基于Stm32的智能汽车安全保护系统的研究与设计

罗亚欧 乔应

摘 要：低碳、环保是国家经济发展的基本要求，使用信息化、智能化的物联网技术对车辆进行合理管理与调度是提高运输效率、优化运输体系、降低碳排放的有效途径之一。文章提出了“车联网+移动互联”的架构，并基于云平台开发了车辆安全保护系统，车辆安全监控管理云平台通过技术手段，方便简易地对设备检修质量和上线作业安全进行有效的监控。

关键词：车辆安全;监控系统;云平台;系统大户人家

0   引言

车辆安全监控管理云平台是利用云技术为车辆系统提供安全监控的管理平台，车辆安全监控管理云平台可对安防、关键作业点、作业场安全、设备安全等进行实时监控，有利于强化现场管理，是车辆安全风险管理的组成部分。车辆安全监控管理云平台的监控系统操作、控制和管理以站段为主，强调数据信息共享整合，管理人员在一台终端上就可以看到不同系统数据，包含既有驻地及异地车间安防视频监控、生产过程关键环节监控、作业现场安全监控、设备安全监控等[1]。

1   系统组成

车辆安全管理平台采用云服务的方式，使用的技术是软件服务（SaaS技术），因而其业务主要采用软件管理的方式实现。根据物流企业的业务需求，系统应能提供车辆调度、安全监控、安全管理、运营管理、车辆服务等[2]。

（1）车辆安全监控对驾驶员的驾驶行为、驾驶习惯进行记录，并通过云平台分析、监控这些信息，实时对驾驶员危险驾驶行为进行告警，驾驶员的驾驶行为数据是通过车辆辅助驾驶智能终端（ADAS）采集的。

（2）安全管理功能涵盖了车辆行驶前、中、后的整个周期，能向驾驶员和调度员提供车辆安全的管理信息。在这些信息中，驾驶员需要干预初始检查、每日检查、皮卡检查，并在驾驶时配合调度员的安全调度指示。调度员需要开始检查，定期检查，并根据平台警报警告司机不良行为和危险驾驶行为。

（3）运营管理功能包含了车辆的运营证照管理、业务管理和事故处理。车辆牌照不仅包括车辆的营运执照、随行驾驶证、人员的保险证明书管理、车辆事业管理、货物追踪和车辆派遣管理，还包括事故处理和交通事故、设备事故、操作事故报告书，提供事故处理及其他服务。

（4）服务管理可以向直接客户（如：驾驶员、车辆管理者或企业管理者）和间接客户（货主）提供信息提醒、车辆查询等服务，让驾驶员、物流公司管理者和货主能实时了解车辆和货物信息，方便安排各自的工作计划。此外，平台可根据采集的驾驶记录和人工操作日志，按照物流企业的人事考核制度对企业员工进行量化考核，有助于实现企业的量化绩效管理。

2 车辆安全监控管理云平台中心服务器

车辆安全监控管理云平台由云平台服务器、管理服务器及流媒体服务器组成，云平台服务器利用云技术将前端采集设备数据发送到云平台进行注册，车辆安全监控管理云平台统一监控前端采集设备信息，判断设备是否在线，接收采集设备，上传报警信息，云平台统一转发到管理人员电脑及手机上[3]。

流媒体服务器对前端采集设备的视频流进行统一管理，通过流媒体服务器可对有线连接的前端采集设备视频资料统一保存管理，对实时视频统一处理，满足多用户同时查看实时视频的需求，通过流媒体服务器，多用户可以同时访问同一前端探测设备，也可以同时访问多个前端探测设备。

管理服务器可以对分散设备进行统一管理，根据管理需要分发管理及查看权限，指定设备包机人等，当前端采集设备发生报警时，及时通知管理人员，由管理人员进行处理。

3种服务器可以利用3台物理服务器，也可以通过虚拟化技术整合在一台物理服务器中，通过双机热备+磁盘阵列柜的方式保障服务器的安全稳定运行。

3   车内人身安全保护部分

热电红外传感器的原理是采用辐射的红外线，中心波长为9～10 um，而探测元件的波长灵敏度在0.2～20 um，传感器的上部有滤光器透镜的窗口，适合检测人体内的红外线通过7～10 um的波长范围，其他波长的红外线被滤光器吸收。对车内实施反复探测时， 如果没人则处于无安全事件响应状态。当有入侵者出现时，会检测到有人并产生相应安全事件的响应代码，将信息传送至控制管理模块， 激活其他检测模块。

为确定一氧化碳浓度，采用直流5 V一氧化碳传感器MQ-7进行检测设计，采用可逆氧化-传感器以減少反应，将化学能以电压传输的形式转化为电能。然而，电压与模拟体积有关，单芯片微机如果在模拟体积和数字体积之间进行转换，可以获取并识别数字体积。传感器芯片为LM393，采用原理是输入电压与内部电压参考，芯片内部的参考电压分为多个电压开关，精度与每个开关电压一样高，输入电压值与电开关时的电压值等于或接近最高值，切换对应的二进制代码存储在内存中，接收MCU 传感器传输的信号，并与内部程序设计的报警值进行比较。

温湿度模块能直接测量温湿度，通过传感器进行AD模拟信号采集数据， 然后再反馈给单片机，由于已经预先设定了限制值， 单片机可以通过数据直接进行比较。温湿度传感器对温湿度进行实时的信号采集，返回的信号再由单片机进行判断。

一种基于STM32F107单片机为控制核心的二氧化碳检测系统，通过T6603-0 Safe-AirTM CO2传感器，对超过正常值输出0～3.3 V的数字信号进行检测。该传感器利用非分光红外（NDIR）原理检测二氧化碳浓度，由一个镀金封装的光学系统、信号放大和处理元器件组成。其他操作类似于一氧化碳模块。部分系统结构如图1所示。

4 结语

车辆系统对于日常作业的安全要求日益严格，而监控手段作为其中重要的管理抓手必不可少。互联网云平台实现了物联网的应用，解决了车辆安全监控管理的实时性要求，同时极大地加强了管理人员对安全管理的手段，是车辆安全运营的重要保障。

[参考文献]

[1]许洁.车联网安全应逐步形成强制性要求[N].证券日报，2021-03-04（A03）.

[2]郭振，马超，王国良，等.智能汽车信息安全技术发展现状与展望[J].汽车零部件，2021（2）：115-121.

[3]金祥荣，赵雪娇.行政权分割、市场分割与城市经济效率—基于计划单列市视角的实证分析[J].经济理论与经济管理，2017（3）：14-25.

（编辑 王永超）