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《2024 DigiKey 汽车应用创意挑战赛》-辅助驾驶数据采集系统

#竞赛 #竞赛 602 人阅读 | 0 人回复 | 2025-02-25

本帖最后由 xiaoshen-372360 于 2025-2-27 08:38 编辑

基于树莓派5的辅助驾驶数据采集系统


      在电子爱好者的 “魔法盒子” 里，树莓派一直是个神奇的存在。从诞生之初，它就以小巧的身材、亲民的价格和强大的拓展性，迅速在全球范围内圈粉无数，成为了 DIY 项目、教育普及以及创意开发的宠儿。如今，树莓派家族迎来了实力担当 —— 树莓派 5，它的出现，再次点燃了大家探索的热情。树莓派 5 在硬件配置上的升级堪称华丽转身。2.4GHz 的四核 64 位 Arm Cortex-A76 CPU，让运算速度实现了质的飞跃，多任务处理变得游刃有余。搭配上更高性能的 VideoCore VII GPU，无论是运行复杂的图形处理软件，还是流畅播放高清视频，都不在话下。内存和 I/O 带宽的翻倍，更是为数据的快速传输与处理提供了坚实保障，让树莓派 5 能够轻松应对各种高负载任务。
正是这些硬件上的卓越升级，让树莓派 5 在众多应用场景中都能大放异彩。而今天，我们要聚焦的，是它在辅助驾驶数据采集系统中的精彩表现。在智能驾驶的赛道上，数据就是车辆的 “智慧源泉”，树莓派 5 凭借自身优势，成为了收集这些宝贵数据的得力助手，接下来，就让我们一起深入探索它在其中的奇妙之旅。

硬件整体框架
   硬件端主要是有基础的电源模块，保证宽压情况下的运行稳定，同时也是整个系统运行的基础，系统除了树莓派5的最小系统，还有很多外设，接口，整个对外的传感器使用的是RS485的接口，通过总线的形式将读取温度数据、湿度数据、空气质量数据、GPS的定位信息、速度信息、并通过上述传感器，以及外接的RS485接口、CAN接口将整体的数据传输出去，方便车控系统做整体的处理。

