基于STM32单片机的汽车胎压车速检测

基于STM32单片机的汽车胎压车速检测毕业论文

摘要

随着汽车电子技术的快速发展，汽车监控系统已成为现代智能汽车的重要组成部分。本文设计了一种基于STM32单片机和蓝牙技术的汽车监控系统，该系统能够实时监控汽车驻车时的落锁状态、胎压、车窗状态，以及行车时的速度和时间等关键信息，并通过蓝牙技术将这些信息上报至手机APP，为驾驶员提供实时的车辆状态反馈，提高行车安全性和便利性。

引言

汽车监控系统是现代智能汽车不可或缺的一部分，它能够帮助驾驶员实时了解车辆状态，预防潜在的安全隐患。传统的汽车监控系统大多采用有线连接方式，不仅安装复杂，而且维护成本较高。随着无线通信技术的快速发展，特别是蓝牙技术的广泛应用，为汽车监控系统的无线化、智能化提供了新的解决方案。

系统总体设计

本系统主要由STM32单片机控制模块、胎压监测模块、车速监测模块、车窗及落锁状态监测模块、蓝牙通信模块和手机APP组成。STM32单片机作为系统的核心控制单元，负责各模块的数据采集、处理及通信控制。胎压监测模块通过压力传感器实时监测轮胎压力，车速监测模块通过速度传感器获取行车速度，车窗及落锁状态监测模块则通过传感器或开关信号获取车窗及车门的开关状态。蓝牙通信模块负责将采集到的数据上传至手机APP。

系统硬件设计

STM32单片机控制模块：选用STM32系列高性能微控制器，具有丰富的外设接口和强大的数据处理能力，满足系统对数据采集、处理和通信的需求。
胎压监测模块：采用高精度压力传感器，实时监测轮胎内部压力，并将数据通过模拟信号或数字信号输出至STM32单片机。
车速监测模块：利用霍尔传感器或光电传感器等速度传感器，实时监测车轮转速，并通过STM32单片机的定时器模块计算行车速度。
车窗及落锁状态监测模块：通过车门开关传感器、车窗电机状态监测电路等，实时获取车窗及车门的开关状态。
蓝牙通信模块：选用低功耗蓝牙（BLE）模块，实现与手机APP的数据通信。BLE技术具有低功耗、高稳定性、易连接等特点，适合汽车监控系统的无线数据传输需求。

系统软件设计

系统软件设计主要包括STM32单片机的程序设计和手机APP的设计。STM32单片机的程序设计包括数据采集、处理、通信控制等模块的设计。数据采集模块负责从各传感器读取数据，处理模块对采集到的数据进行滤波、校准等处理，通信控制模块则负责将数据通过蓝牙模块发送至手机APP。手机APP的设计则包括用户界面设计、数据接收与显示、报警提示等功能。

系统功能实现

驻车落锁监测：当汽车驻车并落锁时，系统通过车门开关传感器检测落锁状态，并通过蓝牙模块将状态信息发送至手机APP。
胎压监测：系统实时监测轮胎压力，当胎压异常时（如过高或过低），通过蓝牙模块发送报警信息至手机APP。
车窗状态监测：系统实时监测车窗开关状态，当车窗未关闭时，通过蓝牙模块发送提醒信息至手机APP。
行车速度监测：系统实时监测行车速度，并将速度信息通过蓝牙模块发送至手机APP，供驾驶员查看。
行车时间记录：系统记录汽车行驶时间，并通过蓝牙模块发送至手机APP，供驾驶员了解行车时长。

系统测试与优化

在系统开发完成后，进行了全面的测试工作，包括功能测试、性能测试、稳定性测试等。测试结果表明，系统能够准确、实时地监测汽车状态，并通过蓝牙模块将数据上传至手机APP。针对测试中发现的问题，进行了相应的优化和改进，提高了系统的稳定性和可靠性。

结论

本文设计了一种基于STM32单片机和蓝牙技术的汽车监控系统，该系统能够实时监控汽车驻车时的落锁状态、胎压、车窗状态，以及行车时的速度和时间等关键信息，并通过蓝牙技术将这些信息上报至手机APP。测试结果表明，系统具有较高的准确性和稳定性，为驾驶员提供了实时的车辆状态反馈，提高了行车安全性和便利性。未来，可以进一步优化系统功能，提高系统智能化水平，为智能汽车的发展贡献力量。

