2 系统设计及单元电路选型
2.1系统总体结构设计
本设计是基于STM32车辆安全监测状态系统设计的研制。通过STM32单片机进行数据处理，使用颜色传感器识别 红绿灯颜色，并由语言模块做出温馨的语音提示，通过超声波传感器检测与前方车辆以及其他障碍物的距离，当距 离较近时，同样会给出语音提示，通过压力传感器检测车辆是否发生碰撞，当车辆发生碰撞时，在ESP8266WIFI模块 与手机链接的情况下，通过GSM模块及时自动打电话到指定的手机进行报警通知，在紧急状况下可以主动打电话到指 定手机求助，并且可以在手机APP查看车辆行驶状况，比如记录车辆碰撞次数。基于STM32车辆安全监测状态系统设 计系统设计框图如图1所示：
图1 基于STM32车辆安全监测状态系统设计系统设计框图
3 硬件系统设计
3.1 单片机系统接口电路设计
依据前面各个模块的选择， 我本次设计使用的是STM32F103C8T6单片机作为设计的主控单片机，该单片机系统电 路较为简单，仅仅需要一个晶振即可让单片机工作，而晶振起振需要并联上两个完全相同的22PF电容，本设计使用 的是开源STM32F103C8T6模块，该模块是一个最小系统，将所有引脚留出供开发者使用，在本设计电路板上给该开源 模块留出了接口，单片机模块接口电路如图2所示。
图2 STM32F103C8T6单片机接口电路设计
3.2 颜色传感器电路设计
本设计采用HW-067颜色传感器识别红绿灯颜色，HW-067颜色传感器使用简单，其有4根信号引脚，2根电源线引 脚，VCC和GED引脚， 共8根引脚，其中电源引脚的VCC和单片机的VCC引脚相连接，电源的GN引脚D和单片机的GND引脚 连接，其余的信号引脚与单片机的普通IO口一一对应，具体的颜色传感器接口电路图如图3所示。
图3 温度传感器电路设计图
3.6压力传感器电路设计
为设计提供压力检测的压力传感器可以算是本设计的核心元件之一，本设计采用电阻应变式压力传感器，该传 感器的工作原理是将外界所产生的的压力转化成一种可供内部检测的电信号，进而通过对电信号的检测，来判断外界是否受到压力。通过外界是否产生压力来判断车辆是否发生碰撞。如图7所示。
图7 压力传感器工作原理图
4 软件系统设计
4.1软件框架设计
本设计是基于STM32车辆安全监测状态系统设计的研制。通过STM32单片机进行数据处理，使用颜色传感器识别 红绿灯颜色，并由语言模块做出温馨的语音提示，通过超声波传感器检测与前方车辆以及其他障碍物的距离，当距 离较近时，同样会给出语音提示，通过压力传感器检测车辆是否发生碰撞，当车辆发生碰撞时，在ESP8266WIFI模块 与手机链接的情况下，通过GSM模块及时自动打电话到指定的手机进行报警通知，在紧急状况下可以主动打电话到指 定手机求助，并且可以在手机APP查看车辆行驶状况，比如记录车辆碰撞次数。
4.2程序模块设计
4.2.1 OLED液晶程序设计
本设计采用OLED液晶显示屏显示红路灯颜色、与前方障碍物之间的距离、压力数据，程序运行时，如果液晶屏 刷新过于频繁，会占用过多单片机资源，因此给OLED液晶显示屏开启了一个1秒定时器用于刷新，1s结束时， 则OLED 液晶屏开始刷新，具体的OLED液晶显示屏显示流程图如图9所示。
图9 OLED显示流程图
5 系统运行与调试
5.1系统总体测试
通过很长一段时间对PCB原理图，各硬件之间的连接以及程序的的设计，再将各个硬件电路焊接在一起，基于 STM32车辆安全监测状态系统设计最终制作完成，为了验证完成之后的功能都是否能正常实现，以及最终的功能是否 符合最初的设计要求，我对实物进行进一步的程序调试，基于STM32车辆安全监测状态系统设计整体效果图如果12所 示。
图12 基于STM32车辆安全监测状态系统设计
从上面基于STM32车辆安全监测状态系统设计实物图可以看到，整个系统由许多部分焊接而成，其中包括 STM32F1单片机、超声波传感器、压力传感器、语音播报模块、颜色传感器、GSM模块、WIFI模块、OLED显示屏以及 按键。多个部分组合在一起构成了整个基于STM32车辆安全监测状态系统设计。
结 论
本设计经历了电路设计，PCB设计，打板，焊接，调试等一系列过程，基本实现以下功能：
(1)通过STM32单片机进行数据处理
(2)使用颜色传感器识别红绿灯颜色，并由语言模块做出温馨的语音提示
(3)通过超声波传感器检测与前车或者其他障碍物之间的距离
(4)通过压力传感器检测车辆是否发生碰撞
(5)通过ESP8266WIFI模块与手机链接
(6)通过GSM模块及时自动打电话到指定的手机进行报警通知
(7)在紧急状况下可以主动打电话到指定手机求助
(8)可以在手机APP查看车辆行驶状况，比如记录车辆碰撞次数。
经过本次设计，我又一次温习了之前学过的许多专业知识，当然也学到了许多在之前并不太了解的知识，例如 一些传感器的工作原理以及与单片机之间如何进行连接。此次设计，不仅锻炼了我独立思考的能力，还锻炼了我的 动手能力。当然在设计PCB图和各个传感器的原理以及流程图时也发现了自身存在的很多不足，尤其是单片机的定时 器和各个串口程序的编写还不够熟练，导致整个设计过程和后期的调试过程中都出现了很多本来不应该出现的问 题，这使我在整个实物制作过程中浪费了很多时间。
总的来说，这次设计让我学习到了很多之前不知道或者不太了解的知识，比如各种传感器原理图方面的知识， STM32单片机的编程知识。最让我感受深刻的是在整个设计过程中遇到问题之后那种仔细研究，发现问题到解决问题 的过程，这种乐于研究，刻苦钻研的精神让我真正的体会到了独立自主完成一件事的意义。
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