一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)。包括用于接收并處理傳感器模塊的駕駛信息的單片機(jī)模塊；用于將單片機(jī)模塊處理得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的TFT彩屏顯示模塊；用于采集駕駛車(chē)輛的車(chē)況、路況信息的傳感器模塊；用于駕駛車(chē)輛之間相互通信的無(wú)線通信模塊，無(wú)線通信模塊將單片機(jī)模塊處理得到的數(shù)據(jù)相互傳輸；用于為單片機(jī)模塊、TFT彩屏顯示模塊、傳感器模塊和無(wú)線通信模塊供電的電源電路；傳感器模塊包括速度傳感器、GPS模塊、熱釋紅外傳感器、超聲波雷達(dá)傳感器。本實(shí)用新型改善輔助駕駛信息采集，實(shí)現(xiàn)改善車(chē)輛間的信息交換，滿足車(chē)輛駕駛信息采集和傳輸?shù)幕疽?，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高，有較高的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種采集、處理和通信系統(tǒng)，尤其是涉及一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前世界各國(guó)普遍嚴(yán)重地面臨交通擁擠、交通安全和環(huán)境污染等交通問(wèn)題。隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代城市的規(guī)模不斷擴(kuò)大，交通需求量不斷增加，道路交通堵塞、擁擠、事故頻發(fā)等現(xiàn)象顯得越來(lái)越突出，道路交通已成為城市發(fā)展的“瓶頸”。交通運(yùn)輸所帶來(lái)的交通擁堵，交通事故等負(fù)面效應(yīng)也日益突出，逐步成為經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的全球性共同問(wèn)題。
[0003]現(xiàn)代輔助駕駛系統(tǒng)能較為準(zhǔn)確地分析車(chē)輛行駛環(huán)境、車(chē)輛行駛狀況、駕駛員操控狀態(tài)，從而在車(chē)輛處于危急狀況時(shí)，及時(shí)提醒甚至代替駕駛員正確操控車(chē)輛，可較大程度滿足人們安全行車(chē)的需求。現(xiàn)代輔助駕駛系統(tǒng)的前端信息采集和交換系統(tǒng)，是為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)化、智能化的傳統(tǒng)輔助駕駛系統(tǒng)提供車(chē)輛駕駛信息支持，它采用無(wú)線傳感網(wǎng)和車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)，能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地獲知其它車(chē)輛和對(duì)應(yīng)路段的基本信息，所有這些使輔助駕駛系統(tǒng)的功能更加豐富、全面，使輔助駕駛性能更加可靠、卓越。但是早期的輔助駕駛系統(tǒng)功能相對(duì)單一，例如主要采用各種雷達(dá)技術(shù)實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量和防碰撞功能，實(shí)現(xiàn)的輔助功能不夠智能化，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多個(gè)車(chē)輛駕駛信息的采集與融合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了采集車(chē)輛更多的信息實(shí)現(xiàn)智能化的輔助駕駛功能，本實(shí)用新型提出了一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)，綜合應(yīng)用雷達(dá)、熱釋紅外傳感器、速度傳感器、GPS等多種信息感知設(shè)備，改善輔助駕駛系統(tǒng)的信息采集；系統(tǒng)配備無(wú)線通信模塊，實(shí)現(xiàn)本車(chē)輛與其它車(chē)輛、路邊設(shè)施的信息交換，拓展車(chē)輛感知時(shí)空，改善輔助駕駛系統(tǒng)的信息互換。
[0005]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述功能，采用的技術(shù)方案是:
[0006]本實(shí)用新型包括用于接收并處理傳感器模塊的駕駛信息的單片機(jī)模塊；
