基于ARM的汽车安全检测系统研究
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第25卷第5期 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 Vol.25,No.5 2009年9月 Journal of Qiqihar University Sep.,2009基于ARM的汽车安全检测系统研究司光宇1，王秀峰1， 杜会林2(1.大庆石油学院 计算机与信息技术学院，黑龙江 大庆163300；2.大庆市庆联科技有限公司，黑龙江 大庆 163318)摘要：以ARM为开发平台，设计以提高汽车安全检测速度和精度为目的，从软硬件两方面具体论述了系统的总体设计，建立了相关的数学模型，对提高系统可靠性提出了相应措施，阐述了该系统的优势。
该嵌入式系统以低成本、高性能、实时性的特点完成汽车检测功能，具有相当的使用价值。
关键词：嵌入式；ARM；汽车安全检测中图分类号：TP277 文献标识码：A文章编号：1007-984X(2009)05-0013-04随着我国汽车持有量的不断增长和汽车技术的不断进步，汽车安全性能检测的作用正在得到不断的发挥，我国的汽车检测市场已经初步形成，车主对汽车安全性能检测系统的要求也越来越高。
本文所阐述的汽车安全性能检测系统的主要包括：车内环境检测、汽车状态监控，环境检测部分的功能是通过不同的传感器，完成对驾驶人员的酒精浓度检测、车内烟雾检测、车门开关状态检测、车窗状态检测、车身承重检测，车内人员的图像拍摄，一旦发生异常情况，启动报警模块报警；汽车状态监控的功能是采用全球卫星定位技术（GPS）实现对车辆的跟踪定位以及车辆信息的检测。
嵌入式系统用于汽车安全检测性能中，可以提高检测精度、可靠性，可以降低系统的制造和使用成本。
使监控人员能随时掌握车辆的动态信息，从而更好地实现汽车监控和安全驾驶，大大提高车辆和行驶的安全。
1 模型建立成相应的电压值，经实际测试得到的酒精含量与转换后的电压数据为线性关系，酒精浓度和相应的电压值经线性回归可以建立相应的数学模型。
车内酒精含量信息通过处理器处理后，可以通过该模型知道车内酒精含量的程度，通过液晶显示屏可以看到，在超出规定的范围警告驾驶人员不能在开车。
图1是酒精含量转换成电压的原理图，表1为酒精浓度与电压关系。
表1 酒精浓度与电压关系表XBS 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91AL 0.00940.0095 0.0096 0.00970.00980.00990.01 0.01010.0102 0.0103VO 0.91 0.92 0.92 0.88 0.91 0.93 0.92 0.95 0.95 0.86XBS 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81AL 0.01040.0106 0.0107 0.0108 0.01090.01100.01120.01130.0114 0.0116VO 0.99 0.94 0.98 0.98 0.99 0.99 0.96 0.99 1.03 0.93XBS 80 79 78 77 76 75 74 73 72 71AL 0.01170.0119 0.0120 0.01220.01230.01250.01270.01280.0130 0.0132VO 1.05 1.08 1.06 1.09 1.10 1.05 1.05 1.09 1.10 1.10XBS 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61AL 0.01340.0136 0.0137 0.01400.01420.01440.01460.01480.0151 0.0153收稿日期：2009-04-06基金项目：大庆市科学技术局资助（SGG2007009）作者简介：司光宇（1951-），男，黑龙江人，教授，本科，主要从事计算机控制，智能仪器开发，sgy1951@。
·14· 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 2009年续表1VO 1.08 1.12 1.13 1.14 1.18 1.17 1.16 1.19 1.20 1.20XBS 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51AL 0.01560.0158 0.0161 0.01640.01670.01700.01730.01760.0179 0.0183VO 1.20 1.18 1.21 1.22 1.24 1.25 1.28 1.33 1.25 1.50XBS 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41AL 0.01860.019 0.0194 0.01980.02020.02070.02110.02160.0221 0.0226VO 1.28 1.27 1.24 1.29 1.30 1.40 1.40 1.42 1.45 1.45XBS 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31AL 0.02320.0238 0.0244 0.02500.02570.02640.02710.02790.0288 0.0297VO 1.45 1.38 1.50 1.52 1.61 1.55 1.56 1.58 1.62 1.61XBS 