所需要的树莓派5核心以及GPS模块



车窗前测试电路


辅助驾驶数据采集的关键要素（一）为什么采集这些数据
在辅助驾驶的复杂体系中，每一项数据都有着不可替代的作用，就像精密仪器里的各个零件，共同保障着系统的稳定运行。
温度，看似平常，却对车辆的电池性能有着深远影响。以电动汽车为例，在低温环境下，电池内活性物质的活性降低，电解液内阻和粘度增加，离子扩散难度增大，导致电池输出功率下降，放电电压大幅降低，续航里程也会随之大打折扣。而在高温环境中，电池内部的化学反应速度加快，虽然初始阶段电池容量可能有所增加，但长时间的高温会加速电池的老化，缩短电池的使用寿命。所以，准确采集温度数据，能够帮助车辆及时调整电池管理策略，确保电池始终处于最佳工作状态。
湿度同样不容忽视，它与车内人员的舒适度以及电子设备的寿命息息相关。当车内湿度过高时，不仅容易让驾乘人员感到闷热不适，还可能在车窗上形成雾气，影响驾驶员的视线。此外，过高的湿度还会加速车内电子设备的腐蚀，降低其可靠性。相反，湿度过低则可能导致皮肤干燥、喉咙不适等问题。因此，对湿度数据的监测和调控，是打造舒适、安全驾驶环境的关键一环。
空气质量更是直接关系到车内人员的健康。如今，城市空气污染日益严重，车内空间相对封闭，很容易受到外界污染的影响。采集空气质量数据，如监测空气中的颗粒物、有害气体（如甲醛、苯、二氧化硫等）浓度，能够让车辆及时启动空气净化系统，过滤有害污染物，为车内人员提供清新的空气。特别是在雾霾天气或交通拥堵路段，空气质量数据的作用就更加凸显。
车速，作为车辆行驶状态的最直观体现，是辅助驾驶系统进行决策的重要依据。它不仅用于显示车辆的当前速度，还被应用于众多驾驶辅助功能中。例如，自适应巡航控制系统需要根据前车的速度和与前车的距离，自动调整本车的车速，以保持安全的跟车距离；自动紧急制动系统也会根据车速和前方障碍物的距离，判断是否需要采取紧急制动措施，避免碰撞事故的发生。
GPS 位置信息则为车辆提供了精确的定位和导航功能。通过接收卫星信号，车辆能够实时确定自己在地图上的位置，并规划出最佳的行驶路线。在复杂的城市道路中，GPS 导航可以帮助驾驶员快速找到目的地，避免迷路。同时，它还能与其他交通信息相结合，如实时路况、交通管制等，为驾驶员提供更加全面的出行信息，帮助其合理规划行程，避开拥堵路段，节省出行时间。
（二）数据如何服务辅助驾驶
这些数据就像是车辆的 “感觉器官”，让车辆能够全面感知周围的环境信息，并将这些信息传输给辅助驾驶系统的 “大脑”，即车辆的电子控制单元（ECU）。ECU 通过对这些数据的分析和处理，做出准确的决策，从而实现车辆的智能化驾驶。
比如，当空气质量数据显示车内空气质量不佳时，车辆的通风系统会自动调整工作模式，加大新风的引入量，同时启动空气净化器，对车内空气进行循环过滤，以改善空气质量。在这个过程中，数据就像是通风系统和空气净化器的 “指挥官”，引导它们协同工作，为车内人员创造一个健康的呼吸环境。
再看车速和 GPS 位置信息，它们在车辆的自动驾驶和导航功能中发挥着核心作用。当车辆启动自动驾驶功能后，系统会根据车速和前方车辆的距离，自动调整车速和行驶方向。如果前方车辆减速，系统会及时降低车速，保持安全距离；如果需要超车，系统会根据 GPS 位置信息和周围车辆的行驶状态，判断是否具备超车条件，并在合适的时机完成超车动作。而在导航过程中，GPS 位置信息会实时更新车辆的位置，导航系统根据这些信息，结合实时路况和驾驶员设定的目的地，动态规划最优路线，并通过语音和图像的方式为驾驶员提供导航指引。
此外，温度和湿度数据也会对车辆的舒适性配置产生影响。当温度过高时，车辆的空调系统会自动降低制冷温度，加大制冷量，以保持车内凉爽；当湿度过高时，空调系统会自动开启除湿功能，降低车内湿度。这些数据的实时采集和分析，让车辆能够根据环境变化自动调整舒适性配置，为驾乘人员提供更加舒适的驾驶体验。
树莓派 5 搭建数据采集系统（一）硬件连接全解析
要搭建基于树莓派 5 的辅助驾驶数据采集系统，硬件连接是基础且关键的一步。就像搭建一座房子，每一根 “梁柱” 都要摆放准确，才能确保整个结构的稳固。
首先，我们来连接 DHT11 温湿度传感器。它的连接相对简单，将 DHT11 的 VCC 引脚连接到树莓派 5 的 3.3V 电源引脚，为传感器提供稳定的电力支持，就如同给一个设备插上电源插头，让它能够正常运转。GND 引脚连接到树莓派 5 的 GND 引脚，建立起电路的参考地，保证信号传输的稳定性。而DATA 引脚则连接到树莓派 5 的 GPIO 4 号引脚，这是数据传输的通道，温湿度数据就通过这个引脚从传感器传输到树莓派 5 中，就像信息的高速公路，让数据能够快速、准确地流通。
空气质量传感器，我们以常见的 MQ-135 为例。MQ-135 的 VCC 引脚同样连接到树莓派 5 的 3.3V 电源引脚，GND 引脚连接到 GND 引脚。对于数据输出引脚，根据其工作原理和通信协议，将其连接到树莓派 5 合适的 GPIO 引脚上，具体的引脚选择可以参考传感器的说明书，不同的传感器可能会有不同的要求，这就好比不同的钥匙对应不同的锁，只有正确匹配，才能顺利打开数据传输的 “大门”。
车速传感器一般通过脉冲信号来表示车速，我们可以将其信号输出引脚连接到树莓派 5 的 GPIO 引脚。比如，将车速传感器的信号输出引脚连接到GPIO 17，树莓派 5 通过检测该引脚的脉冲频率，就能够计算出车辆的行驶速度，就像通过计算一段时间内经过的脉冲数量，来判断车辆行驶的快慢。
GPS 模块则通过串口与树莓派 5 进行通信。将 GPS 模块的 TX 引脚连接到树莓派 5 的 RX 引脚，RX 引脚连接到树莓派 5 的 TX 引脚，实现数据的双向传输。同时，别忘了将 GPS 模块的 VCC 和 GND 引脚分别连接到树莓派 5 的 3.3V 电源引脚和 GND 引脚，为 GPS 模块提供稳定的电源，确保它能够持续接收卫星信号，准确获取车辆的位置信息。
为了让大家更直观地理解，下面是树莓派 5 与各类传感器连接的示意图：
[此处插入树莓派 5 与各类传感器连接的清晰示意图]
（二）软件配置与代码实现
硬件连接完成后，就需要通过软件来驱动这些传感器，让它们协同工作，为我们采集数据。在树莓派 5 上，Python 是我们的得力助手，它以简洁的语法和丰富的库，成为了数据采集和处理的首选编程语言。
首先，确保树莓派 5 上已经安装了 Python 环境。如果没有安装，可以通过以下命令进行安装：