[0007]包括用于將單片機(jī)模塊處理得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的TFT彩屏顯示模塊；
[0008]包括用于采集駕駛車(chē)輛的車(chē)況、路況信息的傳感器模塊；
[0009]包括用于駕駛車(chē)輛之間相互通信的無(wú)線通信模塊，無(wú)線通信模塊將單片機(jī)模塊處理得到的數(shù)據(jù)相互傳輸；
[0010]包括用于為單片機(jī)模塊、TFT彩屏顯示模塊、傳感器模塊和無(wú)線通信模塊供電的電源電路。
[0011]所述的傳感器模塊:
[0012]包括用于測(cè)量駕駛車(chē)輛速度信息的速度傳感器；
[0013]包括用于采集駕駛車(chē)輛的位置信息的GPS模塊；
[0014]包括用于采集駕駛車(chē)輛的前方行人移動(dòng)距離的熱釋紅外傳感器；
[0015]包括用于檢測(cè)駕駛車(chē)輛的前方障礙物距離信息的超聲波雷達(dá)傳感器。[0016]所述的電源電路包括+6V電壓輸出電路、+5.5V電壓輸出電路、+5V電壓輸出電路、+3.3V電壓輸出電路、第一電源管理電路和第二電源管理電路；第一電源管理電路分別與GPS模塊、超聲波雷達(dá)傳感器、熱釋紅外傳感器、速度傳感器連接，所述的第二電源管理電路與單片機(jī)模塊、TFT彩屏顯示模塊、無(wú)線通信模塊連接。
[0017]所述的+6V電壓輸出電路:電源管理芯片U8的I腳與+7.2V輸入電壓連接，2腳經(jīng)二極管D5后接地，3腳和5腳接地，2腳與電感LI的一端連接，電感LI的另一端經(jīng)電容C31接地，電感LI的另一端依次經(jīng)電阻R24、發(fā)光二極管V4后接地，電感LI的另一端經(jīng)電容C32連接到電源管理芯片U8的4腳，電感LI的另一端與可調(diào)電阻R26的一端連接，電源管理芯片U8的4腳與可調(diào)電阻R26的中間端連接，電源管理芯片U8的5腳經(jīng)電阻R25與可調(diào)電阻R26的中間端連接，電感LI的另一端輸出+6V電源電壓；電源插座P12的I腳和2腳之間串聯(lián)有電容C26，I腳與+7.2V輸入電壓連接；
[0018]+5.5V電壓輸出電路:電源管理芯片UlO的I腳與+7.2V輸入電壓連接，I腳經(jīng)電容C35接地，2腳經(jīng)二極管D6后接地，3腳和5腳接地，2腳與電感L4的一端連接，電感L4的另一端經(jīng)電容C36接地，電感L4的另一端依次經(jīng)電阻R28、發(fā)光二極管V6后接地，電感L4的另一端經(jīng)電容C37連接到電源管理芯片UlO的4腳，電感L4的另一端與可調(diào)電阻R30的一端連接，電源管理芯片UlO的4腳與可調(diào)電阻R30的中間端連接，電源管理芯片UlO的5腳經(jīng)電阻R29與可調(diào)電阻R30的中間端連接，電感L4的另一端輸出+5.5V電源電壓；
[0019]+5V電壓輸出電路:電源管理芯片U7的I腳與+7.2V輸入電壓連接，電容C29、電容C27分別串聯(lián)在I腳和2腳之間，TVS管Zl、電容C28、電容C30分別串聯(lián)在電源管理芯片U7的2腳和3腳之間，2腳經(jīng)電感L2接地，3腳經(jīng)電阻R23、發(fā)光二極管V3后接地，電感L2的兩端分別連接在+5V電源負(fù)極與+7.2V電源負(fù)極之間，電源管理芯片U7的3腳輸出+5V電源電壓；
[0020]+3.3V電壓輸出電路:電源管理芯片Ull的3腳與+5V電源電壓連接，I腳接地，2腳與電容CT3的正極連接，電容CT3的負(fù)極接地，電阻R27和發(fā)光二極管V5串聯(lián)后并聯(lián)到電容CT3的兩端，3腳分別與電容C38、電容C39的正極連接，電容C38和電容C39的負(fù)極相連后經(jīng)電感L6接+5V電源負(fù)極，電容C39的負(fù)極接地，電容CT3的負(fù)極經(jīng)電感L3后與單片機(jī)U4的33腳連接，電容CT3的正極經(jīng)電感L5后與單片機(jī)U4的30腳連接。
[0021]所述的第一電源管理電路:電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的I腳和2腳串聯(lián)后接+5V電源電壓，I腳和2腳經(jīng)電容Cl后接地，23腳和24腳串聯(lián)后接+3.3V電源電壓，23腳和24腳經(jīng)電容C2后接地；所述的第二電源管理電路:電平轉(zhuǎn)換芯片U3的I腳接+5V電源電壓，I腳經(jīng)電容C3后接地，23腳和24腳串聯(lián)后接+3.3V電源電壓，23腳和24腳經(jīng)電容C4后接地；
