PIC-mikrokontrolleril põhineva sõidukile paigaldatava infrapuna öövaatlusseadme disain
Seoses autoturu kiire arenguga ja turvateadlikkuse suurenemisega on inimestel järjest kõrgemad nõuded autode ohutuskaitsetehnoloogiale. Mitte kaugel on halva mõju puuduseks üks autojuhtimise ohutusriske. Tõsisem on aga see, et öösel sõites häirivad juhti enamasti vastaspoole sõiduki tuled ja ta ilmub pimedasse nurga alla, mis on altid liiklusõnnetustele. Öönägemissüsteem võib aidata juhil pimedas navigeerida, et juht näeks selgelt sõidukeskkonda nii valguses kui ka pimedas. Seetõttu on lihtsa struktuuri, stabiilse jõudluse, hea töökindluse ja tugeva kasutatavusega mootorsõidukite infrapuna-öise nägemise süsteemi väljatöötamisel olulised tururakendused.
1 Süsteemi üldine disain
1) Süsteemi põhimõte
Erinevate tööpõhimõtete järgi jagunevad infrapuna-öise nägemise süsteemid passiivseteks infrapuna-öise nägemise süsteemideks ja aktiivseteks infrapuna-öise nägemise süsteemideks. Aktiivne infrapuna-öise nägemise süsteem kasutab endas kaasas olevat infrapunavalgusallikat sihtmärgi aktiivseks valgustamiseks ning optilise süsteemi objektiivi lääts võtab vastu sihtmärgilt peegelduva infrapunakiirguse ja moodustab sihtmärgi kiirgusest infrapunakujutise fotokatoodi pinnal. infrapuna kujutise toru. Pilti muutev toru teostab sihtmärgi infrapunapildil spektraalset teisendust ja heleduse suurendamist ning lõpuks kuvab sihtmärgi nähtava valguse kujutise fluorestsentsekraanil ning inimsilm saab vaadelda täiustatud sihtmärgi kujutist läbi okulaari. Arvestades kasutuse vastupidavust, ökonoomsuse ratsionaalsust, seadme mitmekülgsust jms, valib enamik neist sõidukile monteeritavaks süsteemiks aktiivse infrapuna öövaatlussüsteemi.
Funktsionaalsete eesmärkide ja disaininõuete kohaselt koosneb süsteem peamiselt infrapunavalgustusest, videotöötlussüsteemist ja sõiduki ekraanist.
2) Riistvara disain
(1) Kaamera valik
Videokaamerat nimetatakse ka kaamerapeaks või CCD-ks. See võib muuta valguse elektrilaenguteks ning salvestada ja edastada elektrilaenguid. Samuti võib see pinge muutmiseks välja võtta salvestatud elektrilaenguid. See on ideaalne pildistamiselement. Selle tööpõhimõte on järgmine: kaamera objektilt peegeldunud valgus levib objektiivile ja seejärel teravustab läbi objektiivi CCD-kiibile. CCD akumuleerib vastava laengu vastavalt valguse intensiivsusele ja pärast perioodilist tühjenemist genereerib pilti kujutava elektrisignaali. Pärast filtreerimist ja võimendustöötlust väljastatakse kaamera väljundterminali kaudu standardne komposiitvideosignaal. Siin valige kaameraks WAT{0}}H2 kaamera. Selle eelisteks on hea kaameraefekt, lihtne hooldus ja majanduslik kasu.
(2) Infrapunakiirguse osa projekteerimine
Valguskiirguriks on valitud kaug-infrapuna laser. See on lasersaatja, millel on hea monokromaatilisus, kontsentreeritud kiir, väike suurus, pikk kasutusiga ja kõrge elektro-optilise muundamise efektiivsus. See koosneb fiibersidestatud pooljuhtlaserist, ajamiahelast, temperatuuri reguleerimise ahelast ja kiirt kujundavast läätsest. Põhiosa on ajami vooluahela disain. Draiveri kiibiks on valitud DD312. See on ühe kanaliga konstantse vooluga draiveri kiip, mis on spetsiaalselt loodud suure võimsusega LED-ide jaoks. Käsusignaal lisatakse optroni kaudu DD312 lubamisotsale, et juhtida laseri lülitit.
