前最理想的可升降壓的電池供電系統(tǒng)應用IC。

6 系統(tǒng)軟件設計

軟件部分由主控STM32F407程序的編寫和手機APP構成，手機APP通過E4A編程軟件制作，E4A是一個基于谷歌Simple語言的編程軟件工具，只要有易語言基礎，就可以很輕松上手。E4A擁有和易語言一樣的可視化開發(fā)環(huán)境，以及強大的智能語法提示功能。首先采用的E4A編程通過申請高德地圖的秘鑰，從而調(diào)取高德地圖的路線信息進行后臺處理，再用藍牙將后臺處理結果發(fā)送給單片機，系統(tǒng)主控開始工作后，先進行初始化，判斷藍牙是否與手機鏈接，當藍牙鏈接成功后，系統(tǒng)便可實時讀取手機APP的路線信息，同時由攝像頭對前方路況進行判斷，由最終的信息情況驅動舵機調(diào)整燈光照射角度、照射強度和燈光分裂化。程序流程圖如圖2所示。

7 分析與結論

控制系統(tǒng)安裝到汽車上之后就可以通過藍牙與手機連接，實時讀取手機APP上的行車路線信息，夜間行駛遇兩車交會或者轉彎時，根據(jù)光強檢測模塊和攝像頭模組傳回的路況信息自動進行車燈分裂和水平調(diào)節(jié)。極大的避免了會車燈光炫目以及視野盲區(qū)的問題，從而提高駕駛的安全性和可靠性。目前市場上大部分汽車的車燈都不具備自動控制功能。車燈的改革是關鍵的一步，也將會是未來發(fā)展的一種必然趨勢。

參考文獻

[1]楊慧.LED車燈功能控制研究[D].陜西：西安工業(yè)大學，2015.

[2]杜小芳等.汽車自適用前照燈系統(tǒng)AFS的控制策略研究[D].湖北：武漢理工大學，2016.

作者單位

天津職業(yè)技術師范大學 天津市 300222endprint