某智能行車記錄儀系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u32732某智能行車記錄儀系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)案例 1214261.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想 194591.2系統(tǒng)器件方案選型 125191.2.1單片機(jī)方案選型 1216061.2.2顯示模塊方案選型 2162481.2.3GPS模塊方案選型 2150261.2.4按鍵模塊方案選型 2321591.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 21.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想智能行車記錄儀以單片機(jī)作為主控制器，采用GPS模塊獲取并解析車輛行駛的經(jīng)緯坐標(biāo)信息及汽車行駛速度信息并顯示。速度的安全限值及疲勞駕駛時(shí)間值可使用按鍵設(shè)置，在采集速度過快時(shí)向司機(jī)發(fā)出超速提醒。當(dāng)司機(jī)連續(xù)駕駛時(shí)間超過疲勞駕駛時(shí)間值時(shí)報(bào)警提示司機(jī)注意休息，請(qǐng)勿疲勞駕駛。通過攝像頭采集前方路況信息，并通過WIFI信號(hào)傳輸?shù)绞謾C(jī)端進(jìn)行顯示，手機(jī)可以實(shí)時(shí)查看攝像的內(nèi)容。智能行車記錄儀系統(tǒng)方案如圖2所示。STM32單片機(jī)STM32單片機(jī)按鍵模塊GPS模塊液晶顯示屏WIFI攝像頭蜂鳴器手機(jī)APP電源5V1.2系統(tǒng)器件方案選型1.2.1單片機(jī)方案選型解決方案1：51單片機(jī)是目前使用較為廣泛的8位單片機(jī)，由于是單片機(jī)中最早最經(jīng)典的一款，控制的指令系統(tǒng)更加豐富，所以在其他不同類型單片機(jī)的發(fā)展上也提供了很大的支撐。雖然51系列單片機(jī)的I/O口功能簡(jiǎn)單，在使用時(shí)也很方便，但是如果單片機(jī)處于高電平的情況下并不具備輸出能力，這就成為51單片機(jī)在使用過程中最大的弊端，一些設(shè)計(jì)由于這個(gè)原因也就不會(huì)選用51單片機(jī)。解決方案2：STM32單片機(jī)是以cortex-M3為核心的32位單片機(jī)。STM32單片機(jī)的內(nèi)部資源要比8051、ANR和PIC都要多很多，已經(jīng)要趨近計(jì)算機(jī)的CPU的功能了，在很多的智能產(chǎn)品上都已經(jīng)應(yīng)用。行車記錄中要使用的GSP定位、WIFI攝像頭等模塊對(duì)單片機(jī)I/O驅(qū)動(dòng)輸出能力要求較高，STM32單片機(jī)的I/O驅(qū)動(dòng)能力及性能可以滿足開發(fā)要求。結(jié)論：經(jīng)過從兩種單片機(jī)的綜合方面考慮對(duì)比，首選方案2。1.2.2顯示模塊方案選型方案1：LCD1602顯示屏小巧玲瓏、外表美觀，通過PCB進(jìn)行打樣制作，由多條亮暗不同的線組成，依據(jù)電壓的變化，對(duì)顯示屏的不同區(qū)域進(jìn)行點(diǎn)亮，從而對(duì)需要顯示的內(nèi)容進(jìn)行顯示。在LCD1602液晶顯示屏的手冊(cè)中可以輕松查閱到顯示屏的基本信息、例程以及引腳特性等內(nèi)容，在連接電路或者程序編寫時(shí)都會(huì)非常方便，在開發(fā)上非常有優(yōu)勢(shì)，但是不能顯示漢字。方案2：：LCD12864能夠顯示的內(nèi)容會(huì)更豐富一些，主要特點(diǎn)就是顯示屏面積更大，也可以將中文顯示出來，特別是一些自帶字庫(kù)的LCD12864在使用時(shí)開發(fā)更加簡(jiǎn)單。除了漢字，顯示屏也能完成數(shù)字、字母等內(nèi)容的顯示。電路連接上LCD12864可以提供串行和并行兩種方式。相對(duì)于其它型號(hào)的顯示器件，該顯示屏軟件驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，能夠顯示漢字更是它的明顯優(yōu)勢(shì)。