[0022]所述的超聲波雷達(dá)傳感器的超聲波雷達(dá)傳感器接口 Pl的8腳和9腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片U3的3腳和電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的3腳連接，所述的速度傳感器的接口 P3的2腳?4腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的5腳?7腳連接，所述的速度傳感器的速度傳感器接口 P3的2腳?4腳分別經(jīng)電阻R33、電阻R34和電阻R35后接+5V電源電壓，所述的GPS模塊的GPS模塊接口 P4的3腳和4腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的4腳和電平轉(zhuǎn)換芯片U3的4腳連接，所述的熱釋紅外傳感器的熱釋紅外傳感器接口 P2的2腳與電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的10腳連接。
[0023]所述的單片機(jī)模塊:單片機(jī)U4的23腳和24腳與晶振X2串聯(lián)后再分別經(jīng)電容C14、電容C15接地，25腳經(jīng)電阻Rll后連接3.3V電源電壓，25腳分別經(jīng)電容C17、按鍵S5后接地，138腳經(jīng)電阻RlO后與跳線座BOOTl連接，48腳經(jīng)電阻Rl2后與跳線座B00T2連接，30腳和31腳均串聯(lián)到電容C16的一端，32腳和33腳均串聯(lián)到電容C16的另一端，電容C16與濾波電容CTl并聯(lián)。
[0024]所述的TFT彩屏顯示模塊包括:TFT彩屏顯示模塊接口 P7的27腳和31腳之間串聯(lián)有電容C40和電阻R32，TFT彩屏顯示模塊接口 P7的22腳和24腳之間串聯(lián)有電容C24。
[0025]所述的無(wú)線通信模塊的通信模塊接口 U2的2腳和3腳分別與單片機(jī)U4的70腳和69腳連接。
[0026]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0027]本實(shí)用新型完成了車(chē)輛駕駛信息采集和傳輸系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)，滿足車(chē)輛駕駛信息采集和傳輸?shù)幕疽?，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高，有較高的應(yīng)用價(jià)值。
[0028]本實(shí)用新型綜合應(yīng)用雷達(dá)、紅外傳感器、速度傳感器、GPS等多種信息感知設(shè)備，改善輔助駕駛系統(tǒng)的信息采集；系統(tǒng)配備無(wú)線通信模塊，實(shí)現(xiàn)本車(chē)輛與其它車(chē)輛、路邊設(shè)施的信息交換，拓展車(chē)輛感知時(shí)空，改善輔助駕駛系統(tǒng)的信息互換，具有較強(qiáng)的技術(shù)創(chuàng)新性和先進(jìn)性，為未來(lái)研究和開(kāi)發(fā)高性能輔助駕駛系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0030]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的單片機(jī)模塊。
[0031]圖3是TFT彩屏顯示模塊的接口電路圖。
[0032]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的電源電路圖。
[0033]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的傳感器接口電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0035]如圖1所示，本實(shí)用新型包括用于接收并處理傳感器模塊的駕駛信息的單片機(jī)模塊；
[0036]包括用于將單片機(jī)模塊處理得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的TFT彩屏顯示模塊；
[0037]包括用于采集駕駛車(chē)輛的車(chē)況、路況信息的傳感器模塊；
[0038]包括用于駕駛車(chē)輛之間相互通信的無(wú)線通信模塊，無(wú)線通信模塊將單片機(jī)模塊處理得到的數(shù)據(jù)相互傳輸；
[0039]包括用于為單片機(jī)模塊、TFT彩屏顯示模塊、傳感器模塊和無(wú)線通信模塊供電的電源電路。
[0040]如圖1所示，所述的傳感器模塊:
[0041]包括用于測(cè)量駕駛車(chē)輛速度信息的速度傳感器；
[0042]包括用于采集駕駛車(chē)輛的位置信息的GPS模塊；
[0043]包括用于采集駕駛車(chē)輛的前方行人移動(dòng)距離的熱釋紅外傳感器；
