基于STM32的行车安全及智能照明系统

陈义美 袁佳林 刘玉林 赵磊

摘 要：采用单片机STM32F103C8T6作为控制中心，HB100微波传感器模块以及硅光电池等传感器实现了在行车时预判前方物体迅速靠近并发出报警，警示驾驶员立刻规避以免相撞；同时实现了远近光灯的自动切换功能。

关键词：STM32；行车安全；微波测距；灯光控制

中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

驾驶员在行车时，难免会遇到会车、超车的情形，特别是在夜间行车时，相向行驶的汽车灯光和超车时反光镜里的反射光会严重影响驾驶员的视觉，从而容易引发交通事故。本文介绍了一套智能测距及自动切换远近光灯的系统，如果汽车行驶前方有物体迅速靠近，该系统会立刻警示驾驶员进行规避以免相撞，当夜间相向行驶的汽车达到一定距离或者司机有超车意向时，该系统还可以自动将远光灯调节为近光灯，以免对对方驾驶员视觉造成影响，从而降低事故发生率。

1 行车安全及照明系统原理图

系统原理图如图1所示，该系统以STM32F103C8T6为核心，通过检测光线以及相对速度进而判断是否进行声光报警以及灯光切换操作。

图1 系统原理图

2 系统硬件设计

2.1 Cortex-M3主控芯片

主控芯片采用意法半导体公司推出的高性能、低成本、低功耗的微处理器芯片STM32F103C8T6，该芯片最高工作频率可达72MHZ，具有12道DMA并支持定时器、ADC、DAC、SPI、IIC和UART等外设，资源丰富，完全可以满足本系统的设计要求。

2.2 微波测距方案

测距部分采用微波传感器[1]，安装在车前，用来检测本车前方是否有障碍物，在夜间行驶中，微波传感器发射微波信号，遇到障碍物时，微波信号可以反射回来，微波传感器接收到反射回来的微波信号，经过合理的信号处理电路处理，进而判断车辆与障碍物的的相对运动状态，做出相应的措施。如果对方车辆开启远光灯导致本车驾驶员无法看清前面道路状况，则微波测距传感器会检测前方是否有障碍物快速接近，如果有则会提醒驾驶员小心驾驶，减速行驶或者缓慢停车，从而能够降低相关事故的发生率。

2.3 光线强度检测电路

夜间行车时，如果对方车辆是利用远光灯行驶，则会对自己的视觉造成严重影响，进而容易发生交通事故。所以，本系统会频繁切换远近光灯，以此给对方一个提醒作用，提示对方切换为近光灯行驶，如果对方变为近光灯，则本系统将会打开近光灯行驶。

灯光检测电路原理如图2所示

图2 系统原理图

当对方车辆为远光灯时，入射光线近似平行光，经反光环汇聚到硅光电池上，从而判断出对方为远光灯[2]，并进行相应的灯光切换动作。

2.4 声光报警及灯光自动控制

声音信号利用蜂鸣器来产生，并利用S8550三极管进行驱动；光信号利用红色LED产生。在汽车行进时，微波雷达不停的探测前方物体与本车的相对速度，当相对速度超过50Km/h时，即将要发生撞车危险，此时主控器发出信号使三极管导通，从而使蜂鸣器开始工作进行声音警示，同时LED急促闪烁提供视觉警示。

3 系统软件设计

系统工作时为保证雷达测量精度，微波的发射和接收全部利用STM32F103C8T6的通用定时器进行定时计算。利用定时器2每隔1秒钟中断一次，并在中断中进行微波发射操作，利用定时器3测定反射波的频率。定时器2的初始化函数如下：

void TIM2_Int_Init（）

{

RCC->APB1ENR|=1<<0； //TIM2定时器使能

TIM2->ARR=10000； //设定计数器自动重装值

TIM2->PSC=7199； //预分频器设置

TIM2->DIER|=1<<0； //允许更新中断

MY_NVIC_Init（2，2，TIM2_IRQn，2）；//抢占1，子优先级2，组2

}

4 测试结果

测试结果见表1，光线强度：夜间行车时，模拟的夜间道路光线强度；本车车速：模拟夜间行车时的车速；相对速度：模拟夜间行车时，会车和超车时的相对速度；探测距离：当本车车灯发生改变时，两车的距离。

表1 测试结果

光线强度（cd） 本车车速（m/s） 相对速度（m/s） 探测距离（m） 测量次数

20 0.5 0.5 0.38 10

20 1.0 0.5 0.40 10

20 1.5 1.0 0.37 10

30 0.5 0.5 0.34 10

30 1.0 0.5 0.35 10

30 1.5 1.0 0.33 10

40 0.5 0.5 0.32 10

40 1.0 0.5 0.34 10

40 1.5 1.0 0.31 10

5 结束语

该作品是根据速度和雷达信息，判断汽车与汽车、汽车与行人之间的相互状态，并控制灯光切换，实现对远近灯光的自动控制。可以有效避免驾驶员主观不规范使用灯光，造成的事故。样机采用先进的嵌入式系统技术，功能扩展和集成能力很强。可以在汽车领域进行大力推广，并可以把该技术集成到汽车现有灯光控制系统中，提高汽车灯光控制的自动化水平。

参考文献

[1] 吕光辉. 基于单片机技术的汽车远近光自动切换装置的研究[J].汽车与配件，2013（35）：12-15.

[2] 李婷. 智能化的照明技术[J].汽车与配件，2011（31）：26-29.