汽车监测系统的设计与实现

汽车监测系统的设计与实现

现代智能汽车需要配备各种电气系统对汽车状态进行监测，以保证乘员乘坐舒适性和车辆行驶安全性。本文采用进阶精简指令集（ARM）处理器，利用控制器局域网络（CAN）总线协议开发汽车监测系统。所开发的汽车监测系统能够实现对车内环境和驾驶员行为的监测。

（1）对汽车监测系统的功能进行设计。对车内环境的监测包括车内温度、车内空气，同时对外部天气的监测也归为此类中。①采用温度传感器对车内温度监测，并将其与车内空调系统连接，实现对车内温度的监测和调节。②采用外部湿度传感器对汽车外部天气进行监测。降雨时自动启动雨刮器，并能根据降雨强度对雨刮器电机转速进行调节。③采用气体传感器对车内空气进行监测。该传感器对收集的车内空气进行电离分解，通过不同传感单元的吸附，对车内常见的有害物质（如CO、液化石油气、丁烷和丙烷）进行监测。

此外，还对车内空气酒精含量进行监测，以判断驾驶员是否饮酒。对驾驶员行为的监测包括面部运动和眼部运动。在实现上述功能时，采用车内摄像头对驾驶员面部进行监测，通过统计驾驶员眨眼、点头的频率及间隔特征，判断驾驶员是否进入疲劳状态。采用红外传感器对驾驶员眼部运动进行监测，红外线传感器向驾驶员眼部附近发射红外线。通过测量眼部所反射红外线的能量高低，确定驾驶员眼睛的开闭。

（2）对汽车监测系统的拓扑结构进行设计。由于传统分布式结构设计的布线较为复杂且成本较高，因此采用总线式结构设计。利用CAN总线协议，将各个功能子系统与通信总线相连。

（3）对汽车监测系统的其它硬件进行设计。其它硬件主要包括处理器和显示屏。处理器选择Acorn有限公司开发的ARM处理器，该处理器具有体积小、功耗低、成本低和性能高等诸多优点。显示器则采用由两块玻璃板和中间液晶材料组成常规液晶显示器（LCD），玻璃板内表面涂布透明电极。该显示器通过接收到的电信号，显示出相应的图像。

通过硬件在环仿真平台对所设计的监测系统进行验证，结果显示该系统能够很好地对车内环境和驾驶员行为进行监测。

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

编译：陈丁跃