[0044]包括用于檢測(cè)駕駛車(chē)輛的前方障礙物距離信息的超聲波雷達(dá)傳感器。
[0045]傳感器模塊完成整個(gè)系統(tǒng)感知車(chē)速、車(chē)輛加速度、剎車(chē)狀態(tài)、油門(mén)狀態(tài)、車(chē)輛轉(zhuǎn)向角度、車(chē)輛前方障礙物的距離、車(chē)輛前方是否有人、GPS信號(hào)的信息檢測(cè)和采集。[0046]TFT彩屏顯示模塊、無(wú)線通信模塊、速度傳感器、GPS模塊、熱釋紅外傳感器和超聲波雷達(dá)傳感器均與單片機(jī)模塊連接。
[0047]如圖4所示，所述的電源電路包括+6V電壓輸出電路、+5.5V電壓輸出電路、+5V電壓輸出電路、+3.3V電壓輸出電路、第一電源管理電路和第二電源管理電路；第一電源管理電路分別與GPS模塊、超聲波雷達(dá)傳感器、熱釋紅外傳感器、速度傳感器連接，所述的第二電源管理電路與單片機(jī)模塊、TFT彩屏顯示模塊、無(wú)線通信模塊連接。
[0048]如圖4所示，+6V電壓輸出電路:電源管理芯片U8的I腳與+7.2V輸入電壓連接，2腳經(jīng)二極管D5后接地，3腳和5腳接地，2腳與電感LI的一端連接，電感LI的另一端經(jīng)電容C31接地，電感LI的另一端依次經(jīng)電阻R24、發(fā)光二極管V4后接地，電感LI的另一端經(jīng)電容C32連接到電源管理芯片U8的4腳，電感LI的另一端與可調(diào)電阻R26的一端連接，電源管理芯片U8的4腳與可調(diào)電阻R26的中間端連接，電源管理芯片U8的5腳經(jīng)電阻R25與可調(diào)電阻R26的中間端連接，電感LI的另一端輸出+6V電源電壓；電源插座P12的I腳和2腳之間串聯(lián)有電容C26，I腳與+7.2V輸入電壓連接；
[0049]如圖4所示，+5.5V電壓輸出電路:電源管理芯片UlO的I腳與+7.2V輸入電壓連接，I腳經(jīng)電容C35接地，2腳經(jīng)二極管D6后接地，3腳和5腳接地，2腳與電感L4的一端連接，電感L4的另一端經(jīng)電容C36接地，電感L4的另一端依次經(jīng)電阻R28、發(fā)光二極管V6后接地，電感L4的另一端經(jīng)電容C37連接到電源管理芯片UlO的4腳，電感L4的另一端與可調(diào)電阻R30的一端連接，電源管理芯片UlO的4腳與可調(diào)電阻R30的中間端連接，電源管理芯片UlO的5腳經(jīng)電阻R29與可調(diào)電阻R30的中間端連接，電感L4的另一端輸出+5.5V電源電壓；
[0050]如圖4所示，+5V電壓輸出電路:電源管理芯片U7的I腳與+7.2V輸入電壓連接，電容C29、電容C27分別串聯(lián)在I腳和2腳之間，TVS管Z1、電容C28、電容C30分別串聯(lián)在電源管理芯片U7的2腳和3腳之間，2腳經(jīng)電感L2接地，3腳經(jīng)電阻R23、發(fā)光二極管V3后接地，電感L2的兩端分別連接在+5V電源負(fù)極與+7.2V電源負(fù)極之間，電源管理芯片U7的3腳輸出+5V電源電壓；
[0051]如圖4所示，+3.3V電壓輸出電路:電源管理芯片Ull的3腳與+5V電源電壓連接，I腳接地，2腳與電容CT3的正極連接，電容CT3的負(fù)極接地，電阻R27和發(fā)光二極管V5串聯(lián)后并聯(lián)到電容CT3的兩端，3腳分別與電容C38、電容C39的正極連接，電容C38和電容C39的負(fù)極相連后經(jīng)電感L6接+5V電源負(fù)極，電容C39的負(fù)極接地，電容CT3的負(fù)極經(jīng)電感L3后與單片機(jī)U4的33腳連接，電容CT3的正極經(jīng)電感L5后與單片機(jī)U4的30腳連接；
[0052]如圖5所示，第一電源管理電路:電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的I腳和2腳串聯(lián)后接+5V電源電壓，I腳和2腳經(jīng)電容Cl后接地，23腳和24腳串聯(lián)后接+3.3V電源電壓，23腳和24腳經(jīng)電容C2后接地；
[0053]如圖5所示，第二電源管理電路:電平轉(zhuǎn)換芯片U3的I腳接+5V電源電壓，I腳經(jīng)電容C3后接地，23腳和24腳串聯(lián)后接+3.3V電源電壓，23腳和24腳經(jīng)電容C4后接地。
