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1、 本科毕业论文（设计）题目：基于STM32的汽车行驶记录仪的设计与实现 姓 名： 学 号： 专 业： 院 系： 指导老师： 职称学位： 完成时间： 教务处制基于STM32的汽车行驶记录仪的设计与实现摘 要汽车行驶记录仪是一种电子式记录设备，它对车辆行驶的时间、速度、里程以及车辆行驶的状态信息进行采集、记录、存储。汽车行驶记录仪的使用，对疲劳驾驶、超速行驶等驾驶员不良驾驶习惯能够起到约束作用，对保障车辆的安全行驶，分析和鉴定交通事故原因上具有重要的作用。本次设计中设计了一款基于STM32的汽车行驶记录仪，主要采用STM32F103单片机为主控单元，以OV7670摄像头模块为图像采集模块，以SD卡
2、位数据存储模块。控制系统以一定的间隔收集摄像头模块采集到的图像数据，并进行存储，实现实时的图像收集；通过将SD卡插入电脑端即可对系统实时拍摄并存储的图像信息进行查看。除此之外，可以通过串口工具实时监控系统的数据传输过程，使得抽象的数据采集、数据存储、数据调用变的更加形象、具体。本次设计的汽车行驶记录仪具有实时性好，可靠性和性价比高的特点。关键词：汽车行驶记录仪；实时监控；STM32；SD卡Research On Vehicle Traveling Data Recorder Based On STM32AbstractVehicle traveling data recorder is an
3、electronic recording device, its vehicle travel time, speed, mileage and vehicle status information collection, recording, storage. Bad driving habits vehicle traveling data recorder use, fatigue driving, speeding and so the driver can act as a restraint on the safe driving support vehicles, and has
4、 an important role in the analysis and identification of Accidents. The design based on the STM32 designed a vehicle traveling data recorder, mainly STM32F103 microcontroller as the main control unit to the camera module OV7670 image acquisition module to your SD Card data storage module. Control sy
5、stems at certain intervals to collect the camera module to capture image data, and store real-time collection of images, we can insert the SD card to the computer side of the system in real time and store the captured image information view. In addition, through the serial data transmission system m
6、onitoring tool for real-time, making the abstract data acquisition, data storage, data call image becomes more specific. The design of the car recorder with a real-time, high reliability, and cost characteristics.Key Words：vehicle traveling data recorder ，Real-time monitoring， STM32， SD cardII目 录1 绪
7、论11.1 课题研究的背景和意义11.2 国内外研究现状及发展趋势11.3 本文的主要工作32 系统整体设计42.1 系统总体方案设计42.3 系统各模块的选型52.3.1 系统主控芯片的选型52.3.2 系统图像传感器模块的选型63 汽车行驶记录仪的硬件设计83.1 系统硬件原理图83.2 系统功能模块设计83.2.1 电源模块电路设计93.2.2 STM32最小系统设计103.2.3 图像采集模块113.2.4 SD卡数据存储模块123.2.5 程序烧录模块134 汽车行驶记录仪的软件设计144.1 汽车行驶记录仪的主程序设计154.2子程序设计175 调试与测试195.1 硬件的调试19
