基于STM32的车辆安全状态监测系统设计与实现.docx

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1、基于STM32的车辆安全状态监测系统设计与实现摘要;在当今这个经济飞速发展的时代，机动车的拥有数量也在不断地上升，机动车数量的上升在给我们的出行带来便捷的同时，也提高了所存在的安全隐患。据不完全统计，机动车驾驶人因长时间疲劳驾驶以及饮酒驾驶所造成的道路安全交通事故约占交通事故总数的20%左右，而在出现死亡交通事故的原因中却位列第一。故对驾驶人员驾驶状态进行实时监督来有效的监督驾驶人的驾驶行为，对于降低交通安全事故及人的死亡率，保护人机动车驾驶人人身健康以及财产安全，创造稳定有序、和谐美丽社会有着十分重要的现实作用。本设计是基于STM32单片机的车辆安全驾驶状态系统设计的研制。通过STM32单片

2、机进行数据处理，使用颜色传感器识别红绿灯颜色，并由语言模块做出温馨的语音提示，通过超声波传感器监测与前方车辆或其他障碍物的距离，通过压力传感器检测车辆是否发生碰撞，当车辆发生碰撞时，在ESP8266WIFI模块与手机链接的情况下，通过GSM模块及时自动打电话到指定的手机进行报警通知，在紧急状况下可以主动打电话到指定手机求助，并且可以在手机APP查看车辆行驶状况，比如记录车辆碰撞次数等。关键词：STM32单片机；数据处理；安全监测状态Designandimp1ementationofthevehic1esafetystatemonitoringsystembasedonSTM32Abstract

3、:Intoday,seraofrapideconomicdeve1opment,thenumberofmotorvehic1esisa1sorising,theriseinthenumberofmotorvehic1esinourtrave1tobringconvenienceatthesametime,buta1soimprovetheexistenceofsafetyrisks.Accordingtoincomp1etestatistics,theroadsafetytrafficaccidentscausedbymotorvehic1edrivers*1ong-termfatiguedr

4、ivinganddrinkingdrivingaccountforabout20%ofthetota1trafficaccidents,buttheyrankfirstamongthecausesofdeathtrafficaccidents.Therefore,rea1-timesupervisionofdriverstoeffective1ysupervisethedrivingbehaviorp1aysaveryimportantpractica1ro1einreducingtrafficsafetyaccidentsandhumandeathrate,protectingthepers

5、ona1hea1thandpropertysafetyofmotorvehic1edrivers,andcreatingastab1e,order1y,harmoniousandbeautifu1society.Thisdesignisthedeve1opmentofvehic1esafedrivingstatesystemdesignbasedonSTM32MCU.DataprocessingbytheSTM32SCM,Useofco1orsensorstoidentifytraffic1ightco1ors,Andbythe1anguagemodu1emakesawarmvoiceprom

6、pt,Distancetothevehic1eorotherobstac1esaheadismonitoredbyu1trasonicsensors,Detectionofvehic1eco11isionbypressuresensor,Inavehic1eco11ision,InthecaseoftheESP8266WIFImodu1ebeing1inkedtothemobi1ephone,Automaticphoneca11tothespecifiedmobi1ephonethroughtheGSMmodu1efora1armnotification,Inanemergency,youca

7、nactive1yca11thedesignatedmobi1ephoneforhe1p,Andyoucancheckthedrivingstatusofthevehic1eonthemobi1ephoneAPP,Suchasrecordingthenumberofvehic1eco11isions,etc.Keywords:STM32SCM;dataprocessing;safetymonitoringstatus目录1绪论111论文的背景与意义112论文的主要工作1(1)通过STM32单片机进行数据处理12系统设计及单元电路选型22.1 系统总体结构设计22.2 系统的主要流程22.3 单

8、元电路选型32. 3.1单片机的选型33. 3.2超声波传感器的选型44. 3.3显示屏的选型45. 3.4无线模块的选型56. 3.5压力传感器的选型63硬件系统设计76.1 单片机系统接口电路设计76.2 颜色传感器电路设计77. 3显示屏的接口电路设计88. 4超声波传感器电路设计89. 5WIF1模块接口电路设计910. 6压力传感器电路设计93. 7GSM电路设计104软件系统设计103.1 软件框架设计104. 2程序模块设计114.2.1O1ED液晶程序设计114.2.2SYN6288语音播报程序设计114.2.3WIFI模块上传数据程序设计125系统运行与调试135.1系统总体

9、测试135.2液晶显示测试135.3HW-067颜色传感器数据145.4手机APP运行测试15结论16(1)通过STM32单片机进行数据处理16参考文献18致谢错误!未定义书签。1绪论1.1 论文的背景与意义时代在发展，社会在进步。机动车的拥有数量也在持续上升，机动车在为我们的日常生活带来方便的同时，也随之增加了其所带来的安全隐患。在国外，对车辆安全监测状态系统的研究和开发已经有几十年的历史，建立了较为完善的车辆安全监测技术标准及产业化体系。近年来，我国在汽车安全技术及其相关产品的研究与开发方面也取得了很大的进步。例如由湖南大学、国防科技大学等高校和湖南亮财汽车安全科技有限公司联合研发的“汽车