[0054]如圖5所示，所述的超聲波雷達(dá)傳感器的超聲波雷達(dá)傳感器接口 Pl的8腳和9腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片U3的3腳和電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的3腳連接，所述的速度傳感器的接口P3的2腳?4腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的5腳?7腳連接，所述的速度傳感器的速度傳感器接口 P3的2腳?4腳分別經(jīng)電阻R33、電阻R34和電阻R35后接+5V電源電壓，所述的GPS模塊的GPS模塊接口 P4的3腳和4腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的4腳和電平轉(zhuǎn)換芯片U3的4腳連接，所述的熱釋紅外傳感器的熱釋紅外傳感器接口 P2的2腳與電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的10腳連接。
[0055]如圖2所示，所述的單片機(jī)模塊:單片機(jī)U4的23腳和24腳與晶振X2串聯(lián)后再分別經(jīng)電容C14、電容C15接地，25腳經(jīng)電阻Rll后連接3.3V電源電壓，25腳分別經(jīng)電容C17、按鍵S5后接地，138腳經(jīng)電阻RlO后與跳線座B00T1連接，48腳經(jīng)電阻R12后與跳線座B00T2連接，30腳和31腳均串聯(lián)到電容C16的一端，32腳和33腳均串聯(lián)到電容C16的另一端，電容C16與濾波電容CTl并聯(lián)。電容CTl是3.3V電源的濾波電容，電容CTl正極接 3.3V 電源，負(fù)極接地。電容 C6、C7、C8、C9、CIO、C18、C19、C20、C21、C22、C23 是去耦電容，他們并聯(lián)在3.3V電源的正極和地之間。
[0056]如圖3所示，所述的TFT彩屏顯示模塊包括:TFT彩屏顯示模塊接口 P7的27腳和31腳之間串聯(lián)有電容C40和電阻R32，TFT彩屏顯示模塊接口 P7的22腳和24腳之間串聯(lián)有電容C24。TFT彩屏顯示模塊的數(shù)據(jù)總線DBl?DB8分別于單片機(jī)模塊的PDO?PD7相連，TFT彩屏顯示模塊的數(shù)據(jù)總線DBlO?DB17分別于單片機(jī)模塊的PD8?TO15相連。
[0057]所述的無(wú)線通信模塊的通信模塊接口 U2的2腳和3腳與單片機(jī)U4的70腳和69腳連接。無(wú)線通信模塊接口方式為UART接口，電平為T(mén)TL電平。
[0058]所述的單片機(jī)U4的芯片型號(hào)為STM32F103ZET6，實(shí)現(xiàn)傳感器信號(hào)采集、系統(tǒng)控制及信息的無(wú)線傳輸。所述的TFT彩屏顯示模塊的型號(hào)為ALIENTEK 2.8寸TFT IXD，所述的電源管理芯片Ull的型號(hào)為NCP1117-3.3V，所述的電源管理芯片U7的型號(hào)采為L(zhǎng)M2940CT-5.0，所述的電源管理芯片U8和電源管理芯片UlO的型號(hào)均為L(zhǎng)M2596-ADJ，所述的電平轉(zhuǎn)換芯片U1、U3的型號(hào)均為SN74LVC8T245DBQ。
[0059]單片機(jī)U4做為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，單片機(jī)的PDO?Η)15實(shí)現(xiàn)TFT彩屏顯示模塊的數(shù)據(jù)接口，單片機(jī)U4的第96腳PC6連接到TFT彩屏顯示模塊的第I腳，單片機(jī)U4的第97腳PC7連接到TFT彩屏顯示模塊的第2腳，單片機(jī)U4的第98腳PC8連接到TFT彩屏顯示模塊的第3腳，單片機(jī)U4的第99腳PC9連接到TFT彩屏顯示模塊的第4腳，單片機(jī)U4的第27腳PCl經(jīng)電阻R31、電阻R32連接到TFT彩屏顯示模塊的第31腳。
[0060]單片機(jī)U4的第37腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的14腳，單片機(jī)U4通過(guò)第37腳獲得熱釋紅外傳感器的信號(hào)。單片機(jī)U4的第100腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的19腳，單片機(jī)U4的第101腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的18腳，單片機(jī)U4的第102腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的17腳，單片機(jī)U4通過(guò)100?102引腳獲得速度傳感器的信號(hào)。
[0061]單片機(jī)U4的第136腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片U3的21引腳，單片機(jī)U4的第137腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的21引腳，單片機(jī)U4通過(guò)136?137引腳獲得超聲波雷達(dá)傳感器的信號(hào)，接口方式為UART接口，電平為T(mén)TL電平。
