網(wǎng)絡(luò)化智能車(chē)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、網(wǎng)絡(luò)化智能車(chē)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［摘要］本文設(shè)計(jì)了一種基于行車(chē)路線圖實(shí)時(shí)調(diào)控的汽車(chē)燈光操作系統(tǒng)。系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)行車(chē)路線圖和OV7670攝像頭模組為核心，配合光強(qiáng)傳感器、小型駝機(jī)調(diào)整和恒流源驅(qū)動(dòng)電路等組成系統(tǒng)的硬件部分，系統(tǒng)主控STM32F407通過(guò)藍(lán)牙連接讀取手機(jī)平臺(tái)的行車(chē)路線圖信息進(jìn)行汽車(chē)前照燈的調(diào)控，輔以攝像頭模組通過(guò)實(shí)時(shí)路況分析對(duì)車(chē)大燈進(jìn)行修正。該系統(tǒng)能通過(guò)路線信息自動(dòng)修改燈光照射角度，改善了汽車(chē)過(guò)彎道燈光照射出路面的情況，通過(guò)攝像頭模組實(shí)時(shí)分析會(huì)車(chē)情況，自動(dòng)進(jìn)行燈光分裂，極大的避免了會(huì)車(chē)過(guò)程中燈光晃眼情況的發(fā)生，光強(qiáng)度模塊與攝像頭的結(jié)合

2、實(shí)現(xiàn)了雙向會(huì)車(chē)自動(dòng)遠(yuǎn)近光調(diào)整的功能。［關(guān)鍵詞］行車(chē)路線圖、攝像頭、STM32F407、路況分析、汽車(chē)前照燈中圖分類(lèi)號(hào)：TP273.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào):1009-914X(2016)22-0351-02引言汽車(chē)是現(xiàn)代最普遍的一種代步工具，車(chē)燈作為汽車(chē)的眼睛，對(duì)汽車(chē)行駛過(guò)程中的安全保障至關(guān)重要。夜晚車(chē)輛交匯的時(shí)候，來(lái)車(chē)不調(diào)節(jié)燈光是常見(jiàn)的情況。這種行為非常容易造成交通事故。在經(jīng)過(guò)山路等急轉(zhuǎn)彎道的時(shí)候，由于汽車(chē)燈光的局限性，使得在行車(chē)過(guò)程中大部分燈光光線射出路面，造成了前方視線的干擾，判斷不了前方路況信息。為此，汽車(chē)燈光的可調(diào)性變得至關(guān)重要，本

3、文設(shè)計(jì)的車(chē)燈控制系統(tǒng)不僅能夠根據(jù)行車(chē)路線信息自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光角度，解決汽車(chē)在彎道行駛中燈光的問(wèn)題，而且可以根據(jù)車(chē)內(nèi)攝像頭自動(dòng)判別路況信息，進(jìn)行燈光分離，改善會(huì)車(chē)燈光阻礙視線的問(wèn)題。系統(tǒng)框圖和工作原理系統(tǒng)由車(chē)燈控制系統(tǒng)和手機(jī)APP構(gòu)成，通過(guò)藍(lán)牙進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，系統(tǒng)框圖如圖1。系統(tǒng)根據(jù)高德地圖的GPS信號(hào)將車(chē)輛行駛狀況處理后自動(dòng)調(diào)節(jié)汽車(chē)前照燈光束的照射角度，在一定范圍內(nèi)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)水平調(diào)節(jié)，再利用攝像頭對(duì)路況進(jìn)行分析，以利于改善照明狀況，使駕駛者得到一個(gè)最佳的可視性，從而達(dá)到提高道路安全性及駕駛舒適性的目的。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2介紹了系統(tǒng)的硬件組成部分。本系

