一種車輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車輛駕駛信息采集、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模塊；用于將單片機模塊處理得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的TFT彩屏顯示模塊；用于采集駕駛車輛的車況、路況信息的傳感器模塊；用于駕駛車輛之間相互通信的無線通信模塊，無線通信模塊將單片機模塊處理得到的數(shù)據(jù)相互傳輸；用于為單片機模塊、TFT彩屏顯示模塊、傳感器模塊和無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。本實用新型改善輔助駕駛信息采集，實現(xiàn)改善車輛間的信息交換，滿足車輛駕駛信息采集和傳輸?shù)幕疽?，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可靠性高，有較高的應(yīng)用價值。
【專利說明】一種車輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實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)境污染等交通問題。隨著社會的迅速發(fā)展，現(xiàn)代城市的規(guī)模不斷擴大，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)象顯得越來越突出，道路交通已成為城市發(fā)展的“瓶頸”。交通運輸所帶來的交通擁堵，交通事故等負(fù)面效應(yīng)也日益突出，逐步成為經(jīng)濟和社會發(fā)展中的全球性共同問題。
[0003]現(xiàn)代輔助駕駛系統(tǒng)能較為準(zhǔn)確地分析車輛行駛環(huán)境、車輛行駛狀況、駕駛員操控狀態(tài)，從而在車輛處于危急狀況時，及時提醒甚至代替駕駛員正確操控車輛，可較大程度滿足人們安全行車的需求?，F(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)提供車輛駕駛信息支持，它采用無線傳感網(wǎng)和車輛網(wǎng)絡(luò)，能夠準(zhǔn)確、實時地獲知其它車輛和對應(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)功能相對單一，例如主要采用各種雷達(dá)技術(shù)實現(xiàn)距離測量和防碰撞功能，實現(xiàn)的輔助功能不夠智能化，無法實現(xiàn)多個車輛駕駛信息的采集與融合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了采集車輛更多的信息實現(xiàn)智能化的輔助駕駛功能，本實用新型提出了一種車輛駕駛信息采集、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)配備無線通信模塊，實現(xiàn)本車輛與其它車輛、路邊設(shè)施的信息交換，拓展車輛感知時空，改善輔助駕駛系統(tǒng)的信息互換。
[0005]本實用新型為實現(xiàn)上述功能，采用的技術(shù)方案是:
[0006]本實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模塊；
[0007]包括用于將單片機模塊處理得到的數(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輛的車況、路況信息的傳感器模塊；
[0009]包括用于駕駛車輛之間相互通信的無線通信模塊，無線通信模塊將單片機模塊處理得到的數(shù)據(jù)相互傳輸；
[0010]包括用于為單片機模塊、TFT彩屏顯示模塊、傳感器模塊和無線通信模塊供電的電源電路。
[0011]所述的傳感器模塊:
[0012]包括用于測量駕駛車輛速度信息的速度傳感器；
[0013]包括用于采集駕駛車輛的位置信息的GPS模塊；
[0014]包括用于采集駕駛車輛的前方行人移動距離的熱釋紅外傳感器；
[0015]包括用于檢測駕駛車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模塊、TFT彩屏顯示模塊、無線通信模塊連接。
[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U4的33腳連接，電容CT3的正極經(jīng)電感L5后與單片機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]所述的單片機模塊:單片機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U4的70腳和69腳連接。
[0026]本實用新型的有益效果是:
[0027]本實用新型完成了車輛駕駛信息采集和傳輸系統(tǒng)的電路設(shè)計，滿足車輛駕駛信息采集和傳輸?shù)幕疽?，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，可靠性高，有較高的應(yīng)用價值。
[0028]本實用新型綜合應(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)配備無線通信模塊，實現(xiàn)本車輛與其它車輛、路邊設(shè)施的信息交換，拓展車輛感知時空，改善輔助駕駛系統(tǒng)的信息互換，具有較強的技術(shù)創(chuàng)新性和先進(jìn)性，為未來研究和開發(fā)高性能輔助駕駛系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0030]圖2是本實用新型實施例的單片機模塊。
[0031]圖3是TFT彩屏顯示模塊的接口電路圖。
[0032]圖4是本實用新型實施例的電源電路圖。
[0033]圖5是本實用新型實施例的傳感器接口電路圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0035]如圖1所示，本實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模塊；
[0036]包括用于將單片機模塊處理得到的數(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輛的車況、路況信息的傳感器模塊；
[0038]包括用于駕駛車輛之間相互通信的無線通信模塊，無線通信模塊將單片機模塊處理得到的數(shù)據(jù)相互傳輸；
[0039]包括用于為單片機模塊、TFT彩屏顯示模塊、傳感器模塊和無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]包括用于測量駕駛車輛速度信息的速度傳感器；
[0042]包括用于采集駕駛車輛的位置信息的GPS模塊；
[0043]包括用于采集駕駛車輛的前方行人移動距離的熱釋紅外傳感器；
[0044]包括用于檢測駕駛車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系統(tǒng)感知車速、車輛加速度、剎車狀態(tài)、油門狀態(tài)、車輛轉(zhuǎn)向角度、車輛前方障礙物的距離、車輛前方是否有人、GPS信號的信息檢測和采集。[0046]TFT彩屏顯示模塊、無線通信模塊、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模塊、TFT彩屏顯示模塊、無線通信模塊連接。
[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U4的33腳連接，電容CT3的正極經(jīng)電感L5后與單片機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，所述的單片機模塊:單片機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分別于單片機模塊的PD8?TO15相連。
