一种基于STM32的纯电动环卫清洁车智能化控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于STM32的纯电动环卫清洁车的智能化控制系统，包括STM32主控芯片、音箱模块、CAN通信模块、车载摄像头模块、紧急求救按钮、紧急安全开关、垃圾箱检测模块、电机驱动及控制模块、重物检测模块、4G通信模块、动力电池模块和SD存储卡，所述STM32主控芯片的输入端分别于车载摄像头模块、紧急求救按钮、紧急安全开关、垃圾箱检测模块、电机驱动及控制模块、重物检测模块、动力电池模块以及SD存储卡的输出端连接。本发明专利技术设计的智能化控制系统，能减少驾驶员下车操作的频率，提高工作效率，同时对各种故障进行及时报警，增加了安全性；可根据驾驶员判断来进行不同功率的选取，可有效地利用能源，节能环保。节能环保。节能环保。

An intelligent control system of pure electric sanitation cleaning vehicle based on stm32

【技术实现步骤摘要】
一种基于STM32的纯电动环卫清洁车智能化控制系统


[0001]本专利技术涉及工程车辆与电子控制
，尤其涉及一种基于STM32的纯电动环卫清洁车智能化控制系统。

技术介绍

[0002]当前城市中，道路清扫的工作越来越依赖于环卫清洁车，而相比较于传统的环卫清洁车，纯电动环卫清洁车不仅在功能上更加优异，而且操纵更加简单，故障率更低，同时满足环保和零排放两大能源和环境要求。在纯电动环卫清洁车的发展中，其智能化程度要求越来越高。
[0003]现在很多纯电动环卫清洁车的控制系统过于简单，无法满足智能化的要求，在遇到问题时仍需要驾驶员进行下车操作和检查，对工作效率有所影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于STM32的纯电动环卫清洁车智能化控制系统，以解决上述
技术介绍
中提出现有纯电动环卫清洁车的控制系统过于简单，无法满足智能化的要求，在遇到问题时仍需要驾驶员进行下车操作和检查，对工作效率有所影响的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于STM32的纯电动环卫清洁车智能化控制系统，其特征在于，包括：STM32主控芯片、音箱模块、 CAN通信模块、车载摄像头模块、紧急求救按钮、紧急安全开关、垃圾箱检测模块、电机驱动及控制模块、重物检测模块、4G通信模块、动力电池模块和 SD存储卡，所述STM32主控芯片的输入端分别于车载摄像头模块、紧急求救按钮、紧急安全开关、垃圾箱检测模块、电机驱动及控制模块、重物检测模块、动力电池模块以及SD存储卡的输出端连接，且STM32主控芯片分别与CAN 通信模块以及4G通信模块双向信号连接：
[0006]所述STM32主控芯片：用于接收并且处理来自CAN通信模块、车载摄像头模块、紧急求救按钮、紧急安全开关、垃圾箱检测模块、电机驱动及控制模块、重物检测模块和动力电池模块的信息，对各个模块之间的工作进行协调处理；用于控制音箱模块；用于向SD存储卡内存储信息；
[0007]所述音箱模块：根据STM32主控芯片的指令，输出相应的语音报警信息；
[0008]所述CAN通信模块：包括DC/DC转换器、电机控制单元、动力电池管理单元和连接于CAN总线与STM32主控芯片之间的CAN收发器，所述CAN收发器与STM32主控芯片双向信号连接，且CAN收发器还分别与DC/DC转换器、电机控制单元以及动力电池管理单元双向连接；所述DC/DC转换器位于动力电池和高压直流母线之间；DC/DC转换器、电机控制单元、动力电池管理单元将环卫清洁车的电机及电池的状态故障信息通过CAN报文的形式发送至STM32 主控芯片；同时STM32主控芯片会将控制指令通过CAN总线发送给DC/DC转换器、电机驱动及控制单元、动力电池单元；当STM32主控芯片收到相应的故障报文、垃圾箱蓄满报文和重物未被清理报文，会进行解析，并且控制音箱系统发出相应的报警信息；
[0009]所述车载摄像头模块：采用双摄像头装置，对环卫清扫车工作时的前方画面及驾驶员的操作画面进行拍摄记录，并将数据传输至STM32主控芯片中，主控芯片再将数据存储到SD存储卡中，进行保存；
[0010]所述紧急求救按钮：安装于驾驶室内座位前方；当遇到紧急情况时，驾驶员按下紧急求救按钮，STM32主控芯片的引脚会收到一个高电平信号；此时 STM32主控芯片通过4G通信模块向服务器发送求救信号以及该环卫清洁车的编号和位置信息；其他局域网内的环卫清洁车会通过4G通信模块收到求救信号和该车的编号及位置；