4、統(tǒng)通過(guò)汽車(chē)內(nèi)儲(chǔ)能進(jìn)行供電，主要由攝像頭、光照強(qiáng)度傳感器、藍(lán)牙模塊、單片機(jī)系統(tǒng)、舵機(jī)電路以及恒流驅(qū)動(dòng)電路組成。正常工作后，藍(lán)牙模塊通過(guò)手機(jī)連接創(chuàng)建一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)APP軟件將路線信息傳送給單片機(jī)，并通過(guò)與攝像頭模組傳回來(lái)的路線數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配調(diào)整舵機(jī)改變汽車(chē)前照燈的照射方向。結(jié)合光照強(qiáng)度傳感器與攝像頭模組實(shí)時(shí)的觀察路況信息，對(duì)會(huì)車(chē)情況進(jìn)行判斷，將檢測(cè)到的信息數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機(jī)，主控通過(guò)對(duì)位置的判斷自動(dòng)調(diào)節(jié)恒流驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)而改變汽車(chē)前照燈的亮度和對(duì)其實(shí)行燈光分離。主控外圍設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用STMicroelectronics公司的32位單片機(jī)STM32F4

5、07ZE為控制核心，STM32F4系列基于最新的ARMCortexM4內(nèi)核，在現(xiàn)有出色的STM32微控制器產(chǎn)品組合中新增了信號(hào)處理功能，并提高了運(yùn)行速度。F407有512K閃存，其程序內(nèi)存為512KB，存儲(chǔ)器容量196KB，CPU運(yùn)行速度168MHz，支持USART、USB、DMA等，6通道的PWM供給舵機(jī)使用，工作溫度范圍：-40°C至+85°C。其強(qiáng)大的性能，高速的處理能力，能將攝像頭傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，其模塊核心芯片能夠很好地實(shí)現(xiàn)功能要求，具體電路如圖3所示。燈光驅(qū)動(dòng)與調(diào)整系統(tǒng)中汽車(chē)前照燈采用的是大功率LED燈珠，需要專(zhuān)用的恒流源驅(qū)

6、動(dòng)電路使得燈珠高效率工作。由于在不同的應(yīng)用環(huán)境下的電源電壓不同，以及LED正向電壓的不同，為了確保LED最佳的性能和長(zhǎng)久的工作壽命，就需要一個(gè)有效的恒流源驅(qū)動(dòng)電路，而不是傳統(tǒng)的DC/DC恒壓控制。通?？刹捎靡粋€(gè)電流檢測(cè)電阻反饋LED電流來(lái)實(shí)現(xiàn)其恒流控制，從而使LED的正向電流保持一定。如圖4所示，采用LM2596改造而成的恒流源，由于LM2596第5管腳的特殊性，可根據(jù)高低電平實(shí)現(xiàn)芯片關(guān)斷與開(kāi)啟。通過(guò)與運(yùn)放電路相互搭配構(gòu)成硬件PID調(diào)節(jié)，使得輸出電流保持恒定狀態(tài)。而燈光的調(diào)節(jié)就需要用到駝機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，將舵機(jī)安裝與前照燈內(nèi)部，利用單片機(jī)控制舵機(jī)的角

7、度，使得燈光照射角度發(fā)生改變，如圖5燈光控制所示，較好的解決了燈光在不同路段的照射問(wèn)題。系統(tǒng)供電單元系統(tǒng)的供電取自汽車(chē)內(nèi)的電源系統(tǒng)，汽車(chē)內(nèi)部電源一般為12V或24V，所以根據(jù)系統(tǒng)的供電問(wèn)題需要選用一款升降壓電路，以滿(mǎn)足不同的汽車(chē)電壓情況。本系統(tǒng)采用的是新研發(fā)出的LTC3789高效率高性能升降壓式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓控制器，其輸入電壓可以從4V?38V，輸出電壓可以高于輸入電壓，可以低于輸入電壓為0.8V?38V，工作頻率恒定，最高可達(dá)600KHz(200?600KHz)。為電流模式工作。輸出電流反饋環(huán)提供對(duì)電池充電的支持，滿(mǎn)足輸入輸出4V?38V的寬范在

8、工作區(qū)域有很低的噪聲，LTC3789系目前最理想的可升降壓的電池供電系統(tǒng)應(yīng)用1C，應(yīng)用電路如圖6所/J