本文選題：擴頻通信 + STM32單片機��； 參考：《成都理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著汽車工業(yè)越來越緊密的貼近人們的生活,技術(shù)也愈來愈先進(jìn),車載控制系統(tǒng)、GPS、車載收音機以及車載藍(lán)牙等電子設(shè)備已經(jīng)成為一輛車的標(biāo)準(zhǔn)配置。路況信息和汽車電子系統(tǒng)的結(jié)合近幾年也開始向?qū)嶋H應(yīng)用發(fā)展,車載系統(tǒng)大多是嵌入式系統(tǒng),它們各自有特定的功能,包括監(jiān)視、輔助等。嵌入式系統(tǒng)在弱電領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛而且多樣,嵌入式的概念里說明了它是為某種特定應(yīng)用而設(shè)計的,本系統(tǒng)就是為路況提示而開發(fā)的系統(tǒng)。系統(tǒng)運用到了電子電路、計算機技術(shù)、信號處理、軟件開發(fā)等學(xué)科知識,這些學(xué)科的發(fā)展,為路況提示系統(tǒng)的開發(fā)提供理論依據(jù)。安全是每個司機駕駛時考慮的第一要素,觀察行車環(huán)境和了解路況信息對安全駕駛來說至關(guān)重要,特別是對于車隊行車,領(lǐng)頭的駕駛員所發(fā)出的信息會影響整個車隊的行車安全。目前來說車隊大多使用對講機來進(jìn)行信息交流,但存在串臺或者頻帶占用的情況,只要其中一臺使用信道,那么其余對講機就不能使用,是半雙工的工作模式,這會影響頭車播報路況和行車信息。針對這一問題,提出了基于擴頻通信的路況提示系統(tǒng),主要對山區(qū)行車和高速行車進(jìn)行路況播報,除了提示路況信息,還能傳輸駕駛員命令與請求,最大可能涵蓋行車過程中遇到的各種問題。系統(tǒng)以按鍵模式觸發(fā)信息發(fā)送,免去單手掌握方向盤的不安全因素,也避免駕駛員注意力分散的情況。路況提示系統(tǒng)采用LoRa擴頻通信技術(shù)進(jìn)行無線傳輸,LoRa技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)于2013年發(fā)布,其應(yīng)用目標(biāo)直指物聯(lián)網(wǎng)方案。LoRa不同于直接擴頻系統(tǒng)和跳頻系統(tǒng)需要插入偽隨機碼(PN碼)來擴展頻帶,而是通過線性調(diào)頻信號頻率隨時間變化的特點,將一個單一頻率的信號擴展,使能量分散到更廣泛的頻段。而目前市面上的LoRa無線芯片大多采用SemTech公司提供的射頻芯片,型號為SX1276和SX1278。所以本系統(tǒng)選用的無線傳輸模塊是搭載了SX1278的AS62-DUT2模塊。傳輸頻率為免申請頻率段410MHz-441MHz,,傳輸有效距離為3km,因為其超高的靈敏度和超強信噪比,信號抗干擾能力強于其他擴頻通信。本文所研究的是LoRa擴頻技術(shù)在車載產(chǎn)品中的應(yīng)用,以STM32為核心微處理器,完成了對系統(tǒng)的搭建。電路圖的設(shè)計主要依靠電路設(shè)計軟件Altium Designe 10來完成,而軟件設(shè)計與調(diào)試工作在KEIL MDK平臺中完成。主要的研究工作如下:首先確定系統(tǒng)方案,采用無線方式傳輸數(shù)據(jù),制定了外圍模塊。數(shù)據(jù)傳輸方面選擇了數(shù)據(jù)傳輸模塊AS62-DUT2,數(shù)據(jù)存儲方面使用SD卡,同時開發(fā)板還外接一個語音播放模塊用作語音提示。其次,設(shè)計硬件模塊與開發(fā)板的接口,數(shù)據(jù)傳輸模塊通過串口與開發(fā)板上的MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,MCU通過SPI通信模式連接SD卡。在接收端沒有設(shè)置SD卡,接收端傳輸給發(fā)送端的信息會記錄在發(fā)送端的SD卡中。而語音播放模塊通過IO口擴展連接MCU,按鍵系統(tǒng)是MCU的IO口直接控制,都是低電平有效。整個系統(tǒng)的流程就是駕駛員根據(jù)行車環(huán)境選擇模式,通過按鍵發(fā)送路況或者命令,這些信息通過串口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸模塊,由天線發(fā)送出去,接收端通過識別接收到的數(shù)據(jù)判斷該將低電平傳輸給哪一個IO口,從而播放對應(yīng)的語音提示。最后是系統(tǒng)的軟件設(shè)計工作,發(fā)送端與接收端的流程不同,其他包括系統(tǒng)模塊初始化,實時時鐘,DMA配置等。發(fā)送端硬件設(shè)置了SD卡,當(dāng)中還要植入FATFS文件系統(tǒng),避免難以記錄有效數(shù)據(jù)位置和無法確定SD卡剩余空間。主程序主要完成數(shù)據(jù)發(fā)送和接收工作,發(fā)送數(shù)據(jù)通過按鍵識別來完成,接收端通過設(shè)置串口中斷來實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收。只是接收端的主流程里沒有寫入SD卡這一項。發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)和接收端的請求都會通過SPI接口寫入SD卡,以當(dāng)日的日期為文件名,記錄當(dāng)天的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收的信息。測試結(jié)果表明,STM32豐富的外設(shè)使系統(tǒng)設(shè)計簡便,通過軟件設(shè)置,實現(xiàn)了在“高速模式”下的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送功能,并成功的將發(fā)送端的發(fā)出的信息寫入到SD卡中。測試過程中發(fā)送端與接收端相距3km以上,也驗證了數(shù)據(jù)傳輸模塊準(zhǔn)確而高效的信息傳輸功能。由此表明,該系統(tǒng)具有廣泛的實際應(yīng)用意義,能為安全駕駛提供保障。
[Abstract]:This system uses LoRa spread spectrum communication technology to carry out wireless transmission . The system uses LoRa spread spectrum communication technology for wireless transmission . The system is a half - duplex operation mode . The main research work is as follows : firstly , the system scheme is determined , the data is transmitted through the wireless mode , and the peripheral module is established . The data transmission module is connected with the data transmission module through the serial port , and the data transmission module is connected with the SD card through the serial port .

【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U463.6;TN914.42

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1738180