智能汽车监控系统

摘要：在货车的行驶过程中，货仓内发生的情况往往是司机所不知晓的，因而给行车安全以及运输货物的安全带来了极大的隐患。为了实现将货仓内的环境信息实时地传送给驾驶司机，当险情突发时，司机能够在第一时间采取必要的防范措施，以保证行车安全。文章设计的系统集中了温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、光照强度传感器、红外防盗传感器以及GPS定位来保证货物安全，同时实现了货车防盗的功能。
关键词：汽车监控；传感器；GPS定位；防盗

0 引言
    现阶段，货车失事事故屡见不鲜，其中失火现象尤为突出，这不但给我们带来了巨大的经济损失，而且对我们的人身安全也构成了巨大的威胁。很多情况下，火灾是由货仓的货物在运输过程中燃烧引起的。究其原因是货车在行驶的过程中，当异情发生时，司机不能在第一时间采取措施，导致事故发生。基于此，我们设计了基于STM32F407的智能车载监控系统，整个系统由一个放在驾驶室的主机和一个置于货仓中的从机构成，从机传感器将采集到的模拟量转化成数字量，通过无线通信模块发送给主机，主机通过对接受到的数据进行分析，进而提醒司机或自动采取相应的解决措施，防止灾难的发生。

1 系统整体方案
    如图1所示，本系统由主机和从机组成，主机以STM32F407为主控，该主控为最新的高性能ARMCortexTM-M4内核，主频高达168M，能够实现DSP运算和硬件浮点运算，而且外设丰富，应用十分灵活。中间采用Silicon Laboratories SI4432芯片制作的无线模块进行数据通信，SI4 432无线模块是采用Silicon Laboratories SI4432芯片制作的无线模块。

    工作在433M免费频段。最大功率可以到20dBm(100mW)，接收灵敏度可以到-121dBm，因其发射功率大，接收灵敏度高，可以传输到上千米的距离，素有“穿墙王”之称。从机由各种传感器组成，放于货舱，对货舱内环境进行实时检测，将检测到的数据发回主机，主机对接收的数据分析处理。

2 系统硬件设计
2．1 温湿度传感器
    温湿度传感器硬件电路如图2所示，温湿度测量采用AM2301数字温度传感器，该传感器具有稳定性强、功耗低、使用便捷等特点。用它对货仓内的温湿度数据进行采集，采集的数据通过无线模块发送给主机，主机通过对数据的处理分析，就能得到货仓内的温湿度情况。输出的端口接两个二极管，起保护作用，能有效地防止输出的电压太大，将单片机的I／O口烧坏。

2．2 气体传感器
    烟雾浓度测量系统采用MQ135气体传感器，该传感器具有低成本、长寿命、高灵敏度等特点。当货仓环境烟雾浓度过高时，传感器的电导率会随着污染浓度的变大而变大，因此根据这一特性就能对当前环境的污染度进行测量，通过无线传送数据给主机后，主机就能实时掌握货箱内的烟雾浓度情况，同样在输出端口接两个二极管起保护作用。硬件电路图如图3所示。

2．3 红外传感器
    红外防盗报警采用RD-622热释电红外线传感器作为报警电路的主要器件，如图4所示。该传感器具有高灵敏度和优越的信噪比以及对温度变化的高稳定度。结合BIS0001红外传感信号处理器，该电路能很好地实时监控货仓内是否有人员活动，同时该系统通过软件设置了两种模式，一般模式和防盗模式，当人离开货仓时即可以启动防盗模式，当人要从货舱内搬运货物，司机只需启动一般模式即可。

3 软件流程图
    主机流程图5所示。该系统先将各个模块初始化，接着判断接收的数据是哪个传感器的，再对数据进行分析处理，得到相关参数后判断其指标是否超过预设指标，若超过则启动相应的报警系统。

    从机流程图如图6所示。先是初始化各个模块，针对不同的传感器，我们先采集相应的数据，将采集后的数据进行组合分析处理，得到一个数据包，再通过无线将数据包发送出去，直到发送成功为止。

4 实验结果及分析
    本文设计了基于单片机STM32F407的智能货舱监控系统，这样司机就能通过置于驾驶室内的主机时刻监控货车车厢内的环境情况，在监测的基础上，我们还可以根据主机所设定的警戒数据来采取相应 的措施，实现实时的监控，这样能有效减少货车因货舱内的事故而引发的交通事故，同时本系统还可以增加GPS定位功能，这样物主就能随时随地地知道自己货物的具体信息，此系统不仅可用于货车车厢内的环境监控，还可以用于火车、集装箱等货舱。主机实物如图7所示，通过触摸屏液晶就可以操控整个系统，非常简单方便，具有很好的人机互动。此系统还可根据货箱的大小设置多个结点，以实时监控货舱内各个地方的环境指标，应用范围非常广泛。