网络化智能车灯控制系统

彭志崇+徐颖+管衍辉+寇常乐

摘 要

本设计是一种智能车灯控制系统，该系统以STM32F407单片机为主控芯片，摄像头和网络行车路线为核心。单片机通过蓝牙连接读取手机APP的路线进行判断，同时由摄像头实时分析会车情况，根据最新路况信息对前照车灯自动进行调节和灯光分裂。该系统既能改善汽车在夜间行驶时弯道造成视野盲区问题，又能避免会车时造成炫目的情况。

【关键词】行车路线图 摄像头 STM32F407 汽车前照灯

1 引言

目前国内汽车数量日益增加，成为人们出行的重要交通工具之一。车灯作为汽车的眼睛，在行车的过程中车灯对安全起着至关重要的作用。汽车在夜间行驶至弯道时由于车灯的局限性，车灯光束无法完全照射至路面，从而造成视野盲区问题。夜间会车时，如果对方车辆未调节前照车灯时容易造成驾驶人炫目。这些情况容易造成交通事故，威胁人身安全。而智能车灯控制系统不仅能够根据行车线自动调节灯光角度。而且可以根据车内摄像头判别路况信息，自动进行灯光分离，改善会车时灯光阻碍视线的问题。

2 系统框图和工作原理

系统由车灯控制系统和手机APP构成，通过蓝牙进行数据的传输，系统根据调取高德地图的车辆行驶路线信息进行处理，然后根据处理结果自动调节前车照灯光束的照射角度。同时利用摄像头对车辆前方的路况信息进行判断，从而自动调节灯光照射强度和车灯分离，改善会车时灯光所带来的阻碍视线问题，同时也达到提高道路的安全性和驾驶员的舒适性的目的。

3 系统硬件设计

系统通过汽车内储能进行供电，主要由STM32F407单片机、摄像头模组、蓝牙模块、光强检测模块、舵机和恒流源驱动电路组成。系统主控在正常工作后，先进行初始化，判断蓝牙模块是否与手机连接完毕，当蓝牙模块连接成功后，单片机便实时读取手机APP上的路线信息。再由光强检测模块和摄像头模组获取的路况信息进行分析处理后发送给STM32F407单片機，STM32F407单片机通过对位置的判断而自动的对前照车灯进行灯光分离和灯光亮度调节。其结构图如图1所示。

4 主控模块

系统采用ARM公司的32位单片机STM32F407为控制核心，具有低功耗，运行速度快等优点。作为STM32平台的新产品，STM32F4系列基于最新的ARM Cortex M4内核，在现有的STM32微控制器产品组合中新增了信号处理功能，并提高了运行速度。STM32F407主频高达168M，具有512KB的FLASH以及196KB的RAM，支持USART、USB、DMA等，并且多达14个定时器，每个定时器能输出多路的PWM供给舵机使用，其强大的性能，高速的处理能力，能将摄像头传回的数据进行快速处理，其模块核心芯片能够很好地实现功能要求。

5 供电系统

本系统采用的是LTC3789系新研发出的高效率高性能升降压式开关稳压控制器，其输入电压可以从4V～38V，输出电压可以高于输入电压，可以低于输入电压为0.8V～38V，工作频率恒定，最高可达600KHz（200～600KHz）。为电流模式工作。输出电流反馈环提供对电池充电的支持，满足输入输出4V～38V的宽范围。在工作区域有很低的噪声，LTC3789系目前最理想的可升降压的电池供电系统应用IC。

6 系统软件设计

软件部分由主控STM32F407程序的编写和手机APP构成，手机APP通过E4A编程软件制作，E4A是一个基于谷歌Simple语言的编程软件工具，只要有易语言基础，就可以很轻松上手。E4A拥有和易语言一样的可视化开发环境，以及强大的智能语法提示功能。首先采用的E4A编程通过申请高德地图的秘钥，从而调取高德地图的路线信息进行后台处理，再用蓝牙将后台处理结果发送给单片机，系统主控开始工作后，先进行初始化，判断蓝牙是否与手机链接，当蓝牙链接成功后，系统便可实时读取手机APP的路线信息，同时由摄像头对前方路况进行判断，由最终的信息情况驱动舵机调整灯光照射角度、照射强度和灯光分裂化。程序流程图如图2所示。

7 分析与结论

控制系统安装到汽车上之后就可以通过蓝牙与手机连接，实时读取手机APP上的行车路线信息，夜间行驶遇两车交会或者转弯时，根据光强检测模块和摄像头模组传回的路况信息自动进行车灯分裂和水平调节。极大的避免了会车灯光炫目以及视野盲区的问题，从而提高驾驶的安全性和可靠性。目前市场上大部分汽车的车灯都不具备自动控制功能。车灯的改革是关键的一步，也将会是未来发展的一种必然趋势。

参考文献

[1]杨慧.LED车灯功能控制研究[D].陕西：西安工业大学，2015.

[2]杜小芳等.汽车自适用前照灯系统AFS的控制策略研究[D].湖北：武汉理工大学，2016.

作者单位

天津职业技术师范大学 天津市 300222endprint