智科生活——基于物联网平台的智慧房车研究

智科生活——基于物联网平台的智慧房车研究

施永泽 程登良 杨超 李锐 徐凯

湖北汽车工业学院 电气与信息工程学院，十堰，442002

摘要：随着生活水平的不断提高，人们对房车的需求量越来越大，但是目前市场上的房车智能性不高，安全性欠缺，而我们的智慧房车，拥有很完善的安全系统，让我们的房车更加受消费者的青睐，我们通过PCB解决各个模块用电的需求，通过摄像头监控使用户及时发现房车前后障碍物，采用科大讯飞SDK，实现语音离线命令，解锁系统设计采用物联网远程解锁以及指纹解锁，价格方面，我们的房车价格会略低于同行的价格，并且通过宣传，提高我们房车的知名度，我们将会在最近五年内，一步步的打开智能房车的市场。在房车维修一方面，我们会支持赠送保修服务。

关键词：智慧房车；摄像头监控；科大讯飞SDK；远程解锁

1项目实施的目的、意义

近年来，伴随着我国经济社会的快速发展和居民生活方市的转变，房车开始出现在人们的视野之内。房车兼具“房与车”两大功能，集“衣、食、住、行”于一身，因此车辆体积不可避免的增大，相比于驾驶小型车时更难控制，盲区较大，也相对容易发生事故，车外的安全就非常有必要去改进提升，包括车道识别、故障检测、人体识别（红外）；房车作为一种旅居车，房车车内活动空间较小，通过语音+云控制，更方便、更舒适、更人性化。针对于此，本项目融合了物联网技术、传感技术、网络通信技术、智能驾驶与控制技术，学科知识高度交叉，且与当下热门的无人驾驶与智能控制相结合。在提高房车便捷性和安全性的基础上，极大程度给使用人员家的感觉，更好的为大众提供最前沿的科技产品，为国产房车的发展贡献力量。

2研究内容

在智能房车的电源管理方面，绘制PCB，通过稳压降压升压保证系统各个模块用电需求；智能家居系统设计，通过设计GEC6818平台硬件控制程序，房车灯光系统控制，继电器模块驱动，步进电机驱动等等保障用户在房车内的生活质量得到保障；我们在人机交互方面选择采用最流行的QT，能语音控制系统，通过调用科大讯飞SDK实现语音识别离线命令字；解锁系统设计采用物联网远程解锁以及指纹解锁等多种方式保障用户的人身和财产安全；车载GPS采用ATGM336芯片实现GPS定位，方便用户知道自己的实时位置，保证自己的出行。

3研究与设计

智能房车的工作原理在汽车主动安全、基于语音识别的智能房车家居系统、基于Blinker的物联网环境感知系统三个方面。

以下是项目所设计系统：

1）基于语音识别的智能房车家居系统

基于语音识别的智能房车家居系统能根据信号采集处理系统所反馈的信号做出语音提示并在显示屏上显示相关信息，还能通过我们语言里面的关键字，唤醒智能助手实现语音控制，它可以控制车辆灯光、冰箱、空调、电视。

2）基于Blinker的物联网环境感知系统

基于Blinker的物联网环境感知系统则利用开发板上的WIFI模块上传信息至Blinker云平台当超声波防撞系统和红外防碰撞系统识别到前方有障碍物的时候，根据单片机传输信号做出相应的执行措施——切断油门，紧急刹车。通过STM32开发板来控制房

车的制动装置来控制房车的刹车开关，达到避开障碍物的目的，同时也可以控制驱动模块的电机来加速踏板，让房车的速度达到可控。智能房车配备的倒车影像，通过摄像头将房车前后的实时影像上传到手机端和电脑端。

3）以下是系统模块

A.传感器单元

通过多探头超声波传感器与红外线传感器联合测距感应：红外线传感器可以感知人体、动物等生物，超声波传感器可以测量车辆前后的距离及相对速度，并将感应到的回波信号通过信号处理电路传输到测量系统中，测量系统对多路传感器信息进行综合融合，最终可以精确判断汽车当前的状态，如前后障碍物的距离、障碍物是否生物体、车辆的速度等。

为便于演示系统的工作效果，需要铺设专门的路道，并配以摄像头进行路径识别，确保车辆在既定的路道上进行测试。在前期已有的基础上，后期可以考虑增加毫米波雷达、加速度传感器、陀螺仪等更加先进的传感器。

图1传感器模块

B.信号采集处理系统

主要由信号调理电路及信号处理子程序构成，其功能是对输入信号进行分析处理，以便于控制电机及输出语音提示及显示系统。

C.汽车油门通断、制动执行系统

根据单片机传输信号做出相应的执行措施——切断油门，紧急刹车。

图2刹车系统

D.语音提示及显示系统

根据信号采集处理系统所反馈的信号做出语音提示并在显示屏上显示相关信息。

E.手机端APP系统

结合互联网+可以实现远程操控和信息远程传输，可以在移动端手机上通过

WiFi/GSM等通信模块设定防撞安全距离，提前预设行驶模式、泊车模式下执行相应操作。

F.电源系统

电源是整个系统的心脏，为整个系统的稳定工作提供能量保障。所以所提供的电路的工作效率直接影响系统的工作性能。由于整个系统中各大模块所需的供电电源的电压各不相同，所以必须采用稳压器件把电源电压稳压到各个模块所需的额定电压

以下是人机交互系统软件设计

采用最流行的QT方便用户，QT是跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架。它既可以开发GUI程序，也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。实现了全面支持iOS、Android、wp，它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的所有功能。嵌入式QT设计用来提高用户体验感。

智能语音控制系统软件设计

科大讯飞SDK提供智能语音及语音技术研究、软件及芯片产品开发、语音信息服务通过调用科大讯飞SDK实现语音识别离线命令。

智能家居系统设计

通过设计GEC6818平台硬件控制程序，房车灯光系统控制，继电器模块驱动，步进电机驱动等等。GEC6818开发平台，核心板采用10层板工艺设计，确保稳定可靠，平台搭载三星Cortex-A53系列高性能八核处理器S5P6818，可应用于嵌入式Linux和Android等操作系统的驱动、应用开发。开发板留有丰富的外设，支持千兆以太网、板载LVDS接口、MIPI接口、USB接口等。

图3实物图

参考文献

[1] 基于物联网的智能建筑设计方法研究[D]. 岑晓光.华南理工大学,2015

[2] 基于物联网的智能家居系统的设计与实现[D]. 姜超.吉林大学,2014

[3]物联网时代下的微型移动空间设计——以小型房车设计为例[D].潘玉冰.南京艺术学院,2021

作者简介：程登良*，通信作者，研究方向：汽车电子信息领域。

项目编号：湖北汽车工业学院2022年度大学生创新创业训练计划项目DC2022045，湖北汽车工业学院教研项目JY2020006、JY2021047；教材建设XJJC2022002、2021年校级研究生教育质量工程项目Y202109；湖北省重点实验室开放基金(ZDK1201409)。