10、防撞保护系统-AAPS，不仅具有原创性自主知识产权，而且填补了国内外汽车安全产品的空白。但是当车辆发生碰撞后，不能及时得到处理仍是当今规范安全监测方面的一大难点。据不完全统计，司机因疲劳驾驶、不规范动作驾驶以及饮酒驾驶所造成的道路安全交通事故在所有安全事故中的比重甚至达到了20%,并且在出现死亡的交通事故的原因排名中却位列第一。故对驾驶机动车的驾驶人员的驾驶状态进行实时监督可有效的监督驾驶员的驾驶行为，对于降低交通事故及人员死亡率，保护人身生命安全及财产，创建和谐社会有着十分重要的现实意义。1.2 论文的主要工作本设计是基于STM32车辆安全监测状态系统设计的研制。通过STM32单片机进行数据

11、处理，使用颜色传感器识别红绿灯颜色，并由语言模块做出温馨的语音提示，通过超声波传感器检测与前方车辆以及其他障碍物的距离，当距离较近时，同样会给出语音提示，通过压力传感器检测车辆是否发生碰撞，当车辆发生碰撞时，在ESP8266WIFI模块与手机链接的情况下，通过GSM模块及时自动打电话到指定的手机进行报警通知，在紧急状况下可以主动打电话到指定手机求助，并且可以在手机APP查看车辆行驶状况，比如记录车辆碰撞次数等。具体工作如下：(1)通过STM32单片机进行数据处理(2)使用颜色传感器识别红绿灯颜色，并由语言模块做出温馨的语音提示(3)通过超声波传感器检测与前车或者其他障碍物之间的距离(4)通过压

12、力传感器检测车辆是否发生碰撞(5)通过ESP8266WIFI模块与手机链接(6)通过GSM模块及时自动打电话到指定的手机进行报警通知(7)在紧急状况下可以主动打电话到指定手机求助(8)可以在手机APP查看车辆行驶状况，比如记录车辆碰撞次数。2系统设计及单元电路选型2.1 系统总体结构设计本设计是基于STM32车辆安全监测状态系统设计的研制。通过STM32单片机进行数据处理，使用颜色传感器识别红绿灯颜色，并由语言模块做出温馨的语音提示，通过超声波传感器检测与前方车辆以及其他障碍物的距离，当距离较近时，同样会给出语音提示，通过压力传感器检测车辆是否发生碰撞，当车辆发生碰撞时，在ESP8266WIF

13、I模块与手机链接的情况下，通过GSM模块及时自动打电话到指定的手机进行报警通知，在紧急状况下可以主动打电话到指定手机求助，并且可以在手机APP查看车辆行驶状况，比如记录车辆碰撞次数。基于STM32车辆安全监测状态系统设计系统设计框图如图1所示：图1基于STM32车辆安全监测状态系统设计系统设计框图2.2 系统的主要流程首先将本设计板子上电,然后各传感器会进行初始化,WIFI模块通过S1M卡连接信号,颜色传感器此时可以识别红绿灯颜色，识别出的颜色由语言模块做出温馨的语音提示,超声波传感器可以检测与前方车辆或者其他类型障碍物之间的距离，经过检测后，通过显示屏显示实时数据，当距离较近时，同样会给出语

14、音提示，当压力传感器受到外界压力时，即表明车辆发生碰撞，当车辆发生碰撞时，在ESP8266WIFI模块与手机链接的情况下，通过GSM模块及时自动打电话到指定的手机进行报警通知，在紧急状况下可以主动打电话到指定手机求助，并且可以在手机APP查看车辆行驶状况，比如记录车辆碰撞次数。2.3 单元电路选型2.3.1 单片机的选型一个好的设计必然具备一个适合本身的好的控制元器件，本设计采用单片机来作为总的数据控制中心，其起到一个计算并控制的作用，要想使整个系统设计较好的实现智能化控制，就不能缺少计算和控制。所以，单片机在本次设计中有着不可替代的作用，本次我选择单片机却没选择含有操作系统的CPU,用单片机

15、作为微型单片计算的数据元件，是因为单片机价格便宜操作较为简单的特点，而且单片机的资源适中，不会造成浪费资源的现象，但是随着经济的发展，单片机的种类也逐渐增多，而且每种单片机的特性和功能大不相同，性能也存在着较大的差异，故选择一个适用于本设计的单片机是非常值得我研究的方面，下面是我对几款常见的单片机性能之间的比较：。方案一：采用STM32F1型单片机，此单片机在现在的设计中被普遍使用，与之前常用的51单片机相比，此单片机有着更为丰富的IO资源端口，而且在51单片机的基础上,又增加了很多比较实用的真实性能。它内部可同时控制多个定时器，处理速度较其他单片机快了很多，是一款名副其实性能比较强大的芯片，

16、并且与本设计的需求相洽和。方案二：采用STM32F4型单片机，此单片机相比于上述的STM32F1单片机性能更加的完备，是一款32位的具有更多IO资源端口的单片机，并且这款单片机还能进行浮点运算，所得数据更加准确，而且还可以对一些较为复杂的图像进行加工处理，它比STM32F1有着更多的定时器和资源串口,但是此设计不用使用功能如此多的单片机，如使用此单片机会造成一定的资源浪费。方案三：采用ArdUinO型单片机，此单片机在国外的许多设计中很受欢迎，大多原因在于其操作简单，有较多的封闭式储存库，但是它的IO资源端口相对来说少很多，数据处理也较为缓慢，而此设计涉及多模块同时，所以此单片机不适合此次设计。根据上面对多种单片机的特点、性能以及适用