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基于光信息识别的车载安全预警系统

阅读：395发布：2020-05-08

专利汇可以提供基于光信息识别的车载安全预警系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种基于光信息识别的车载安全预警系统，解决的问题是急需一个用以解决行驶时车主之间互相提醒、警示，即时交流和分享路况信息的方案。本实用新型包括发送单元和接收单元，发送单元与通信距离内的另一接收单元配合，接收单元与通信距离内的另一发送单元配合。同一辆汽车上同时安装有发送单元和接收单元，发送单元与其他车辆上的接收单元配合，接收单元与其他车辆上的发送单元配合。本实用新型实现周围车辆之间的语音交流，避免和减少交通事故的发生，同时也可提高行驶效率和安全性，减少等待时间。，下面是基于光信息识别的车载安全预警系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于光信息识别的车载安全预警系统，其特征在于：包括发送单元和接收单元，发送单元与通信距离内的另一接收单元配合，接收单元与通信距离内的另一发送单元配合；所述发送单元，包括音频输入模块、LED 驱动电路和发光二极管LED；音频输入模块与LED 驱动电路的输入端连接，LED 驱动电路的输出端与各发光二极管LED连接；
所述接收单元包括光电检测模块、信号处理模块和DSP处理器；光电检测模块接收对应发光二极管LED的光信号，并将光信号传输至信号处理模块进行信号转换后传输到DSP处理器内，DSP处理器处理后回送信号至信号处理模块，控制信号处理模块输出音频信号。
2.根据权利要求1所述的基于光信息识别的车载安全预警系统，其特征在于：所述LED 驱动电路的处理器为NE5532 运算放大器。
3.根据权利要求1或2所述的基于光信息识别的车载安全预警系统，其特征在于：所述音频输入模块为以无线蓝牙或数据线通信方式连接配备在车辆上，实现收发、控制信息交换的用户终端APP。
4.根据权利要求1所述的基于光信息识别的车载安全预警系统，其特征在于：所述信号处理模块采用芯片TLV320AIC23。
5.根据权利要求1所述的基于光信息识别的车载安全预警系统，其特征在于：所述光电检测模块采用S6968 光电检测器。
6.根据权利要求1所述的基于光信息识别的车载安全预警系统，其特征在于：所述DSP处理器为处理器F28335。

说明书全文

基于光信息识别的车载安全预警系统

技术领域

[0001] 本实用新型属于汽车安全技术领域，具体涉及一种基于光信息识别的车载安全预警系统。

背景技术

[0002] 车辆追尾、碰撞是常见和高发性的交通事故，也是道路交通事故的主要形式之一，很大原因就是在汽车行驶过程中，当发生紧急情况时车主无法进行交流，除了正常的灯光、喇叭示意（某些区域禁止鸣笛，再加上目前交通灯语相关知识的普及率低，大家了解的太少），彼此很难知道对方真正意图。如果能够在事故发生前给驾驶员提供警示，使驾驶员能够对紧急情况做出快速的响应则可以有效防止一些事故的发生。多年来，国内外都开展了大量追尾、碰撞预警系统的相关研究工作。车灯作为车辆主动安全即预防事敌的主要组成部分，是提高车辆安全最根本的方法之一，也应该得到重视。在某些特定情况下（极端天气，复杂路况，汽车进行超车、堵塞、抢道、加塞等行为时，发生刹车失控、车门后备箱存在问题等紧急情况发生时）急需一个用以解决行驶时车主之间互相提醒、警示，即时交流和分享路况信息的方案，旨在进行周围车辆之间的语音交流，避免和减少交通事故的发生，同时也可提高行驶效率和安全性，减少等待时间。实用新型内容

[0003] 针对上述现有技术中描述的不足，本实用新型提供一种基于光信息识别的车载安全预警系统，本实用新型利用可见光进行通信，使用LED作为信号的发射源，用强度不同表征信号，并把其加载到LED发光器件上，通过 LED灯的明暗闪烁来传递所需要的信息，指定方向的车辆在收到光信号后，经过处理器处理后最终以音频信号的传达发送方车辆所要传达的音频信息。

[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

[0005] 一种基于光信息识别的车载安全预警系统，包括发送单元和接收单元，发送单元与通信距离内的另一接收单元配合，接收单元与通信距离内的另一发送单元配合。同一辆汽车上同时安装有发送单元和接收单元，发送单元与其他车辆上的接收单元配合，接收单元与其他车辆上的发送单元配合。