(3) Toitemooduli projekteerimine
Süsteemis vajavad ekraan, mikrokontroller, MAX487 sidekiip, CCD-kaamera ja lasersaatja ajamiahel kõik toiteallikat. Nende hulgas vajavad ühe kiibiga mikroarvuti ja DD312 draiverikiip suhteliselt stabiilset toitepinget, väikest pulsatsiooni ja väikseid elektromagnetilisi häireid. LM2576 moodulit kasutatakse mikrokontrolleri ja DD312 draiveri kiibi reguleeritud toiteallika pakkumiseks (joonis 2). MAX4877 kiibil on suhteliselt kõrge tööpinge ja suhteliselt lai ulatus ning selle toiteallikaks kasutatakse NW1-05S05S võimsuse muundamise moodulit.
(4) Juhtimissüsteemi projekteerimine
Süsteemi juhtimiskiipidena kasutatakse kahte ühekiibist mikroarvutit PIC16F877A ja PIC16F876A ning kogu juhtimissüsteem on ühtlasi ka väike ülekandesüsteem. Nende hulgas kasutatakse PIC16F877A ühe kiibiga mikroarvutit edastussüsteemi esialgse otsana, mis vastutab andmete kogumise ja "mälu" nupu eest; Max487 kiip on sidekiip, mis vastutab signaalide vastuvõtmise ja edastamise eest. Ühe kiibiga mikroarvutit PIC 16F876A kasutatakse ülekandesüsteemi vastuvõtuotsana mootori pöörlemise juhtimiseks.
①Esialgne lõpp
Selle osa tuum on PIC16F877A mikrokontroller. See on 8-bitine ühe kiibiga mikroarvuti, mida toodab Ameerika Ühendriikide Microchip Corporation. Sellel on ainulaadne RISC-struktuur, Harvardi siini struktuur, milles andmesiin ja käsusiin on eraldatud. See ühendab iga lõppseadme, vastab peamise juhtarvuti saadetud päringukäsule ja tagastab põhijuhtarvutile testitava seadme olekuteabe. Ühekiibilise arvuti I/O port on vajaliku olekuinfo saamiseks ühendatud testitava seadme terminaliga. Ahel on jagatud kolmeks osaks: andmehõiveahel (joonis 3), LED-ekraani ahel ja nupuahel.
Ühekiibilise mikroarvuti 2 viiku on väliselt ühendatud temperatuurianduriga, mis edastab süsteemi reaalajas temperatuurimuutuse signaali ühekiibilisele mikroarvutile; 3 ~ 7 viiku on väliselt ühendatud LED-ekraani vooluringiga, kui kontakti madala taseme signaal on ühendatud, süttib vastav LED; 8, 9 kontakti on laseri oleku tuvastamiseks väliselt ühendatud laserajamiga; 19 kontakti on ühendatud välise pooljuhtjahutiga, et koguda teavet ja otsustada, kas pooljuhtjahuti tööle panna; 22, 25 ja 26 kontakti on ühendatud sideahelaga signaalide edastamiseks põhijuhtkiibile; 27–40 kontakti on panoraam/kallutamine ja objektiivi klahvi tuvastamise signaal, kui operaator vajutab paneelil olevat klahvi, võtab ühe kiibiga mikroarvuti nende portide kaudu vastu võtmesignaali ja saadab teabe põhijuhtkiibile. sideahel ning peamine juhtkiip analüüsib ja juhib pärast signaali vastuvõtmist. vastav käsk.
② Sideahel
Sideahel ühendab ülekandesüsteemi algotsa ja vastuvõtuotsa ning selle põhiülesanne on signaali vastuvõtmine ja edastamine. See kasutab Max487 kiipi, mis on väikese võimsusega pooldupleksne transiiver sidepidamiseks ning integreerib draiveri ja vastuvõtja. Esialgne ots kodeerib signaali kõigepealt ja vastuvõttev ots dekodeerib signaali. Samal ajal isoleeritakse vooluahel häirete kõrvaldamiseks optroni abil.
