1、8 0 M i c r o c o n t r o l l e r s&E m b e d d e d S y s t e m s 2 0 2 3年第4期w w w.m e s n e t.c o m.c n M b e d和树莓派平台的行车记录仪教学应用*戴迎珺,王渊明,夏文峰(浙江万里学院 文献与信息中心,宁波3 1 5 1 0 0)*基金项目:浙江省高校实验室工作研究项目(Y B 2 0 2 1 5 6)。摘要:设计了一种基于M b e d和树莓派平台的行车记录仪。该行车记录仪能够实现连续传输、保存视频并在事故发生时发出警报,可有效监控行车过程中的一切信息,稳定可靠,可用于一些嵌入式系统
2、的车模、遥控车等应用教学实验。该行车记录仪的开发验证了M b e d平台易于开发和高效便捷的特性,使学生更有兴趣学习单片机开发。关键词:行车记录仪;M b e d;树莓派;L P C 1 7 6 8中图分类号:T P 3 6 8.1 文献标识码:AT e a c h i n g A p p l i c a t i o n o f D a s h C a m B a s e d o n M b e d a n d R a s p b e r r y P i P l a t f o r mD a i Y i n g j u n,W a n g Y u a n m i n g,X i a W e n
3、 f e n g(D o c u m e n t a t i o n a n d I n f o r m a t i o n C e n t e r,Z h e j i a n g W a n l i U n i v e r s i t y,N i n g b o 3 1 5 1 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:A d a s h c a m i s d e s i g n e d b a s e d o n M b e d a n d R a s p b e r r y P i P l a t f o r m.T h e d a s h c a m c a n a
4、 c h i e v e c o n t i n u o u s t r a n s m i s s i o n,s a v e v i d e o a n d w a r n w h e n a c c i d e n t h a p p e n s.I t a l s o c a n a c t i v e l y a n d s t e a d i l y m o n i t o r i n f o r m a t i o n o f t h e v e h i c l e.T h e d a s h c a m c a n b e a p p l i e d o n s o m e e
5、 m b e d d e d s y s t e m c a r m o d e l s,r e m o t e c o n t r o l c a r a n d o t h e r a p p l i c a t i o n t e a c h i n g e x p e r i m e n t s.D e v e l o p m e n t o f t h e d a s h c a m s h o w s t h e M b e d p l a t f o r m h a s t h e c h a r a c t e r o f e a s y a n d e f f i c i e
6、 n t t o d e v e l o p,w h i c h m a k e s s t u d e n t s h a v e m o r e i n t e r e s t i n g i n s i n g l e-c h i p c o m p u t e r d e v e l o p.K e y w o r d s:d a s h c a m;M b e d;R a s p b e r r y P i;L P C 1 7 6 8图1 系统框架图0 引 言本文使用 D I P 开关判定汽车是开启还是关闭。当汽车熄火时,行车记录仪将通过加速度计来判断是否有轻微加速(即汽车在停车时受
7、到轻微撞击)或通过激光雷达检测是否有物体靠近,若有此类事件发生,则播放提示声音,M b e d检测并跟踪这些事件和更新L C D,并向 R a s p b e r r y P i发送信号以保存几秒钟的视频;当汽车启动时,激光雷达被禁用,当发生大的加速度时(如发生事故或硬刹车),记录交通事故并播放提示声音,更新事件编号和L C D,并向树莓派发送信号以保存 视 频。为 了 达 到 这 个 效 果,本 文 选 用L P C 1 7 6 8 M b e d、R a s p b e r r y P i 4等组件来实现行车记录仪的原型快速开发1-2。具体系统框架见图1。1 硬件设计1.1 组 件本方案主
8、要由L P C 1 7 6 8 M b e d、R a s p b e r r y P i 4主要部件组 成,另 外 加 上 树 莓 派 摄 像 头 模 块(R a s p b e r r y P i C a m e r a M o d u l e V 2)、扬声器、距离传感器(L I D A R T O F D i s t a n c e S e n s o r)、加速度计(MMA 8 4 5 2 A c c e l e r o m e t e r)等组件。1.2 M b e dM b e d3-4是A RM公 司 提 供 的 一 套 用 于 快 速 开 发A RM架构单片机应用原型的工具集