代码框架设计

1. 初始化部分

初始化STM32单片机的GPIO、定时器、串口（用于蓝牙通信）、中断等外设。

#include "stm32f4xx_hal.h" // 根据实际使用的STM32型号选择合适的头文件

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART2_UART_Init(void); // 假设使用USART2作为蓝牙通信接口
static void MX_TIM2_Init(void); // 假设使用TIM2作为速度测量定时器

int main(void)
{
    HAL_Init();
    SystemClock_Config();
    MX_GPIO_Init();
    MX_USART2_UART_Init();
    MX_TIM2_Init();
    
    // 其他初始化代码，如蓝牙模块初始化等
    
    while (1)
    {
        // 主循环代码，采集数据、处理数据、发送数据等
    }
}

// 系统时钟配置函数
void SystemClock_Config(void)
{
    // 根据需要配置系统时钟
}

// GPIO初始化函数
static void MX_GPIO_Init(void)
{
    // 初始化GPIO引脚，如胎压传感器、车窗开关、车门锁等引脚
}

// USART2初始化函数（蓝牙通信接口）
static void MX_USART2_UART_Init(void)
{
    huart2.Instance = USART2;
    huart2.Init.BaudRate = 115200;
    huart2.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart2.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart2.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart2.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart2.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart2.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
    HAL_UART_Init(&huart2);
}

// TIM2初始化函数（速度测量定时器）
static void MX_TIM2_Init(void)
{
    TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig = {0};
    TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};

    htim2.Instance = TIM2;
    htim2.Init.Prescaler = 8399; // 根据需要设置预分频值
    htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim2.Init.Period = 65535;
    htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    HAL_TIM_Base_Init(&htim2);
    sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
    HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2, &sClockSourceConfig);
    sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
    sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
    HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig);
}

2. 数据采集部分

采集胎压、车速、车窗状态、车门锁状态等数据。

// 假设有一个函数用于读取胎压传感器的数据
float Read_Tire_Pressure(void)
{
    // 读取胎压传感器的数据并返回
}

// 假设有一个函数用于计算车速
float Calculate_Speed(void)
{
    // 使用定时器TIM2的计数值和车轮周长等信息计算车速并返回
}

// 读取车窗状态（假设车窗开关连接在GPIO引脚上）
uint8_t Read_Window_State(uint8_t window_number)
{
    // 根据window_number读取对应车窗的状态并返回（0：关闭，1：打开）
}

// 读取车门锁状态（假设车门锁开关连接在GPIO引脚上）
uint8_t Read_Door_Lock_State(void)
{
    // 读取车门锁的状态并返回（0：解锁，1：锁定）
}

3. 数据处理部分

处理采集到的数据，如判断胎压是否正常、车速是否超速等。

// 判断胎压是否正常
uint8_t Is_Tire_Pressure_Normal(float pressure)
{
    // 根据设定的胎压范围判断胎压是否正常并返回（0：异常，1：正常）
}

// 判断车速是否超速
uint8_t Is_Speed_Over_Limit(float speed)
{
    // 根据设定的速度限制判断车速是否超速并返回（0：未超速，1：超速）
}

4. 数据发送部分

通过蓝牙模块将数据发送至手机APP。

// 发送数据至手机APP的函数（假设使用UART发送数据）
void Send_Data_To_App(float tire_pressure, float speed, uint8_t window_state, uint8_t door_lock_state)
{
    char data_buffer[100];
    snprintf(data_buffer, sizeof(data_buffer), "Tire Pressure: %.2f, Speed: %.2f, Window: %d, Door Lock: %d", tire_pressure, speed, window_state, door_lock_state);
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t*)data_buffer, strlen(data_buffer), HAL_MAX_DELAY);
}

5. 主循环部分

在主循环中采集数据、处理数据并发送数据。

while (1)
{
    float tire_pressure = Read_Tire_Pressure();
    float speed = Calculate_Speed();
    uint8_t window_state = Read_Window_State(1); // 假设只监测一个车窗状态
    uint8_t door_lock_state = Read_Door_Lock_State();

    if (!Is_Tire_Pressure_Normal(tire_pressure))
    {
        // 胎压异常处理
    }

    if (Is_Speed_Over_Limit(speed))
    {
        // 车速超速处理
    }

    Send_Data_To_App(tire_pressure, speed, window_state, door_lock_state);

    HAL_Delay(1000); // 每秒采集一次数据并发送
}

标签：胎压,void,蓝牙,STM32,单片机,Init,模块,APP
From： https://blog.csdn.net/qq_58404700/article/details/143609271