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21AL 0.03060.0317 0.0328 0.03390.03520.03650.03800.03960.0413 0.0432VO 1.56 1.50 1.52 1.56 1.70 1.71 1.81 1.87 1.63 1.64XBS 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11AL 0.04520.0475 0.0500 0.05280.05590.05940.06330.06790.0731 0.0792VO 1.95 2.11 1.93 2.04 2.06 2.12 2.16 2.41 2.42 2.43XBS 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1AL 0.08640.0950 0.1056 0.18750.13750.15830.19000.23750.3170 0.4750VO 2.65 2.71 2.76 2.79 2.63 2.71 3.02 3.45 4.01 4.11XBS 0AL 0.95VO 4.54其中：ALCOHOL: 95%（g/l），以 1 ml酒精为例稀Array释，从0倍稀释到100倍，常温常压下，XBS：酒精稀释的倍数，AL：酒精浓度值,VO：电压值（V），酒精浓度和电压数学模型：y=0.0034e1.2789x。
图2是根据上表回归出来的酒精浓度与电压值的曲线图：横轴是电压值(x)，纵轴是酒精浓度值(y)。
同理烟雾浓度的数学模型省略。
2 硬件电路整体设计功耗处理器S3C2410作为系统的处理器。
硬件设计[3]包括：传感器电路，包括：酒精传感器电路、烟雾传感器电路、压力传感器电路、无线门磁探测器电路、热释放人体探测器电路、图像采集与压缩传感器电路；扬声器报警电路；LCD电路；ISD语音存储电路；GPS定位电路；看门狗电路。
从硬件原理图（如图3所示）上可以看出用了不同的传感器，因为采集的信号不同，无限门磁探测器实现对车门车窗开关状态的检测；热释放人体检测器检测车内是否有人进入；酒精、烟雾传感器分别实现对车内酒精、烟雾的含量检测；压力传感器实现对汽车载荷的检测；图像采集与压缩传感器实现对车内人员以及车内状况的拍摄；GPS实现传回汽车所在的地理位置；语音芯片实现对以上各种检测结果以及相关语音信息存储；LCD实现对以上检测到的结果显示；扬声器实现对语音信息的播报。
为了防止程序进入死循环，设计了看门狗电路[1]，看门狗技术也就是程序监视技术。
看门狗技术就是不断监视程序循环运行时间，若发现时间超过已设定的循环设定时间，则认为系统陷入了死循环，然后强迫程序返回00000000H入口，在00000000H处安排一段出错处理程序，使系统运行纳入正规。
第5期 基于ARM的汽车安全检测系统研究 ·15·图3 系统硬件结构框图3 软件设计依据硬件系统功能设计软件实现准确的车辆检测功能，在软件设计上一改以往智能仪器系统软件绝大部分都用汇编语言编写的惯例，而采用嵌入式C语言编写了系统软件。
这种嵌入式C语言是专业化的高级语言[2]，它的编译器产生的代码仅比汇编语言长20%～50%，提高了开发质量，缩短开发周期。
C语言在开发速度、软件质量、结构严谨、程序坚固、可移植性等方面比汇编语言有无法比拟的优势。
为了提高系统的可靠性和抗干扰性，软件设计采用滤波技术。
依据硬件结构原理图设计了系统流程图，如图4所示。
图4 系统软件流程图从软件流程图上看出，系统首先检测汽车的门、窗开关状态，开状态包括门窗的破损，如果没开那么·16· 齐 齐 哈 尔 大 学 学 报 2009年一直检测，若确实开了，则同时分下三种情况检测:(1)把GPS传回汽车所在的地理位置以及车门、窗开关状态的信息在LCD上显示，同时把信息存入语音芯片，并启动可控制开关的扬声器播报信息；（2）检测硬件电路是否有断开，若没有则检测是否有人进入，若有则把汽车的地理位置和电路断开的信息存入语音芯片，启动扬声器播报相应的语音信息；(3)检查是否有人进入，若没有则在此处一直检测，若有则把汽车的地理位置和进人的信息在LCD上显示，并把这些信息存入语音芯片，启动扬声器播报相关的语音信息；同时，启动各种传感器对车内情况检测，比如酒精含量、烟雾含量、车内人员图片拍摄以及汽车承重的检测，若异常即超出了规定的范围，把异常情况的相关信息以及车的地理位置在LCD上显示出来，并把信息存入语音芯片，启动扬声器播报语音信息；如为正常则也可以把正常情况的相关信息以及车的地理位置在LCD 上显示，然后启动扬声器播报相关的语音信息；在此处循环检测车内的情况；为了避免所有情况均正常的情况下再发生意外，让系统重新回到开始循环检测。
4 该系统与当前的汽车安全检测系统比较该系统与常规的汽车安全性能检测装置的硬件优势在于多了车内环境检测的功能，其功能不需人为操作，液晶屏的自动显示数据，扬声器自动播报语音报警信息，红外检测电路实现是否进人的检测，GPS定位信息的自动传回和显示，无线门磁探测器实现对车门、窗开关的检测，都是现在的汽车安全检测装置所没有的功能，看门狗技术的运用防止程序“跑飞”，能自动恢复软件的功能。
软件方面的设计增加了硬件的抗干扰功能，尤其是发动机对处理器的干扰，软件设计上应用中值滤波的技术，在信号进入处理器之前滤掉没用的信号，减少了没用的信号对有用信号的干扰。
其检测精度高，不用人为操作等的优点都是目前市场上的汽车检测装置所不具备的。
具有一定的优势。
5 结束语该系统不仅具有车内环境检测功能，同时还具有车辆跟踪定位的功能。