[0062]單片機(jī)U4的第111引腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片U3的20引腳，單片機(jī)U4的第112引腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片U3的20引腳，單片機(jī)U4通過(guò)111?112引腳獲得超聲DPS信號(hào)，接口方式為UART接口，電平為T(mén)TL電平。
[0063]本實(shí)用新型的具體工作過(guò)程如下:
[0064]電源電路為整個(gè)系統(tǒng)提供電源，如圖4所示，P12為外接電源接口，外接電源的輸入電壓范圍為7.0V — 12V，C26起濾波的作用，穩(wěn)定輸入電壓。U8電源管理芯片LM2596、電感L1、二極管D5、電容C31、C32、電阻R25、R26連接成BUCK電路，該BUCK電路輸入電壓為外接電源的輸入(輸入電壓范圍為7.0V — 40V)，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R26的電阻值即可調(diào)節(jié)輸出電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)R26的電阻值實(shí)現(xiàn)6V電源的輸出，該6V電源最大輸出電流為3A，發(fā)光二極管V4和電阻R24連接成6V電源指示燈電路。UlO電源管理芯片LM2596、電感L4、二極管D6、電容C36、C37、電阻R29、R30連接成BUCK電路，該BUCK電路輸入電壓為外接電源的輸入(理論輸入電壓范圍為7.0V — 40V)，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R30的電阻值實(shí)現(xiàn)5.5V電源的輸出，該5.5V電源的最大輸出電流也為3A，發(fā)光二極管V6和R28為5.5V連接成電源指示燈電路。U7電源管理芯片LM2940CT-5.0 (理論輸入電壓范圍為6.25V — 26V)、電容C27、C28、C29、C30連接成線性穩(wěn)壓電路，該線性穩(wěn)壓電路輸入電壓為外接電源+7.2V，輸出電源電壓為5.0V,最大輸出電流為1A，發(fā)光二極管V3和R23連接成5.0V電源指示燈電路，TVS管Zl實(shí)現(xiàn)大于5V的尖峰脈沖的抑制。Ull電源管理芯片NCP1117-3.3V (理論輸入電壓范圍為
4.75V — 10V)、電容CT3、C38、C39連接成連接成線性穩(wěn)壓電路，該線性穩(wěn)壓電路輸入電壓為
5.0V,輸出電源電壓為3.3V，最大輸出電流為1A，發(fā)光二極管V5和R27連接成3.3V電源指示燈電路。
[0065]圖5是傳感器接口電路及電平轉(zhuǎn)換電路。超聲波雷達(dá)傳感器模塊、熱釋紅外傳感器模塊、GPS模塊、編碼器模塊均使用5.0VTTL電平作為接口信號(hào)，為了使該模塊和微控制器模塊實(shí)現(xiàn)良好的電平匹配，在接口電路中使用了電平轉(zhuǎn)換芯片Ul和U3，Ul和U3可以實(shí)現(xiàn)3.3VTTL電平和5VTTL電平之間的轉(zhuǎn)換。Pl為超聲波雷達(dá)傳感器接口，它和微控制器的PB6、PB7的USARTl外設(shè)連接；P2熱釋紅外傳感器接口，它和微控制器的PA3相連接；P4為GPS接口，它和微控制器的PC10、PCll的USART4外設(shè)連接；U2為Zigbee通信模塊接口，它和微控制器的PB10、PB11的USART3外設(shè)連接；P3為編碼器接口，它和微控制器的PA8、PA9、PAlO相連接。
[0066]圖2為單片機(jī)模塊，是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心。首先單片機(jī)模塊進(jìn)行車(chē)輛、及車(chē)周環(huán)境信息進(jìn)行采集，通過(guò)速度傳感器得到速度、加速度信息，通過(guò)超聲波雷達(dá)傳感器得到前方障礙物的距離，通過(guò)熱釋紅外傳感器感知車(chē)輛前方是否有行人，通過(guò)GPS模塊得到車(chē)輛具體的地理坐標(biāo)，單片機(jī)把這些信息進(jìn)行信息融合，并判斷是否存在危機(jī)警告信息，如果有警告信息立刻通過(guò)報(bào)警提醒本車(chē)駕駛者，并且將危機(jī)警告信息以廣播的形式發(fā)送至周?chē)能?chē)輛；如果沒(méi)有警告信息，那么按照通信協(xié)議依次將信息發(fā)送給周?chē)?chē)輛及路邊的基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí)，單片機(jī)也通過(guò)通信模塊實(shí)時(shí)接收其他車(chē)輛、及路邊基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)送的信息，對(duì)接收到的信息進(jìn)行解析，如果存在危機(jī)信息，馬上以警告的形式提醒本車(chē)駕駛者。