[0011]所述紧急安全开关：安装于驾驶室内座位前方；当驾驶员按下紧急安全开关时，STM32主控芯片的引脚会收到一个高电平信号；此时STM32主控芯片通过CAN总线，向DC/DC发送指令关闭动力电池向高压直流母线的功率输出；
[0012]所述垃圾箱检测模块：将红外传感器的发射端和接收端安装于环卫清洁车的垃圾箱对立两个箱壁上，当垃圾箱内的垃圾存储到一定体积时，垃圾的高度达到阻碍红外传感器发射的一定频率的红外线后，接收端在一定时间内无法接收到规定频率的红外线，接收端向STM32主控芯片发送一个高电平信号，主控芯片会向音箱模块发送指令，音箱模块发出相应的报警信息；
[0013]所述电机驱动及控制模块：用于进行环卫清洁车功率的切换，当驾驶员观测到前方垃圾较多时，按下小功率清扫的按钮，STM32主控芯片向电机驱动及控制模块发送指令，电机进入大功率工作模式；当前方垃圾较少时，按下大功率清扫的按钮，STM32主控芯片向电机驱动及控制模块发送指令，电机进入小功率工作模式，有利于节能环保；
[0014]所述重物检测模块：用于在环卫清洁车在进行垃圾清扫后，及时发现未被清理的重物垃圾，根据超声波传感器判断与地面之间的距离，判断是否有垃圾未被清理，并向STM32主控芯片传输信号，主控芯片发送指令给音箱模块，音箱模块发出相应的报警信息警告驾驶员，驾驶员可下车进行相应的处理工作，防止垃圾影响道路的正常使用；
[0015]所述4G通信模块：包括串口转4G模块以及服务器，所述服务器通过串口转4G模块与STM32主控芯片双向信号连接，串口转4G模块用于STM32主控芯片和服务器之间进行通信；
[0016]所述动力电池模块：动力电池模块中的BMS会实时将电池的SOC数据传递给STM32主控芯片，实现电池电量的实时监测；
[0017]所述SD存储卡：用于存储车载摄像头模块拍摄的实时画面。
[0018]优选地，所述STM32主控芯片选取的型号为STM32F407ZGT6；
[0019]优选地，所述音箱模块采用ISD1820型语音模块，该模块受到STM32主控芯片的控制；STM32主控芯片判断清洁车出现故障时，会控制音箱模块发出不同的警告语音；STM32主控芯片收到垃圾箱蓄满报文和重物未被清理的信号后，会控制音箱系统发出相应的报警信息；STM32主控芯片受到来自服务器内其他清洁车的求救信号时，也会通过音箱模块发出相应的提示声，有助于局域网内的其他清洁车驾驶员前往进行救助；
[0020]优选地，所述车载摄像头模块采用OV5640型摄像头模块；
[0021]优选地，所述垃圾箱检测模块，采用SW
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NC2020型红外传感器，用于检测垃圾箱内的垃圾高度是否阻碍了红外传感器接收端接收红外线，并通过 RS485串口模块将数据传送到STM32主控芯片中，当STM32主控芯片判断未接收到红外线的时间高于设定门限值后，控
制音箱模块播放相应的警告信息，提醒驾驶员需清理垃圾箱；
[0022]优选地，所述电机驱动及控制模块，采用单片机控制大功率晶体管及相关电路来控制电机的转速，用于进行环卫清洁车功率的切换，驾驶员根据前方清扫道路的垃圾量，按下不同的按钮，控制清洁车的工作功率，防止能源的浪费，达到节能环保的效果；
[0023]优选地，所述重物检测模块，采用HY
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SRF05超声波测距传感器，用于在环卫清洁车在进行垃圾清扫后，及时发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于STM32的纯电动环卫清洁车智能化控制系统，其特征在于，包括：STM32主控芯片、音箱模块、CAN通信模块、车载摄像头模块、紧急求救按钮、紧急安全开关、垃圾箱检测模块、电机驱动及控制模块、重物检测模块、4G通信模块、动力电池模块和SD存储卡，所述STM32主控芯片的输入端分别于车载摄像头模块、紧急求救按钮、紧急安全开关、垃圾箱检测模块、电机驱动及控制模块、重物检测模块、动力电池模块以及SD存储卡的输出端连接，且STM32主控芯片分别与CAN通信模块以及4G通信模块双向信号连接：所述STM32主控芯片：用于接收并且处理来自CAN通信模块、车载摄像头模块、紧急求救按钮、紧急安全开关、垃圾箱检测模块、电机驱动及控制模块、重物检测模块和动力电池模块的信息，对各个模块之间的工作进行协调处理；用于控制音箱模块；用于向SD存储卡内存储信息；所述音箱模块：根据STM32主控芯片的指令，输出相应的语音报警信息；所述CAN通信模块：包括DC/DC转换器、电机控制单元