安全停车雷达检测系统

本设计采取软硬件相结合的方式,使用STM32F103ZET6作为控制芯片,通过使用OV7725摄像头等元器件检测周围环境信息,并将检测到的信息存储到AL422内部,然后传给STM32处理,最后通过TFT显示屏显示图像。使用超声测距、红外检测模块来检测车辆安全距离,通过LED灯和蜂鸣器元器件表示周围环境的复杂情况。本设计使用Altium DesignerKeil软件进行原理图、PCB的设计,以及该系统软件部分编写。

经过设计和调试,本设计可以实现超声测距、红外检测的预警功能,以及通过使用摄像头采集数据并显示到显示屏上的功能,实现了车辆安全停车检测的辅助需求。具有成本低、可靠性好、功能简单有效,可提前预知危险,消除不安全因素等优点,同时可以通过增加摄像头和超声测距模块来实现全方位距离和图像显示的改进。

超声测距

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本设计是以安全停车为目标,采用蜂鸣器和指示灯的功能来实现。通过单片机接收到超声检测、红外检测、温度检测的数值在单片机内处理,并且将判断后的处理结果用赋给对应接口高低电平的方式来实现报警和指示灯的功能。利用红外探头探测人体发出的红外线,当有人进入其感应范围不离开时,持续监测与人的距离以及方向。从而减少在停车过程中因驾驶者因为依赖后视镜观察环境,出现视野盲区无法正常判断环境实际情况产生的不安全因素。降低倒车难度,通过传感器帮助驾驶者了解周围环境,增强倒车的安全性和可靠性,使汽车可以更快更安全的完成停车。

(1)设计并制成主要功能板

(2)安装并调整有关功能模块

(3)设计并完成各部分功能代码

(4)设计调试并完成功能模块

(5)实现安全停车检测功能


根据需求调研结果确定本系统主要包括以下功能模块。

1)主控模块:STM32F103ZET6

2)超声波模块:HCSR04

3)红外模块:HC-SR501

4)显示屏模块:TFT-LCD-ILI9341、高清彩屏320x480

5)摄像头模块:OV7725FIFO摄像头

6)报警模块:有源蜂鸣器、LED


根据系统的分析以及对实际应用可能出项的问题进行论证修改,确定使用以下的功能模块。

1)超声测距模块

主要负责测量车身与障碍物的距离:对车辆周围环境进行检测,判断车身周围有无障碍物并且持续计算车身和障碍物的距离。

2)红外检测模块

主要通过红外功能监测车身周围是否有人:判断障碍物是否有人,如果有人,则要持续监测直至人离开,同时在有人的时候检测人的具体方向和距离。

3)摄像头模块

  主要负责环境数据的采集:可以实时的检测环境信息,并将采集环境数据,通过传输线路把采集到的图像信息数值信号存储于AL422

4)显示模块

主要负责系统各项数据和图像的显示:将采集到的环境数据(有无人员经过、汽车与障碍物的距离)在显示屏上显示,并将采集的数据经STM32处理后读取出来,在屏幕进行图像的显示。

5)预警报警模块

主要负责报警功能:根据超声测距和红外检测传回的数据,经STM32 处理计算后,完成报警功能。

6)主控模块

主控模块主要负责本系统的数据采集和处理:将传感器的反馈数据和采集的图像数据进行计算处理,将处理后的结果通过STM32传递给各功能模块进行显示;对摄像头采集到数据进行图像数据处理,将图像的模拟信号转换为数字信号,通过使用代码控制STM32F103ZET6主控芯片在显示屏上建立二维坐标,给显示屏的每个像素点进行定位,同时再对采集到的图像数据进行坐标定位,最后把处理后的数据传到TFT显示屏上进行图像显示。

稳压18650电路

电源电路图

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显示屏接口图

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软件功能模块设计

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1)超声模块

该模块负责将获得超声测距数据,通过控制STM32定时器获得超声波传递的时间,最后将获得的时间结合超声波传递速度进行计算,完成距离测算功能。

2)红外模块

该模块负责将获得红外检测数据,将采集到的数据进行比较、判断,完成有人无人经过的检测功能。由于该模块使用了两个红外模块,可以同时实现人员在车身具体方位的检测。

3)数据采集模块

    摄像头FIFO_D0~FIFO_D7是数据传输接口,通过代码控制该模块FIFO_D0~FIFO_D7和其他引脚完成环境数据的采集和存储。

4)显示模块

    摄像头OV7725模块,可以实现对图像数据的采集和控制操作,同时可以为了更好的解决MCU的处理慢速的问题,而推出了带有缓冲存储空间的模块。这种模块增加了一个FIFO(先进先出)存储芯片,该板载CMOS 芯片所需要的各种不同电源,板子同时引出控制管脚和数据管脚,方便操作和使用。通过操作相对应的引脚,将各模块反馈信息打印在显示屏上。同时获得摄像头模块采集到的环境数据,经过数字图像处理,完成图像显示。

5)报警模块

     该模块主要负责超声模块和红外模块反馈信息的获取,并将获取的数据进行比对,操作相对应的报警器完成报警功能。


环境配置

开发环境:windows10操作系统

开发软件:Keil5Altium Designer 16

下载调试软件:JLink-OB-ARM

运行环境:STM32F103ZET6

电源模块

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报警模块

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测距和红外模块

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采集和显示模块

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项目成果物

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