[0067]圖3為T(mén)FT顯示模塊，單片機(jī)以并行接口的方式與TFT顯示模塊連接，P6為單片機(jī)與TFT顯示模塊連接的并行接口。在該顯示模塊上，主要顯示本車(chē)的狀態(tài)信息及本車(chē)周?chē)h(huán)境信息、周?chē)?chē)輛的狀態(tài)信息、和警告信息，顯示信息實(shí)時(shí)刷新，拓展車(chē)輛感知時(shí)空，便利駕駛。
[0068]綜上所述，本實(shí)用新型綜合應(yīng)用雷達(dá)、熱釋紅外傳感器、速度傳感器、GPS等多種信息感知設(shè)備，改善輔助駕駛系統(tǒng)的信息采集；系統(tǒng)配備無(wú)線通信模塊，實(shí)現(xiàn)本車(chē)輛與其它車(chē)輛、路邊設(shè)施的信息交換，拓展車(chē)輛感知時(shí)空，改善輔助駕駛系統(tǒng)的信息互換，具有較強(qiáng)的技術(shù)創(chuàng)新性和先進(jìn)性。本實(shí)用新型滿足車(chē)輛駕駛信息采集和傳輸?shù)幕疽螅撓到y(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高，有較高的應(yīng)用價(jià)值。[0069]上述【具體實(shí)施方式】用來(lái)解釋說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)，其特征在于: 包括用于接收并處理傳感器模塊的駕駛信息的單片機(jī)模塊； 包括用于將單片機(jī)模塊處理得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的TFT彩屏顯示模塊； 包括用于采集駕駛車(chē)輛的車(chē)況、路況信息的傳感器模塊； 包括用于駕駛車(chē)輛之間相互通信的無(wú)線通信模塊，無(wú)線通信模塊將單片機(jī)模塊處理得到的數(shù)據(jù)相互傳輸； 包括用于為單片機(jī)模塊、TFT彩屏顯示模塊、傳感器模塊和無(wú)線通信模塊供電的電源電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的傳感器模塊: 包括用于測(cè)量駕駛車(chē)輛速度信息的速度傳感器； 包括用于采集駕駛車(chē)輛的位置信息的GPS模塊； 包括用于采集駕駛車(chē) 輛的前方行人移動(dòng)距離的熱釋紅外傳感器； 包括用于檢測(cè)駕駛車(chē)輛的前方障礙物距離信息的超聲波雷達(dá)傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的電源電路包括+6V電壓輸出電路、+5.5V電壓輸出電路、+5V電壓輸出電路、+3.3V電壓輸出電路、第一電源管理電路和第二電源管理電路；第一電源管理電路分別與GPS模塊、超聲波雷達(dá)傳感器、熱釋紅外傳感器、速度傳感器連接，所述的第二電源管理電路與單片機(jī)模塊、TFT彩屏顯示模塊、無(wú)線通信模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的+6V電壓輸出電路:電源管理芯片U8的I腳與+7.2V輸入電壓連接，2腳經(jīng)二極管D5后接地,3腳和5腳接地，2腳與電感LI的一端連接，電感LI的另一端經(jīng)電容C31接地，電感LI的另一端依次經(jīng)電阻R24、發(fā)光二極管V4后接地，電感LI的另一端經(jīng)電容C32連接到電源管理芯片U8的4腳，電感LI的另一端與可調(diào)電阻R26的一端連接，電源管理芯片U8的4腳與可調(diào)電阻R26的中間端連接，電源管理芯片U8的5腳經(jīng)電阻R25與可調(diào)電阻R26的中間端連接，電感LI的另一端輸出+6V電源電壓；電源插座P12的I腳和2腳之間串聯(lián)有電容C26，I腳與+7.2V輸入電壓連接； +5.5V電壓輸出電路:電源管理芯片UlO的I腳與+7.2V輸入電壓連接，I腳經(jīng)電容C35接地,2腳經(jīng)二極管D6后接地，3腳和5腳接地，2腳與電感L4的一端連接，電感L4的另一端經(jīng)電容C36接地，電感L4的另一端依次經(jīng)電阻R28、發(fā)光二極管V6后接地，電感L4的另一端經(jīng)電容C37連接到電源管理芯片UlO的4腳，電感L4的另一端與可調(diào)電阻R30的一端連接，電源管理芯片UlO的4腳與可調(diào)電阻R30