基于嵌入式車載安全預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計

摘要：針對當前駕駛安全備受關(guān)注的現(xiàn)狀，基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32設(shè)計了一種車栽安全預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)是實現(xiàn)對車輛超速監(jiān)測、司機超勞監(jiān)測、車輛定位、藍牙免提和無線通信功能于一體的車載終端。詳述了系統(tǒng)實現(xiàn)各功能模塊的硬件設(shè)計方案，以及在軟件方面如何移植μC／OS-Ⅱ實時操作系統(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)

隨著社會經(jīng)濟的發(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交通安全也成為人們?nèi)找骊P(guān)注的焦點問題。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慣，提高車輛的運營安全已經(jīng)成為一個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)正在成為一個新的熱點。

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)計基于ARM Cortex—M3內(nèi)核的STM32系列處理器，融合了藍牙無線、定位導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、GSM無線通信等多種高科技技術(shù)。主要實現(xiàn)功能有：
(1)超時、超速的實時檢測：通過GPS對車輛的行駛狀態(tài)實時跟蹤定位，獲取行駛的時間和速度信息，判斷駕駛員是否超勞，車輛是否超速。
(2)GPS／加速度計組合測速：利用慣性敏感器件加速度計解決GPS使在涵道、山谷內(nèi)等，出現(xiàn)弱信號或無信號的定位問題，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：實現(xiàn)藍牙免提功能，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：通過加速度傳感器，對行車三維方向上的加速度值進行測量，判斷車輛行駛是否超出加速度安全閾值。
(5)遠程監(jiān)控功能：基于無線移動通信技術(shù)，實現(xiàn)對車輛的遠程動態(tài)監(jiān)控管理，當存在駕駛安全隱患或事故發(fā)生時通過無線網(wǎng)絡(luò)將當前狀態(tài)消息(位置、速度、加速度、時間)及時上報，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)控報警：當駕駛員超速或疲勞駕駛時通過聲光報警及時糾正駕駛者的不規(guī)范操作。

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