基于CAN的防疲劳驾驶系统监控平台的设计与实现

摘要

随着经济的发展,机动车辆越来越多,调查表明疲劳驾驶是导致交通事故的主要原因之一,目前防疲劳驾驶系统的研究已成为汽车安全领域研究的重要课题。本文设计的防疲劳驾驶系统监控平台成功的实现了疲劳状态的实时监控,当监控到疲劳驾驶时,通过分级报警的方式,达到了疲劳警示的目的。
　　 本文主要研究了基于CAN(Control Area Network)的防疲劳驾驶系统监控平台的设计与实现。首先,运用CAN总线技术构建了车载网络数据传输模型,在硬件选择方面,为了灵活地连接各种数据采集设备,提出了嵌入式前端机接口的概念,并选用AnyCAN模块完成了数据的实时采集。其次,为了解决CAN网络和上位机的数据通信问题,本文设计了三种上位机数据采集方案,并根据系统需求选择了基于USB-CAN的采集方案,利用iCAN协议完成了网络的数据通信。另外,本文为了实现分级报警的目的,设计了疲劳状态的编码方案。最后,在软件设计方面利用面向对象的思想将系统按功能进行了划分,以VC++6.0为开发平台,综合运用MFC、动态链接库、多线程、定时器、XML,等技术完成了各个模块功能的实现。本系统主要实现了车载网络的网络管理、网络通信、数据解析、数据动态显示、数据存储和疲劳报警等功能。
　　 论文首先介绍了防疲劳驾驶系统的研究现状,阐述了车载网络的相关技术。其次,根据系统分析提出了系统的总体设计方案。接着,本文重点研究了监控平台软件的设计与实现,并详细说明了各个模块的实现原理和程序流程。最后,在构建的实验环境下对本系统进行了相关的测试,测试表明本系统运行稳定,数据采集完整准确,达到了预期的效果。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外防疲劳驾驶系统研究现状

1.3 目前研究存在的问题

1.4 本文研究的内容及论文结构

第2章 车载网络与CAN总线技术

2.1 车载网络技术应用现状

2.2 选用CAN总线的原因

2.3 CAN总线技术介绍

2.3.1 CAN总线概述和特点

2.3.2 CAN网络层次结构

2.3.3 CAN报文类型

2.3.4 CAN总线工作原理

2.4 CAN总线应用层协议

2.4.1 iCAN简介

2.4.2 iCAN协议规范

2.5 CAN总线系统的结构原理

2.6 本章小结

第3章 系统分析

3.1 系统分析

3.2 系统功能需求

3.3 系统非功能需求

3.4 系统实现方法

3.5 系统开发平台

3.6 本章小结

第4章 系统设计

4.1 系统总体设计

4.1.1 车载CAN网络数据传输模型设计

4.1.2 疲劳报警方案设计

4.1.3 数据采集方案设计

4.2 硬件选择

4.2.1 主站CAN接口卡选择

4.2.2 从站设备选择

4.2.3 从站底板设计

4.3 系统软件设计

4.3.1 协议解析

4.3.2 网络管理方案

4.3.3 通信控制流程

4.4 系统功能划分

4.5 本章小结

第5章 系统实现

5.1 用户界面模块实现

5.1.1 欢迎界面模块

5.1.2 主站设置界面模块

5.1.3 启动监控系统界面模块

5.2 网络管理模块实现

5.2.1 网络初始化模块

5.2.2 网络通信模块

5.2.3 从站添加/删除模块

5.2.4 从站错误管理模块

5.3 数据管理模块实现

5.3.1 数据解析模块

5.3.2 数据显示模块

5.3.3 数据存储模块

5.4 报警模块实现

5.5 本章小结

第6章 系统测试

6.1 测试环境

6.1.1 实验设备

6.1.2 环境组建

6.1.3 运行界面

6.2 系统测试

6.2.1 硬件测试

6.2.2 软件测试

6.3 系统测试结果

6.3.1 硬件测试结果

6.3.2 软件测试结果

6.4 本章小结

第7章 总结与展望

7.1 总结

7.2 未来工作及展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文和参加的项目