[0006] 所述发送单元，包括音频输入模块、LED 驱动电路和发光二极管LED；音频输入模块与LED 驱动电路的输入端连接，LED 驱动电路的输出端与各发光二极管LED连接；本实用新型中所述音频输入模块为以无线蓝牙或数据线通信方式连接配备在车辆上，实现收发、控制信息交换的用户终端APP。所述LED 驱动电路的处理器为NE5532 运算放大器。

[0007] 通过APP输入的语音信号，通过LED 驱动电路将含有数据的信号加载到 LED 上进行闪烁以对外发射。

[0008] 所述接收单元包括光电检测模块、信号处理模块和DSP处理器；光电检测模块接收对应发光二极管LED的光信号，并将光信号传输至信号处理模块进行信号转换后传输到DSP处理器内，DSP处理器处理后回送信号至信号处理模块，控制信号处理模块输出音频信号。

[0009] 本实用新型中，所述光电检测模块采用S6968 光电检测器；所述信号处理模块采用芯片TLV320AIC23，TLV320AIC23 是 TI 公司推出的一款高性能立体声音频芯片，内置一个耳机或者扬声器输出放大器。并且TLV320AIC23 的内部运用特殊技术高密度集成了模数转换（ADCs）和数模转换（DACs）部件。所述DSP处理器为处理器F28335。

[0010] 光电检测器获取带有数据信息的可见光信号，将其送入音频信号处理模块TLV320AIC23中，其先进行 AD 转换，将转化后的信号传至 F28335 进行相应处理，随后送回至 AIC23进行 DA 转换，并于最后送出至扬声器或者耳机进行放音处理。

[0011] 本实用新型旨在为司机提供一种交流工具，可以使行驶时车主之间互相提醒、警示，即时交流和分享路况信息，实现周围车辆之间的语音交流，避免和减少交通事故的发生，同时也可提高行驶效率和安全性，减少等待时间。具体来说，具有以下功能：

[0012] 1）APP是随车灯启动而打开的，司机需要与临近车辆对话时，只需选择方向盘上相应方位按键，按住APP说出自己想表达的意思，由对应方位车灯向所在方向车辆传递语音信号。

[0013] 2）在接收信号时，DSP处理器会自动判别是哪个方位过来的信号、在语音播报系统提示说明时加入方位，比如若后方车辆司机发出信息“嘿，哥们，绿灯该走啦”，则该装置则会发出“后方车辆来信，嘿，哥们，绿灯该走啦”的提示信息。附图说明

[0014] 图1为LED 驱动电路的电路图。

[0015] 图2为光电检测模块电路图。

[0016] 图3为信号处理模块TLV320AIC23的外围连接电路图。

[0017] 图4为12V 转 5V 电源电路图。

[0018] 图5为5V 转 3.3V 电源电路图。

具体实施方式

[0019] 一种基于光信息识别的车载安全预警系统，包括发送单元和接收单元，发送单元与通信距离内的另一接收单元配合，接收单元与通信距离内的另一发送单元配合。同一辆汽车上同时安装有发送单元和接收单元，发送单元与其他车辆上的接收单元配合，接收单元与其他车辆上的发送单元配合。

[0020] 所述发送单元，包括音频输入模块、LED 驱动电路和发光二极管LED；音频输入模块与LED 驱动电路的输入端连接，LED 驱动电路的输出端与各发光二极管LED连接；本实用新型中所述音频输入模块为以无线蓝牙或数据线通信方式连接配备在车辆上，实现收发、控制信息交换的用户终端APP。

[0021] 所述LED驱动电路前级有音频输入，主要作为信号源信号输入接口使用，本实用新型中使用手机APP作为主要的音频信号源。通过LED驱动电路将信号加载到发光二极管LED上，并通过 LED的闪烁将信号发送出去。

[0022] 在本实施例中，所述LED 驱动电路，具体如图1所示，处理器为NE5532 运算放大器，NE5532 共有 8 个引脚，VCC+（8管脚）和+5V电源相连，VCC-（4管脚）接参考地。R1、C31 构成高通滤波器，滤除直流分量，NE5532作为跨阻放大器，工作于单电源状态，R2 将电流信号转换成电压信号，C17 滤除高频杂波，C14 和 L2 共同作用使 LED 工作于最佳线性区。

