Design av en fordonsmonterad infraröd mörkerseendeenhet baserad på PIC-mikrokontroller
Med den snabba utvecklingen av bilmarknaden och den ökande medvetenheten om säkerhet, har människor högre och högre krav på bilsäkerhetsskyddsteknik. Inte långt borta blir nackdelen med dålig effekt en av säkerhetsriskerna med bilkörning. Vad som är allvarligare är att när man kör på natten kommer föraren vanligtvis att störas av ljusen på den andra sidans fordon och dyka upp i en död vinkel, som är benägen för trafikolyckor. Night vision-systemet kan hjälpa föraren att navigera i mörkret, så att föraren kan se förarmiljön tydligt i både ljusa och mörka situationer. Därför har utvecklingen av ett infrarött nattseendesystem för bilar med enkel struktur, stabil prestanda, god tillförlitlighet och stark tillämpbarhet viktiga marknadstillämpningsmöjligheter.
1 Övergripande systemdesign
1) Systemprincip
Enligt olika arbetsprinciper är infraröda nattseendesystem uppdelade i passiva infraröda nattseendesystem och aktiva infraröda nattseendesystem. Det aktiva infraröda mörkerseendesystemet använder den infraröda ljuskällan det bär för att aktivt belysa målet, och objektivlinsen i det optiska systemet tar emot den infraröda strålningen som reflekteras av målet och bildar en infraröd bild av målstrålningen på fotokatodens yta av det infraröda bildröret. Det bildförändrande röret utför spektral omvandling och förbättring av ljusstyrkan på den infraröda bilden av målet, och visar slutligen den synliga ljusbilden av målet på den fluorescerande skärmen, och det mänskliga ögat kan observera den förbättrade målbilden genom okularet. Med tanke på hållbarheten i användningen, ekonomins rationalitet, enhetens mångsidighet, etc., väljer de flesta av dem det aktiva infraröda mörkerseendesystemet som fordonsmonterat system.
Enligt de funktionella målen och designkraven består systemet huvudsakligen av infraröd belysning, videobehandlingssystem och fordonsdisplay.
2) Hårdvarudesign
(1) Kameraval
Videokamera kallas även kamerahuvud eller CCD. Den kan omvandla ljus till elektriska laddningar och lagra och överföra elektriska laddningar. Den kan också ta ut lagrade elektriska laddningar för att ändra spänningen. Det är ett idealiskt bildelement. Dess arbetsprincip är följande: ljuset som reflekteras av kameraobjektet sprider sig till linsen och fokuserar sedan på CCD-chippet genom linsen. CCD:n ackumulerar motsvarande laddning enligt ljusets intensitet, och efter periodisk urladdning genererar den en elektrisk signal som representerar en bild. Efter filtrering och förstärkningsbehandling matas en standardkompositvideosignal ut genom kamerans utgång. Välj här WAT-902H2-kamera som kamera. Det har fördelarna med bra kameraeffekt, enkelt underhåll och ekonomiska fördelar.
(2) Design av infraröd bestrålningsdel
En fjärrinfraröd laser väljs som ljussändare. Det är en lasersändare med bra monokromaticitet, koncentrerad stråle, liten storlek, lång livslängd och hög elektro-optisk omvandlingseffektivitet. Den består av en fiberkopplad halvledarlaser, en drivkrets, en temperaturkontrollkrets och en strålformningslins. Kärndelen är drivkretsens design. DD312 väljs som drivrutin. Det är ett enkanaligt drivkretschip med konstant ström, speciellt designat för högeffekts-LED. Kommandosignalen läggs till aktiveringsänden av DD312 genom optokopplaren för att styra laserns switch.
(3) Design av kraftmodul
I systemet behöver displayen, mikrokontrollern, MAX487-kommunikationschippet, CCD-kameran och lasersändarens drivkrets alla strömförsörjning. Bland dem kräver mikrodatorn med ett chip och DD312-drivrutinen relativt stabil strömförsörjningsspänning, liten rippel och små elektromagnetiska störningar. LM2576-modulen används för att tillhandahålla en reglerad strömförsörjning för mikrokontrollern och DD312-drivrutinen (Figur 2). MAX4877-chippet har en relativt hög driftspänning och ett relativt brett räckvidd, och NW1-05S05S-strömkonverteringsmodulen används för att ge ström till den.
(4) Konstruktion av styrsystem
Två single-chip mikrodatorer, PIC16F877A och PIC16F876A, används som kontrollchips för systemet, och hela kontrollsystemet är också ett litet transmissionssystem. Bland dem används PIC16F877A enkelchips mikrodator som den första änden av överföringssystemet, ansvarig för datainsamling och "minnes"-knapp; Max487-chip är ett kommunikationschip som ansvarar för att ta emot och sända signaler. PIC 16F876A enkelchips mikrodator används som mottagande ände av transmissionssystemet för att styra motorns rotation.
①Inledande slut
Kärnan i denna del är PIC16F877A mikrokontroller. Det är en 8-bitars enchips mikrodator som produceras av Microchip Corporation i USA. Den har en unik RISC-struktur, en Harvard-busstruktur där databussen och instruktionsbussen är separerade. Den ansluter varje terminalenhet, svarar på frågekommandot som skickas av huvudstyrdatorn och returnerar statusinformationen för enheten som testas till huvudstyrdatorn. I/O-porten på enchipsdatorn är ansluten till terminalen på utrustningen som testas för att erhålla den erforderliga tillståndsinformationen. Kretsen är uppdelad i tre delar: datainsamlingskrets (Figur 3), LED-displaykrets och knappkrets.
De två stiften på mikrodatorn med ett chip är externt anslutna till en temperatursensor, som sänder systemets temperaturändringssignal i realtid till mikrodatorn med ett chip; de 3~7 stiften är externt anslutna till en LED-displaykrets, när stiftets lågnivåsignal är ansluten, tänds motsvarande LED; de 8, 9 stiften är externt anslutna till en laserdrivkrets för att detektera laserns status; 19 stift är anslutna till en extern halvledarkylare för att samla in information och bestämma om halvledarkylaren ska triggas att fungera; 22, 25 och 26 stift är anslutna till kommunikationskretsen för att överföra signaler till huvudkontrollchippet; 27 till 40 stift är panorerings-/lutningssignalen Och signalen för detektering av linsnyckeln, när operatören trycker på tangenten på panelen, tar mikrodatorn med ett chip emot nyckelsignalen genom dessa portar och skickar informationen till huvudkontrollchippet via kommunikationskrets, och huvudkontrollchippet analyserar och styr efter att ha mottagit signalen. motsvarande kommando.
② Kommunikationskrets
Kommunikationskretsen förbinder den initiala änden och den mottagande änden av överföringssystemet, och dess huvudfunktion är att realisera signalmottagning och överföring. Den använder Max487-chipet, som är en lågeffekts halvduplex transceiverenhet för kommunikation, och integrerar en drivrutin och mottagare inuti. Den initiala änden kodar signalen först, och den mottagande änden avkodar signalen. Samtidigt, för att eliminera störningar, är kretsen isolerad av en optokopplare.
