汽車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)代智能汽車需要配備各種電氣系統(tǒng)對(duì)汽車狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證乘員乘坐舒適性和車輛行駛安全性。本文采用進(jìn)階精簡指令集（ARM）處理器，利用控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）總線協(xié)議開發(fā)汽車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。所開發(fā)的汽車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車內(nèi)環(huán)境和駕駛員行為的監(jiān)測(cè)。

（1）對(duì)汽車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)車內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測(cè)包括車內(nèi)溫度、車內(nèi)空氣，同時(shí)對(duì)外部天氣的監(jiān)測(cè)也歸為此類中。①采用溫度傳感器對(duì)車內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)，并將其與車內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)車內(nèi)溫度的監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)。②采用外部濕度傳感器對(duì)汽車外部天氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。降雨時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)雨刮器，并能根據(jù)降雨強(qiáng)度對(duì)雨刮器電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。③采用氣體傳感器對(duì)車內(nèi)空氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該傳感器對(duì)收集的車內(nèi)空氣進(jìn)行電離分解，通過不同傳感單元的吸附，對(duì)車內(nèi)常見的有害物質(zhì)（如CO、液化石油氣、丁烷和丙烷）進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

此外，還對(duì)車內(nèi)空氣酒精含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以判斷駕駛員是否飲酒。對(duì)駕駛員行為的監(jiān)測(cè)包括面部運(yùn)動(dòng)和眼部運(yùn)動(dòng)。在實(shí)現(xiàn)上述功能時(shí)，采用車內(nèi)攝像頭對(duì)駕駛員面部進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過統(tǒng)計(jì)駕駛員眨眼、點(diǎn)頭的頻率及間隔特征，判斷駕駛員是否進(jìn)入疲勞狀態(tài)。采用紅外傳感器對(duì)駕駛員眼部運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，紅外線傳感器向駕駛員眼部附近發(fā)射紅外線。通過測(cè)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(duì)汽車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于傳統(tǒng)分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的布線較為復(fù)雜且成本較高，因此采用總線式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。利用CAN總線協(xié)議，將各個(gè)功能子系統(tǒng)與通信總線相連。

（3）對(duì)汽車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的其它硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)。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(diǎn)。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(hào)，顯示出相應(yīng)的圖像。

通過硬件在環(huán)仿真平臺(tái)對(duì)所設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示該系統(tǒng)能夠很好地對(duì)車內(nèi)環(huán)境和駕駛員行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

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

編譯：陳丁躍