[0023] 发送单元的电路信号主要是通过运算放大器进行处理，通过LED驱动电路，把信号加载到LED灯上，通过发光二极管 LED 闪烁的形式发射出去。

[0024] 所述接收单元包括光电检测模块、信号处理模块和DSP处理器，所述DSP处理器为处理器F28335。光电检测模块接收对应发光二极管LED的光信号，并将光信号传输至信号处理模块进行信号转换后传输到DSP处理器内，DSP处理器处理后回送信号至信号处理模块，控制信号处理模块输出音频信号。

[0025] 本实用新型中，所述光电检测模块采用S6968 光电检测器，针对S6968 光电检测器的参数特性，设计了如图 2所示的光电检测电路，该电路可有效抑制背景光噪声干扰，光电检测模块有两部分，主放大电路和反压电路。NE5532是一种常见的运算放大器，具有高转换率和低差分增益/相位误差的优点，采用同向放大，构成主放大器。实现对信号的放大作用，便于准确还原出原始信息，从 output 口输出。工作电压设定为 10V，由+5V 和反压-5V 构成。

[0026] 所述信号处理模块采用芯片TLV320AIC23，TLV320AIC23 是 TI 公司推出的一款高性能立体声音频芯片，内置一个耳机或者扬声器输出放大器。并且TLV320AIC23 的内部运用特殊技术高密度集成了模数转换（ADCs）和数模转换（DACs）部件，在能耗方面，该芯片具有非常低的能耗，这点在同类产品中属于佼佼者，录放模式下功率仅为 23m W，其工作电压为单电源 3.3V，芯片的外围电路图如图3所示。

[0027] 光电检测器获取带有数据信息的可见光信号，将其送入音频信号处理模块TLV320AIC23中，其先进行 AD 转换，将转化后的信号传至 F28335 进行相应处理，随后送回至 AIC23进行 DA 转换，并于最后送出至扬声器或者耳机进行放音处理。

[0028] 本实施例中，由于 LED 充电手电筒的工作电压为 12V，而驱动 NE5532 只需+5V 电压配合反压芯片即可，所以电源设计时候把+12V的转换成+5V。

[0029] 在元件选取上，选择了ams 1117- 5.0 芯片来进行12V转+5V电路的设计。ams1117-5.0芯片输出电压稳定，体积小，误差值不超过正负1.3V，可以用来把12V电压转成
5V电压。如图4所示，12V转5V 主要由 ams1117-5.0 芯片，以及相关电容组合而成。输入12V 电压接ams1117-5.0的3脚，电容C4、C3实现滤波功能。ams1117-5.0的1脚接地。ams1117-5.0的2脚输出 5V电压，电容 C2、C1起滤波作用。

[0030] 图4所示的12V 转 5V 电源电路，用于实现压降功能，两个电容作为滤波器件来使用。电路在ams1117 的 1 端口可以得到 5V的电压，来对所使用的运算放大器和 LED进行供电，保证受供电器件的正常运行。

[0031] 如图5所示，为5V转3.3V电路，TMS320F28335设计中所使用的输入是5V。但是，在电路中的芯片比如 F28335还有AIC23所给出的正常电压都是3.3V。所以设计电源模块的时候需要实现一个降压转换，从5V 电压降到 3.3V 电压再使用。

[0032] 使用LM2596 芯片，来进行 5V 转 3.3V 电路的设计。LM2596 开关稳压芯片，输出电压稳定，体积小，可以稳定的用来把 5V 电压转成 3.3V电压。从图5可以看出，5V转3.3V 电路主要由 LM2596 芯片，以及相关电容组合而成。输入5V电压接 LM2596 第 1 脚，电容 C19、C20、C21 实现滤波功能。D4为发光二极管，用于提示通电状态。LM2596 的2脚输出 3.3V 电压，电容C22、C23、C24 起滤波作用。

[0033] 本实用新型以DSP处理器为核心，利用可见光进行通信，使用LED作为信号的发射源，用强度不同表征信号，并把其加载到LED发光器件上，通过LED灯的明暗闪烁来传递所需要的信息。APP音频输入后经LED驱动电路加载到LED灯上实现信号发送，指定方向的车辆在收到光信号后，经过处理器处理后最终以音频信号的传达发送方车辆所要传达的音频信息。

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