基于ARM的新型行車記錄儀的研究與設(shè)計(jì)的中期報(bào)告

基于ARM的新型行車記錄儀的研究與設(shè)計(jì)的中期報(bào)告【摘要】本文基于ARM處理器的新型行車記錄儀進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)，并從產(chǎn)品定位、主要性能指標(biāo)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了闡述。針對(duì)該行車記錄儀，本文提出了一種基于CAN總線技術(shù)的數(shù)據(jù)采集與處理方案，并對(duì)該方案的可行性進(jìn)行了分析。同時(shí)，本文還對(duì)該行車記錄儀的主要軟件功能進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并提出了相應(yīng)的測(cè)試方案。最后，本文對(duì)下一步工作進(jìn)行了展望。【關(guān)鍵詞】ARM處理器；行車記錄儀；CAN總線技術(shù)；數(shù)據(jù)采集與處理；軟件設(shè)計(jì)；測(cè)試方案一、產(chǎn)品定位行車記錄儀是一種可以記錄車輛行駛過(guò)程中的視頻、圖像、聲音等數(shù)據(jù)的裝置，廣泛應(yīng)用于車輛安全管理、車輛保險(xiǎn)理賠和交通事故調(diào)查等領(lǐng)域。本文的研究與設(shè)計(jì)基于ARM處理器，旨在開(kāi)發(fā)一種體積小巧、功耗低、高性能的行車記錄儀，具有較高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。二、主要性能指標(biāo)1.視頻采集分辨率：最高支持1080P2.視頻幀率：最高支持30fps3.存儲(chǔ)容量：最大支持128GB4.電源輸入：12-24V5.接口類型：USB2.0、CAN總線三、硬件設(shè)計(jì)1.硬件平臺(tái)選型本文選擇ARMCortex-A9處理器作為主控芯片，在支持高性能的同時(shí)，具有較低的功耗。同時(shí)，采用高速DDR3內(nèi)存和低功耗eMMC存儲(chǔ)器，進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能和存儲(chǔ)容量。2.電源管理設(shè)計(jì)本文采用DC/DC降壓穩(wěn)壓芯片實(shí)現(xiàn)12-24V的輸入電壓穩(wěn)定在5V，通過(guò)GPIO控制電源開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)斷電保護(hù)。3.視頻采集設(shè)計(jì)本文選用了一款高清晰度的CMOS圖像傳感器，采用MIPI接口與主控芯片相連。通過(guò)調(diào)節(jié)傳感器的曝光時(shí)間、增益等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同光照條件下的良好圖像采集效果。4.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)本文采用eMMC存儲(chǔ)器作為主存儲(chǔ)介質(zhì)，并同時(shí)支持SD卡擴(kuò)展，最大支持128GB的存儲(chǔ)容量。5.數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)本文支持USB2.0和CAN總線接口，USB2.0接口主要用于數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備控制，CAN總線接口主要用于數(shù)據(jù)采集和控制信號(hào)傳輸?shù)?。四、軟件設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化包括主控芯片的外設(shè)初始化、存儲(chǔ)器的初始化、系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置等。本文采用U-boot作為啟動(dòng)加載程序，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)引導(dǎo)、系統(tǒng)內(nèi)核初始化等功能。2.數(shù)據(jù)采集與處理本文采用CAN總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理，從車輛的CAN總線中獲取車輛數(shù)據(jù)，包括車速、油門(mén)開(kāi)度、剎車開(kāi)關(guān)、雨刷變速器等信息，并根據(jù)預(yù)設(shè)的參數(shù)進(jìn)行處理，例如車速超過(guò)某個(gè)臨界值，記錄當(dāng)前視頻幀，生成一條報(bào)警信息等。3.視頻編碼與存儲(chǔ)本文采用H.264編碼算法，對(duì)采集到的視頻進(jìn)行編碼，并存儲(chǔ)到eMMC存儲(chǔ)器或SD卡中。同時(shí)，為了減小存儲(chǔ)容量，本文采用了一些視頻壓縮算法，例如運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、背景分割等。4.數(shù)據(jù)傳輸與控制本文支持USB2.0和CAN總線接口，通過(guò)這些接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備控制。例如通過(guò)USB2.0接口將存儲(chǔ)的視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，進(jìn)行后續(xù)的分析和處理等。五、測(cè)試方案本文提出了一種行車記錄儀的測(cè)試方案，包括數(shù)據(jù)采集與處理測(cè)試、視頻編碼與存儲(chǔ)測(cè)試、數(shù)據(jù)傳輸與控制測(cè)試等。測(cè)試方案包括測(cè)試環(huán)境、測(cè)試用例和測(cè)試數(shù)據(jù)等內(nèi)容，并在實(shí)際場(chǎng)景下進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證。六、下一步工作1.改進(jìn)視頻采集算法，提高視頻采集的質(zhì)量和穩(wěn)定性。2.增加GPS模塊，實(shí)現(xiàn)車輛行駛軌跡的