9、,包括免费的软件库 敬请登录网站在线投稿(t o u g a o.m e s n e t.c o m.c n)2 0 2 3年第4期 8 1 (S o f t w a r e D e v e l o p m e n t K i t,S D K)、硬件设计参考(H a r d-w a r e D e v e l o p m e n t K i t,HD K)和基于W e b的在线编译环境(M b e d C o m p i l e r)三部分。由于M b e d的代码和大部分硬件设计都是以开源方式提供给开发者,再加上它面向的A RM系列单片机具有较高的性价比和广泛的应用基础,所以M b e d一
10、推出就吸引了开发者的关注。随着各个厂商对M b e d的支持力度加大,基于M b e d的开发平台、扩展模块和开发包也得到了很好的扩展和丰富。M b e d S D K是一个面向C/C+的单片机软件开发框架,它建立在大量工程师开发的代码之上,可以让我们快速地开发各种基于A RM的单片机应用项目。N X P和a r m 公司在嵌入式系统大会上共同发布了M b e d.o r g和M b e d微控制器快速原型建立工具及基于A r m C o r t e xM 3处理器的N X P L P C 1 7 6 8的硬件和软件支持,使得尖端的微控制器技术能够被广泛的用户获得。本设计中也采用了L P C
11、1 7 6 8。1.3 树莓派(R a s p b e r r y P i 4)R a s p b e r r y P i 45-6是一款基于A RM的微型电脑主板,见图2,其系统基于L i n u x,以S D/M i c r o S D卡为内存硬盘,可连接键盘、鼠标和网线,同时拥有HDM I高清视频输出接口,具备所有P C的基本功能,所以树莓派可靠性及实用性相对较强,可以应对很多功能。图2 R a s p b e r r y P i 4及G P I O的分布图本设计中采用的R a s p b e r r y P i 4搭载了博通B C M 2 7 1 1 S o C处理器,从C P U、工
12、艺、G P U、多媒体、有线网络及接口等各个方面均比3代B+型升级不少。2 软件设计2.1 系统程序流程树莓派使用P y t h o n语言进行编写,先配置好树莓派的环境,安装树莓派所使用的系统,接着使用P y t h o n P i c a m e r a模块加载d a s h c a m.p y,将 C+代码导入M b e d,连接所有相关模块,启动 L P C 1 7 6 8 M b e d。2.2 树莓派的环境配置和系统安装找到需要用到的树莓派系统,这里选用的是树莓派官方所提供的系统R a s p b i a n。接着进行系统初始化:先格式化S D卡,打开S S H和VN C远程桌面服
13、务及摄像头服务,配置 好W i F i设 置:用 记 事 本 打 开w p a_s u p p l i c a n t.c o n f文件,修改文件内容,填写好W i F i名称和密码,详见图3。图3 树莓派W i F i配置然后把修改好的c o n f文件复制到树莓派系统的根目录,即完成W i F i配置。s s h连接:点击p u t t y.e x e,输入树莓派的i p,连接上树莓派;双击w i n s c p.e x e,按提示安装,可完成w i n和树莓派文件互传。打开t e r m i n a l,输入如下代码进行系统与软件更新并安装p i c a m e r a:s u d o
14、 a p t-g e t u p d a t es u d o a p t-g e t i n s t a l l p y t h o n-p i c a m e r a p y t h o n 3-p i c a m e r a2.3 使用P y t h o n P i c a m e r a9模块加载d a s h c a m.p y d a s h c a m.p y部分代码如下:i m p o r t R P i.G P I O a s G P I Oi m p o r t t i m ei m p o r t i oi m p o r t r a n d o mi m p o r t
15、 p i c a m e r ai m p o r t s e r i a lf r o m t i m e i m p o r t s l e e pG P I O.s e t w a r n i n g s(F a l s e)G P I O.s e t m o d e(G P I O.B CM)C=p i c a m e r a.P i C a m e r a(r e s o l u t i o n=(6 4 0,4 8 0)s t r e a m=p i c a m e r a.P i C a m e r a C i r c u l a r I O(C,s e c o n d s=1
16、0)C.r o t a t i o n=1 8 0G P I O.s e t u p(4,G P I O.I N,G P I O.P UD U P)8 2 M i c r o c o n t r o l l e r s&E m b e d d e d S y s t e m s 2 0 2 3年第4期w w w.m e s n e t.c o m.c n G P I O.s e t u p(1 7,G P I O.I N,G P I O.P UD_U P)G P I O.s e t u p(2 7,G P I O.OUT)d e f m o t i o n_d e t e c t e d():i f G P I O.i n p u t(4)=0:r e t u r n 12.4 把C+代码1 0导入M b e d后启动L P C 1 7 6 8 M b e d 主程序部分代码如下:#i n c l u d e m b e d.h#i n c l u d e r t o s.h#i n c l u d e u L C D 4 D G L.h#i n c l u d e MMA 8 4 5