、动力电池管理单元和连接于CAN总线与STM32主控芯片之间的CAN收发器，所述CAN收发器与STM32主控芯片双向信号连接，且CAN收发器还分别与DC/DC转换器、电机控制单元以及动力电池管理单元双向连接；所述DC/DC转换器位于动力电池和高压直流母线之间；DC/DC转换器、电机控制单元、动力电池管理单元将环卫清洁车的电机及电池的状态故障信息通过CAN报文的形式发送至STM32主控芯片；同时STM32主控芯片会将控制指令通过CAN总线发送给DC/DC转换器、电机驱动及控制单元、动力电池单元；当STM32主控芯片收到相应的故障报文、垃圾箱蓄满报文和重物未被清理报文，会进行解析，并且控制音箱系统发出相应的报警信息；所述车载摄像头模块：采用双摄像头装置，对环卫清扫车工作时的前方画面及驾驶员的操作画面进行拍摄记录，并将数据传输至STM32主控芯片中，主控芯片再将数据存储到SD存储卡中，进行保存；所述紧急求救按钮：安装于驾驶室内座位前方；当遇到紧急情况时，驾驶员按下紧急求救按钮，STM32主控芯片的引脚会收到一个高电平信号；此时STM32主控芯片通过4G通信模块向服务器发送求救信号以及该环卫清洁车的编号和位置信息；其他局域网内的环卫清洁车会通过4G通信模块收到求救信号和该车的编号及位置；所述紧急安全开关：安装于驾驶室内座位前方；当驾驶员按下紧急安全开关时，STM32主控芯片的引脚会收到一个高电平信号；此时STM32主控芯片通过CAN总线，向DC/DC发送指令关闭动力电池向高压直流母线的功率输出；所述垃圾箱检测模块：将红外传感器的发射端和接收端安装于环卫清洁车的垃圾箱对立两个箱壁上，当垃圾箱内的垃圾存储到一定体积时，垃圾的高度达到阻碍红外传感器发射的一定频率的红外线后，接收端在一定时间内无法接收到规定频率的红外线，接收端向STM32主控芯片发送一个高电平信号，主控芯片会向音箱模块发送指令，音箱模块发出相应的报警信息；所述电机驱动及控制模块：用于进行环卫清洁车功率的切换，当驾驶员观测到前方垃圾较多时，按下小功率清扫的按钮，STM32主控芯片向电机驱动及控制模块发送指令，电机进入大功率工作模式；当前方垃圾较少时，按下大功率清扫的按钮，STM32主控芯片向电机驱动及控制模块发送指令，电机进入小功率工作模式，有利于节能环保；所述重物检测模块：用于在环卫清洁车在进行垃圾清扫后，及时发现未被清理的重物
垃圾，根据超声波传感器判断与地面之间的距离，判断是否有垃圾未被清理，并向STM32主控芯片传输信号，主控芯片发送指令给音箱模块，音箱模块发出相应的报警信息警告驾驶员，驾驶员可下车进行相应的处理工作，防止垃圾影响道路的正常使用；所述4G通信模块：包括串口转4G模块以及服务器，所述服务器通过串口转4G模块与STM32主控芯片双向信号连接，串口转4G模块用于STM32主控芯片和服务器之间进行通信；所述动力电池模块：动力电池模块中的BMS会实时将电池的SOC数据传递给STM32主控芯片，实现电池电量的实时监测；所述SD存储卡：用于存储车载摄像头模块拍摄的实时画面。2.根据权利要求1所述的一种基于STM32的纯电动环卫清洁车的智能化控制系统，其特征在于：所述的STM32主控芯片选取的型号为STM32F407ZGT6。3.根据权利要求1所述的一种基于STM32的纯电动环卫清洁车的智能化控制系统，其特征在于：所述音箱模块采用ISD1820型语音模块，该模块受到STM32主控芯片的控制；STM32主控芯片判断清洁车出现故障时，会控制音箱模块发出不同的警告语音；STM32主控芯片收到垃圾箱蓄满报文和重物未被清理的信号后，会控制音箱系统发出相应的报警信息；STM32主控芯片受到来自服务器内其他清洁车的求救信号时，也会通过音箱模块发出相应的提示声，有助于局域网内的其他清洁车驾驶员前往进行救助。4.根据权利要求1所述的一种基于STM32的纯电动环卫清洁车的智能化控制系统，其特征在于：所述车载摄像头模块采用OV5640型摄像头模块。5.根据权利要求1所述的一种基于STM32的纯电动环卫清洁车的智能化控制系统，其特征在于：所述垃圾箱检测模块，采用SW
‑
NC2020型红外传感器，用于检测垃圾箱内的垃圾高度是否阻碍了红外传感器接收端接收红外线，并通过RS485串口模块将数据传送到STM32主控芯片中，当STM32主控芯片判断未接收到红外线的时间高于设定门限值后，控制音箱模块播放相应的警告信息，提醒驾驶员需清理垃圾箱。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰战，朱昊，康谷峰，尹晨晨，吴迪，邱明明，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：