[0057]所述的無線通信模塊的通信模塊接口 U2的2腳和3腳與單片機U4的70腳和69腳連接。無線通信模塊接口方式為UART接口，電平為TTL電平。
[0058]所述的單片機U4的芯片型號為STM32F103ZET6，實現(xiàn)傳感器信號采集、系統(tǒng)控制及信息的無線傳輸。所述的TFT彩屏顯示模塊的型號為ALIENTEK 2.8寸TFT IXD，所述的電源管理芯片Ull的型號為NCP1117-3.3V，所述的電源管理芯片U7的型號采為LM2940CT-5.0，所述的電源管理芯片U8和電源管理芯片UlO的型號均為LM2596-ADJ，所述的電平轉(zhuǎn)換芯片U1、U3的型號均為SN74LVC8T245DBQ。
[0059]單片機U4做為整個系統(tǒng)的控制核心，單片機的PDO?Η)15實現(xiàn)TFT彩屏顯示模塊的數(shù)據(jù)接口，單片機U4的第96腳PC6連接到TFT彩屏顯示模塊的第I腳，單片機U4的第97腳PC7連接到TFT彩屏顯示模塊的第2腳，單片機U4的第98腳PC8連接到TFT彩屏顯示模塊的第3腳，單片機U4的第99腳PC9連接到TFT彩屏顯示模塊的第4腳，單片機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U4的第37腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的14腳，單片機U4通過第37腳獲得熱釋紅外傳感器的信號。單片機U4的第100腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的19腳，單片機U4的第101腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的18腳，單片機U4的第102腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的17腳，單片機U4通過100?102引腳獲得速度傳感器的信號。
[0061]單片機U4的第136腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片U3的21引腳，單片機U4的第137腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的21引腳，單片機U4通過136?137引腳獲得超聲波雷達(dá)傳感器的信號，接口方式為UART接口，電平為TTL電平。
[0062]單片機U4的第111引腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片U3的20引腳，單片機U4的第112引腳連接到電平轉(zhuǎn)換芯片U3的20引腳，單片機U4通過111?112引腳獲得超聲DPS信號，接口方式為UART接口，電平為TTL電平。
[0063]本實用新型的具體工作過程如下:
[0064]電源電路為整個系統(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，通過調(diào)節(jié)R26的電阻值實現(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)，通過調(diào)節(jié)電阻R30的電阻值實現(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，為了使該模塊和微控制器模塊實現(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為單片機模塊，是整個系統(tǒng)的控制核心。首先單片機模塊進(jìn)行車輛、及車周環(huán)境信息進(jìn)行采集，通過速度傳感器得到速度、加速度信息，通過超聲波雷達(dá)傳感器得到前方障礙物的距離，通過熱釋紅外傳感器感知車輛前方是否有行人，通過GPS模塊得到車輛具體的地理坐標(biāo)，單片機把這些信息進(jìn)行信息融合，并判斷是否存在危機警告信息，如果有警告信息立刻通過報警提醒本車駕駛者，并且將危機警告信息以廣播的形式發(fā)送至周圍的車輛；如果沒有警告信息，那么按照通信協(xié)議依次將信息發(fā)送給周圍車輛及路邊的基礎(chǔ)設(shè)施。同時，單片機也通過通信模塊實時接收其他車輛、及路邊基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)送的信息，對接收到的信息進(jìn)行解析，如果存在危機信息，馬上以警告的形式提醒本車駕駛者。
[0067]圖3為TFT顯示模塊，單片機以并行接口的方式與TFT顯示模塊連接，P6為單片機與TFT顯示模塊連接的并行接口。在該顯示模塊上，主要顯示本車的狀態(tài)信息及本車周圍環(huán)境信息、周圍車輛的狀態(tài)信息、和警告信息，顯示信息實時刷新，拓展車輛感知時空，便利駕駛。
[0068]綜上所述，本實用新型綜合應(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)配備無線通信模塊，實現(xiàn)本車輛與其它車輛、路邊設(shè)施的信息交換，拓展車輛感知時空，改善輔助駕駛系統(tǒng)的信息互換，具有較強的技術(shù)創(chuàng)新性和先進(jìn)性。本實用新型滿足車輛駕駛信息采集和傳輸?shù)幕疽螅撓到y(tǒng)運行穩(wěn)定，可靠性高，有較高的應(yīng)用價值。[0069]上述【具體實施方式】用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進(jìn)行限制，在本實用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本實用新型作出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種車輛駕駛信息采集、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模塊； 包括用于將單片機模塊處理得到的數(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輛的車況、路況信息的傳感器模塊； 包括用于駕駛車輛之間相互通信的無線通信模塊，無線通信模塊將單片機模塊處理得到的數(shù)據(jù)相互傳輸； 包括用于為單片機模塊、TFT彩屏顯示模塊、傳感器模塊和無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: 包括用于測量駕駛車輛速度信息的速度傳感器； 包括用于采集駕駛車輛的位置信息的GPS模塊； 包括用于采集駕駛車 輛的前方行人移動距離的熱釋紅外傳感器； 包括用于檢測駕駛車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模塊、TFT彩屏顯示模塊、無線通信模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種車輛駕駛信息采集、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U4的33腳連接，電容CT3的正極經(jīng)電感L5后與單片機U4的30腳連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種車輛駕駛信息采集、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:所述的單片機模塊:單片機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所述的一種車輛駕駛信息采集、處理和通信系統(tǒng)，其特征在于:所述的無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U4的70腳和69腳連接。
【文檔編號】G07C5/00GK203733169SQ201320852873
【公開日】2014年7月23日 申請日期: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 申請人:浙江樹人大學(xué)