ARM 基于嵌入式系统 倒车雷达的设计

ARM 基于嵌入式系统 倒车雷达的设计 论文

基于嵌入式系统的汽

车倒车雷达的设计

年级：

专业：电子信息科学与技术

姓名：

学号：2009级

ARM 基于嵌入式系统 倒车雷达的设计 论文

基于嵌入式系统的汽车倒车雷达的设计 引言

随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题 越来越成为人们关注的问题。其中倒车事故由于发生的频率极高，已引起了社会和交通部门的高度重视。倒车事故发生的原因是多方面的，有倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差，视线模糊等。据统计，由于车后盲区所造成的交通事故在中国约占30%，美国20%，交管部门建议车主安装多曲率大视野后视镜来减少车后盲区，提高车辆的安全性能，但依旧无法有效降低并控制事故的发生。倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来许多麻烦，例如撞上别人的车、消防水笼头，如果伤及儿童更是不堪设想，有鉴于此，汽车高科技产品家族中，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生，倒车雷达的加装可以解决驾驶人员的后顾之忧，大大降低了倒车事故的发生。

汽车倒车雷达全称为“倒车防撞雷达，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车和起动车辆时因前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员克服视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过感应装置发出超声波，然后通过反射回来的超声波来判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离，并做出提示。随着计算机、电子信息技术的高速发展，它正推动着全球经济向智能信息化方向发展，在这个背景下我国的倒车雷达系统便开始从传统的方式向更加智能化方向转变。电子信息技术目前被广泛的应用在各个领域，车载系统的信息化己成为现代汽车业的重要标志。近年来我国倒车雷达发展很快，已成为车载系统的典型产业。基于嵌入式系统的可视倒车雷达系统涉及众多技术领域，是集成数据采集、视频显示、语音播报等技术为一体的现代高科技产业，前景十分广阔。

1、倒车雷达系统设计

通常的倒车雷达主要由感应器(探头)、主机、显示设备等3部分组成。感 应器发出和接收超声波信号，并将接收到的信号传输到主机，再通过显示设备显 示出来。感应器装在后保险杠上，以角45°辐射，检测目标，能探索到那些低 于保险杠而驾驶员从后窗又难以看见的障碍物并报警，如花坛、蹲在车后玩耍的 儿童等；显示设备装在仪表板上，提醒驾驶员汽车距后面物体还有多少距离，到

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危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提示驾驶员停车。

本文介绍了一种新型的倒车雷达设计方案，主要利用超声波测距技术，在嵌入式系统的基础上实现在距离障碍低于固定距离米时能够实现语音提醒的倒车雷达模块。

1.1倒车雷达超声波测距系统设计

本倒车雷达采用超声波测距，由五部分组成:超声波发生模块、超声波接受模块、基于USB口的摄像头视频采集系统、LCD显示模块、语音报警系统。其总体体系结构如图1-1所示。

各模块完成的具体任务如下:

（1）测距系统:由超声波发生模块、超声波接受模块、ARM控制系统组成，用来测量汽车与障碍物之间的距离；

（2）显示报警系统:主要由USB摄像头、ARM控制系统、显示模块和语音报警组成，用来显示车后和车侧面的详细情景并通过彩色液晶显示，同时通过语音提示报警；

(3)ARM控制系统:是本系统的核心，采用ARM92OT芯片，控制整个系统的运行，对各种接口电路进行控制。ARM920T通过串口输出脉冲控制555振荡器工作，发生超声波，同时计时，当发生的超声波碰到障碍物反射回来，此时超声波接受模块接收信号，经过放大处理后，传送给ARM，从而计算出障碍物与汽车之间的距离，并根据计算出的距离由软件系统进行判断，对驾驶员进行语音提示。同时，ARM主控芯片进行摄像头的视频采集并通过LCD显示出来。

2、硬件结构

基于嵌入式系统倒车雷达主要用来显示汽车后面的情景以及测量和障碍物之间的距离。整个设计主要由嵌入式微处理器、超声波发生模块、超声波接受模 块、视频采集模块、LCD显示模块以及语音报警模块组成。微处理器采用三星公 司的ARM9系列S3C24lOX为主CPU，配合FLASH和SDRAM存储器。外围扩展一系

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列功能模块如LCD、USB接口等，USB主机接口，连接摄像头模块采集视频图像信息系统，结合ARM处理器实现视频/图象的采集、压缩，并将采集后的数据发 送到接收端(视频处理中心)，并通过LCD显示出来。

图2-1

倒车雷达超声波测距是超声波测距技术的一个重要应用。利用超声波的反射回波在汽车泊车时来探测汽车尾部与障碍物间的距离，并通过LCD实时显示车后方的情景，然后通过语音芯片实时播报让驾车人员知道汽车与障碍物间的距离，并了解危险程度，从而避免蜂鸣器等提示方式的模糊性，使得驾驶员在泊车时能得到更加清析明确的提示。超声波倒车雷达的测量精度可达到0.lm，感应时间小于0.15s。

2.1 S3C2410X处理器

它是Samsung公司推出的基于ARM920T内核，精简指令系统的16/32位高速

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微处理器，具有极低的功耗而且价格低廉，主要面向低端应用。该芯片采用272脚FBGA封装，通过内部的锁相环，最高可在233MHz的系统时钟下运行，这个工作频率能够使处理器轻松运行于Linux等操作以及进行较为复杂的信息处理。 S3C24lOX芯片具有如下特点:

(1)内核工作电压为 1.8/2.OV、存储器和外部I/O设备的供电电压3.3V。

(2)16KB的指令Caehe和16KB的数据Caehe。

(3)内置LCD控制器，支持4K色彩的STN，256K色彩的 TFTLCD，并提供一个 LCD专用的DMA通道;117个通用1/0端口，支持最多24个外部扩展中断;具有日历功能的RTC和4个PWM时钟输出。

（4）4通道的DMA请求;3通道的UA尺T串口;2通道的S尸工接口;2通道的USB (Host/Slave);8通道10位的ADC和触摸屏接口。

（5）具有外部存储器控制，内部带SDRAM控制器。内置IIC和IIS总线控制器。

（6）支持 Little/BigEndian模式存储数据，共8个Bank存储器，每个Bank为128MB，寻址空间可达1GB。所有Bank均支持8/16/32位数据访问宽度且访问周期均可编程控制。7个Bank(nGCSO一nGCS6)内存起始地址固定，l个Bank (nGCS7)内存起始地址和大小均可编程。其中(nGCSO一nGCSS)支持ROM、SRAM; (nGCS6一nGCS7)支持ROM、SRAM、FD/EDO/SDRAM)。

2.2核心板的硬件电路设计

核心板是一个ARM系统正常运行所需的核心电路及其外围线路，它主要包括 主控制器、复位电路、时钟电路、电源电路、SDRAM、Flash等。

2.2.1主控制器设计

S3C241OX具有丰富的外设及标准接口，从而为低功耗、低成本、高性能、宽范围应用提供了一个单片解决方案。包括一个高速片上SRAM工作区及一个低 等待时间的外部总线接口(EBI)，以完成应用所要求的片外存储器和内部存储器映射外设配置的无缝 …… 此处隐藏：2733字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……