汽車監(jiān)測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

現(xiàn)代智能汽車需要配備各種電氣系統(tǒng)對汽車狀態(tài)進行監(jiān)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(wǎng)絡（CAN）總線協(xié)議開發(fā)汽車監(jiān)測系統(tǒng)。所開發(fā)的汽車監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對車內(nèi)環(huán)境和駕駛員行為的監(jiān)測。

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

此外，還對車內(nèi)空氣酒精含量進行監(jiān)測，以判斷駕駛員是否飲酒。對駕駛員行為的監(jiān)測包括面部運動和眼部運動。在實現(xiàn)上述功能時，采用車內(nèi)攝像頭對駕駛員面部進行監(jiān)測，通過統(tǒng)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(tài)。采用紅外傳感器對駕駛員眼部運動進行監(jiān)測，紅外線傳感器向駕駛員眼部附近發(fā)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(jiān)測系統(tǒng)的拓撲結構進行設計。由于傳統(tǒng)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(xié)議，將各個功能子系統(tǒng)與通信總線相連。

（3）對汽車監(jiān)測系統(tǒng)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(fā)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(yōu)點。顯示器則采用由兩塊玻璃板和中間液晶材料組成常規(guī)液晶顯示器（LCD），玻璃板內(nèi)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(huán)仿真平臺對所設計的監(jiān)測系統(tǒng)進行驗證，結果顯示該系統(tǒng)能夠很好地對車內(nèi)環(huán)境和駕駛員行為進行監(jiān)測。

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

編譯：陳丁躍