8、5.2 软件调试205.3 系统实现216 结 论22致 谢23参考文献24附 录251 绪论1.1 课题研究的背景和意义随着我国经济的持续发展，国民机动车保有量急剧增加，交通运输企业的规模和管理等级逐步扩大，而与此同时带来了大量疲劳驾驶、超速行驶等违章驾驶行为，使交通事故不断涌现，严重威胁了道路交通安全与驾驶人员的生命安全。因此，如何提高汽车的安全系数，避免车辆的损失和人员的伤亡是未来汽车发展的方向。1汽车行驶记录仪,俗称“汽车黑匣子”，来源于“飞机黑匣子”，安装在车辆上，记录车辆行驶速度，时间，里程等并通过接口实现数据传递。汽车行驶记录系统要求能够实时、完整、准确的记录车辆在行驶过程中的各
9、种状态信息。2对疲劳驾驶，车辆超速等违章驾驶行为有约束作用。对分析鉴定交通事故，提高交通管理的执法水平，提高运输企业的管理水平，保障车辆运行的安全有重要作用。汽车行驶记录仪实时将车辆行驶信息反馈给为驾驶员，同时将信息提供给其所属的道路交通运输企业，使企业能够提高车辆使用效率。而且对道路安全有显著的提高。1.2 国内外研究现状及发展趋势汽车行驶记录仪的制造和运用最早开始于欧洲，二十世纪二十年代，距现在已经有七十多年。随着道路交通安全运输要求的提高，德国政府对载货量大于7 吨的货运汽车和客运汽车强制安装行驶记录仪。1970年后，欧洲开始推广德国经验，其它各国开始强制执行行驶记录仪的安装3。在199
10、0年前，欧洲各国立法要求在商用汽车上必须安装汽车行驶记录仪,在未来的十年内给900万辆商用车安装汽车行驶记录仪。其中,9座以上的巴士、3吨以上的货运汽车是必须安装记录仪的。美、日等国和地区跟随欧洲的步伐，也开始推广汽车行驶记录仪。美国要求汽车制造商厂要给新车加装汽车行驶记录仪。GM 通用汽车公司为其生产的600万辆汽车在出厂的时候安装了汽车行驶记录仪。而日本则是通过立法，规定商业运营用的客运汽车、出租车、货车（载货量大于5吨）都要安装汽车行驶记录仪。来自交通部门的资料显示，在欧美各国强制推广汽车行驶记录仪后，交通事故率明显下降。如德国货车事故发生率由1970年的每50万公里/起，下降为2000
11、年的每160万公里一起，事故率减少了220%；而客运汽车则4万公里/起，降为100万公里/故，事故率减少了150%。国外最新的产品除了能实时记录车辆行驶信息，还具有GPS定位功能，还可以将这些信息传送给车队调度中心。4家长们可以通过给车辆安装该系统，然后在互联网上监控，以保证驾车行驶的孩子的人身安全。我国从80年末起，开始在一些地区试用国内有自主知识产权的电子式汽车行驶记录仪。截止2004年，国内已有80多家生产汽车行驶记录仪的厂家，通过公安部交通安全产品质量监督检测中心检测的有68家。据统计，全国20多个省、自治区、直辖市汽车行驶记录的推广工作取得极大的进展，有350多家运输企业安装使用了汽
12、车行驶记录仪，共计2万多辆汽车。5但是，我国汽车行驶记录仪的推广仍处于初期阶段，且全国各地的进展也不一样。目前，虽然市场上已经有80多家厂商的产品，但大多数产品功能单一，性价比低，不利于记录仪的普及。随着我国交管人员对记录仪在道路交通安全上的作用认识的提高。开始加大汽车行驶记录仪在交通运输管理上的应用,而国内汽车行驶记录仪的研发也越来越成熟，技术指标越来越接近国外的产品。有鉴于此，国家于2003年4月15日颁发的国标GB/T19056-2003，2003年9月1施行。目前，推广记录仪的应用存在的困难主要有以下：一、缺乏宏观立法的支持；二、交通运输企业还没有意识到汽车行驶记录仪对企业管理和节省运
13、营成本上的作用，而且市场上汽车行驶记录仪的性能指标参差不齐，价格也各不相同，售后服务也不完善。导致企业不愿意使用汽车行驶记录仪作为管理工具,影响企业使用的积极性。三、交通管理部门对汽车行驶记录仪的推广宣传工作不到位，对汽车行驶记录仪在防范事故发生和增强道路行车安全意识上的作用认识不足。1.3 本文的主要工作本课题研究的主要内容包括以下几个方面：第一章 绪论，主要介绍了课题研究背景及意义，国内外汽车行驶记录仪的研究现况及发展趋势，并提出了课题研究的主要内容。第二章 系统整体设计，核心模块的选型。第三章 系统硬件设计，各个功能模块的电路设计。第四章 系统软件设计，各个功能模块的软件设计。第五章 系
14、统调试，本章是对这个系统运行状态的总结和概括，并通过软硬件调试完善系统功能，同时对于可能出现的干扰问题进行分析和解决。第六章 总结。2 系统整体设计本章介绍了汽车行驶记录仪需要达到的各项性能指标，以及针对这些指标提出总体的设计方案，并介绍系统主控芯片的选择原则。2.1 系统总体方案设计系统通过对外部模拟信号（图像信号）的实时采集，并将原始数据送入STM32，经处理后，将需要保存的数据存入系统内部大容量储存器中。需要显示的数据则通过人机接口模块显示。在车辆正常运行时，系统电源采用汽车发电机输出的经变换后的电源。由于发电机输出电压不稳定，所以，系统需要电源监控电路来保证系统的稳定性。为了保证不丢失
15、数据，需要有掉电保护电路，掉电保护电路在监控到系统供电电源低于阈值时，产生掉电中断，通知STM32将内存中需保存的数据写入到FLASH中，同时将系统电源切换到备用电源，STM32进入睡眠模式，只有片上实时时钟模块的内核正常工作，降低系统功耗。6STM32 芯片内部自带实时时钟模块，通过外接32.798kHz 的晶振，可产生准确的1秒定时，时钟模块的内部有一个32 位的寄存器，通过计数器累加，最长可记录136年的时间信息。 本设计中的系统主要由微处理器模块，图像采集模块，电源模块，SD卡存储模块四个模块组成。本设计中的汽车行驶记录仪系统的整体设计框图如图2.1所示。图2.1系统框图2.3 系统各模块的选型2.3.1 系统主控芯片的选型汽车行驶记录仪以STM32
