基于嵌入式Linux的倒车影音系统设计

摘要：采用S3C2440微处理器为控制芯片，基于嵌入式Linux操作系统设计了一种安全可视化倒车系统。通过嵌入式Linux操作系统内核驱动USB摄像头实时地监控车后状况，通过超声波测距结果与阈值的比较来启动语音报警模块以提醒驾驶员注意。经实验验证，该系统运行稳定，采集的视频图像清楚且实时性高，能够满足可视化倒车的要求。
关键词：S3C2440；视频图像采集；超声波测距；语音报警

引言
电子信息与数字图像处理技术目前已被广泛地应用在各个领域，车载系统的信息化已成为现代汽车业的重要标志。现在的倒车雷达系统可以为驾驶者提供许多帮助，多数采用超声波测距技术，可以直接显示出车尾与障碍物之间的距离。但由于超声波的散射特性，如果地面有尖锐的突起或存在横在半空的棱角状物体，系统就不能有效地“察觉”。假如能为现有的倒车系统增加一个可视功能，那么驾驶员在倒车时不必回头就可清楚车后的情况。本文设计了一种可视化安全倒车系统，该系统采用嵌入式Linux操作系统内核驱动USB摄像头实现车后状况实时监控，通过判断超声波测距是否达到阈值来启动语音报警功能。

1 系统方案设计
如图1所示，系统由主控模块、超声波收发模块、USB摄像头图像采集模块、语音报警模块与LCD显示模块等。主控模块采用三星公司基于ARM9内核的S3C2440微处理器，主频最高可达533 MHz，处理速度快。采用软件编程技术实现对其外围电路的控制，并提供外围电路所需的各种信号，简化了外围电路的设计难度。

2 系统硬件设计
2．1 主控模块
以S3C2440为核心的主控模块硬件平台的组成如图2所示。

2．2 超声波发射电路
超声波发射电路原理图如图3所示。发射电路主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T1构成，使用CPU内部的PWM定时计数器输出的40 kHz方波信号。

一路经一级反相器(U1C与U1E并联组成一级)后送到超声波换能器的一个电极(T1的1脚)；另一路经两级反相器(U1D为第一级，U1B和U1A组成第二级)后送到超声波换能器的另一个电极( T1的2脚 )。用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采两个反相器并联，以提高驱动能力。上位电阻R1、R2一方面可以提高反相器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增强超声波换能器的阻尼效果。