的中間端連接，電源管理芯片UlO的5腳經(jīng)電阻R29與可調(diào)電阻R30的中間端連接，電感L4的另一端輸出+5.5V電源電壓； +5V電壓輸出電路:電源管理芯片U7的I腳與+7.2V輸入電壓連接，電容C29、電容C27分別串聯(lián)在I腳和2腳之間，TVS管Z1、電容C28、電容C30分別串聯(lián)在電源管理芯片U7的2腳和3腳之間，2腳經(jīng)電感L2接地，3腳經(jīng)電阻R23、發(fā)光二極管V3后接地，電感L2的兩端分別連接在+5V電源負(fù)極與+7.2V電源負(fù)極之間，電源管理芯片U7的3腳輸出+5V電源電壓； +3.3V電壓輸出電路:電源管理芯片Ull的3腳與+5V電源電壓連接，I腳接地，2腳與電容CT3的正極連接，電容CT3的負(fù)極接地，電阻R27和發(fā)光二極管V5串聯(lián)后并聯(lián)到電容CT3的兩端，3腳分別與電容C38、電容C39的正極連接，電容C38和電容C39的負(fù)極相連后經(jīng)電感L6接+5V電源負(fù)極，電容C39的負(fù)極接地，電容CT3的負(fù)極經(jīng)電感L3后與單片機(jī)U4的33腳連接，電容CT3的正極經(jīng)電感L5后與單片機(jī)U4的30腳連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一電源管理電路:電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的I腳和2腳串聯(lián)后接+5V電源電壓，I腳和2腳經(jīng)電容Cl后接地，23腳和24腳串聯(lián)后接+3.3V電源電壓，23腳和24腳經(jīng)電容C2后接地；所述的第二電源管理電路:電平轉(zhuǎn)換芯片U3的I腳接+5V電源電壓，I腳經(jīng)電容C3后接地，23腳和24腳串聯(lián)后接+3.3V電源電壓，23腳和24腳經(jīng)電容C4后接地； 所述的超聲波雷達(dá)傳感器的超聲波雷達(dá)傳感器接口 Pl的8腳和9腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片U3的3腳和電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的3腳連接，所述的速度傳感器的接口 P3的2腳~4腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的5腳~7腳連接，所述的速度傳感器的速度傳感器接口 P3的2腳~4腳分別經(jīng)電阻R33、電阻R34和電阻R35后接+5V電源電壓，所述的GPS模塊的GPS模塊接口 P4的3腳和4腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的4腳和電平轉(zhuǎn)換芯片U3的4腳連接，所述的熱釋紅外傳感器的熱釋紅外傳感器接口 P2的2腳與電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的10腳連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的單片機(jī)模塊:單片機(jī)U4的23腳和24腳與晶振X2串聯(lián)后再分別經(jīng)電容C14、電容C15接地，25腳經(jīng)電阻Rll后連接3.3V電源電壓，25腳分別經(jīng)電容C17、按鍵S5后接地，138腳經(jīng)電阻RlO后與跳線座BOOTl連接，48腳經(jīng)電阻R12后與跳線座B00T2連接，30腳和31腳均串聯(lián)到電容C16的一端，32腳和33腳均串聯(lián)到電容C16的另一端，電容C16與濾波電容CTl并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的TFT彩屏顯示模塊包括:TFT彩屏顯示模塊接口 P7的27腳和31腳之間串聯(lián)有電容C40和電阻R32，TFT彩屏顯示模塊接口 P7的22腳和24腳之間串聯(lián)有電容C24。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種車(chē)輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的無(wú)線通信模塊的通信模塊接口 U2的2腳和3腳分別與單片機(jī)U4的70腳和69腳連接。
【文檔編號(hào)】G07C5/00GK203733169SQ201320852873
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】許森, 任條娟, 蔣燕君, 陳友榮, 尉理哲, 劉半藤, 劉耀林, 周瑩 申請(qǐng)人:浙江樹(shù)人大學(xué)