結(jié)論：LCD12864能夠顯示漢字，在顯示上更有優(yōu)勢(shì)，符合智能行車記錄儀系統(tǒng)要求，因此選擇方案2中的LCD12864。1.2.3GPS模塊方案選型方案1：ATGM336H這款北斗導(dǎo)航模塊將第四代芯片AT6558應(yīng)用到模塊的開發(fā)中，在使用過程中能支持很多種衛(wèi)星導(dǎo)航的定位，32個(gè)可跟蹤定位的通道使模塊信號(hào)覆蓋的范圍更加廣泛，并能接收6個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航的信號(hào)，能替換NEO-M8N。但是由于芯片是最新開發(fā)出來的產(chǎn)品，可用資料交少，出錯(cuò)率也遠(yuǎn)高于一些產(chǎn)品，因此不適用于新手開發(fā)。方案2：GPSneo-6m是一款尺寸最小的GPS定位模塊，擁有SMA和IPEX兩種天線接口，模塊內(nèi)部的可充電電子可以加速該模塊搜索衛(wèi)星的速度，同時(shí)帶有內(nèi)部存儲(chǔ)功能，可實(shí)現(xiàn)掉電保存，串口的輸出方式，能夠輸出原始的數(shù)據(jù)，更方便與單片機(jī)連接與解析，初始化完成后可實(shí)現(xiàn)高速定位。結(jié)論：ATGM336H北斗導(dǎo)航模塊與GPSneo-6m兩款模塊比較后，GPSneo-6m在外形尺寸、定位速度及性能上都更有優(yōu)勢(shì)，因此選擇GPSneo-6m定位模塊。1.2.4按鍵模塊方案選型方案1：觸摸按鍵，該設(shè)計(jì)使用觸摸按鍵設(shè)計(jì)，看上去比較美觀，觸摸按鍵不需要夠買實(shí)物，節(jié)約成本，但是對(duì)于按鍵檢測(cè)和按鍵設(shè)計(jì)上相對(duì)復(fù)雜一些，設(shè)計(jì)上不易操作，一不小心就容易出錯(cuò)，實(shí)用性較小。方案2：機(jī)械按鍵，機(jī)械按鍵手感好，使用壽命長(zhǎng)，并且單片機(jī)只需要檢測(cè)高低電平變化即可判斷按鍵是否按下，機(jī)械按鍵種類很多，設(shè)計(jì)上比較方便?？偨Y(jié)：從實(shí)用性上不考慮觸摸按鍵，首選機(jī)械按鍵進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)的核心功能是利用GPS模塊接收數(shù)據(jù)，所采集的數(shù)據(jù)將會(huì)被芯片進(jìn)行處理，然后顯示到LCD液晶顯示屏上，可以直觀看到當(dāng)前車輛的實(shí)時(shí)經(jīng)緯度信息和車輛行駛的速度和持續(xù)時(shí)間，攝像頭則實(shí)時(shí)記錄著行車過程中前方路況信息行車數(shù)據(jù)采集功能通過GPS模塊的天線接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過GPS模塊處理后傳入單片機(jī)，在單片機(jī)中將GPS數(shù)據(jù)解析為可識(shí)別數(shù)據(jù)，然后連接液晶顯示屏將信息顯示出來，可以實(shí)時(shí)顯示車輛的經(jīng)緯度信息以及車輛行駛的速度和時(shí)間。液晶顯示功能LCD12864由128×64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成圖形點(diǎn)陣液晶顯示器，不僅可以顯示圖形，也可以顯示8×4個(gè)(16×16點(diǎn)陣)漢字。單片機(jī)系統(tǒng)將主動(dòng)驅(qū)動(dòng)GPS模塊和WIFI攝像頭等模塊對(duì)汽車的速度、位置以及實(shí)時(shí)的路況信息進(jìn)行采集，液晶顯示屏LCD12864顯示汽車位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)和速度。遠(yuǎn)程報(bào)警功能設(shè)置4個(gè)可調(diào)安全閥值的機(jī)械按鍵，可設(shè)置疲勞駕駛時(shí)間值和最高行駛速度值，當(dāng)GPS模塊采集的速度超過設(shè)定值則報(bào)警，提示司機(jī)超速，保障汽車行駛安全；當(dāng)司機(jī)連續(xù)駕駛時(shí)間超過疲勞駕駛時(shí)間值時(shí)蜂鳴器報(bào)