  
sudo apt-get update
  
sudo apt-get install python3
  
接下来，安装所需的库。对于 DHT11 温湿度传感器，我们可以使用 Adafruit_DHT 库，它提供了简单易用的接口，让我们能够轻松读取传感器数据。安装命令如下：

  
sudo pip3 install Adafruit_DHT
  
对于空气质量传感器 MQ-135，可能需要根据其具体的通信协议和驱动要求，安装相应的库。比如，有些传感器可能需要安装 smbus 库来进行 I2C 通信。安装命令为：

  
sudo apt-get install python3-smbus
  
车速传感器和 GPS 模块的相关库也需要根据其具体的型号和通信方式进行安装。例如，对于某些 GPS 模块，可能需要安装 gpsd-py3 库来实现数据的读取和解析。安装命令如下：

  
sudo pip3 install gpsd-py3
  
安装好库之后，就可以编写代码来读取传感器数据了。下面是一个简单的 Python 代码示例，展示如何读取 DHT11 温湿度传感器、MQ-135 空气质量传感器、车速传感器和 GPS 模块的数据：

  
import Adafruit_DHT
  
import smbus
  
import time
  
import gpsd
  
# 初始化DHT11传感器
  
DHT_SENSOR = Adafruit_DHT.DHT11
  
DHT_PIN = 4
  
# 初始化空气质量传感器（假设使用I2C通信）
  
bus = smbus.SMBus(1)
  
MQ135_ADDR = 0x50   # 根据实际地址修改
  
# 初始化GPS模块
  
gpsd.connect()
  
def read_dht11():
  
     humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(DHT_SENSOR, DHT_PIN)
  
    if  humidity is not None and temperature is not None:
  
         return temperature, humidity
  
    else:
  
         return None, None
  
def read_mq135():
  
    # 这里只是示例，实际需要根据传感器手册编写读取逻辑
  
    data =  bus.read_i2c_block_data(MQ135_ADDR, 0x00, 2)
  
    # 假设数据处理逻辑如下，实际需要根据传感器数据格式调整
  
    value =  (data[0] << 8) | data[1]
  
    return  value
  
def read_speed():
  
    # 假设车速传感器通过脉冲计数计算车速，这里只是示例
  
    # 实际需要根据传感器连接和工作方式编写逻辑
  
    # 例如，通过GPIO中断计数，再根据脉冲与车速的关系计算车速
  
    # 这里简单返回一个固定值
  
    return  60.0
  
def read_gps():
  
    packet  = gpsd.get_current()
  
    if  packet.mode >= 2:
  
         return packet.lat, packet.lon
  
    else:
  
         return None, None
  
while True:
  
     temperature, humidity = read_dht11()
  
     air_quality = read_mq135()
  
    speed =  read_speed()
  
    lat,  lon = read_gps()
  
     print(f"温度:  {temperature}°C, 湿度: {humidity}%, 空气质量: {air_quality}, 车速: {speed}km/h,  GPS位置: ({lat}, {lon})")
  
     time.sleep(1)
  
在这段代码中，我们首先定义了各个传感器的初始化参数，然后分别编写了读取每个传感器数据的函数。在主循环中，不断读取各个传感器的数据，并打印出来。通过这样的方式，我们就实现了一个简单而有效的辅助驾驶数据采集系统，让树莓派 5 能够实时获取车辆行驶过程中的各种关键数据。
在实际的辅助驾驶项目中，树莓派 5 的数据采集系统发挥了重要作用。某智能驾驶研发团队在测试车辆上安装了基于树莓派 5 的数据采集系统，在一次长途测试中，车辆行驶在复杂的路况下，包括城市拥堵路段、高速公路以及乡村小道。
在城市拥堵路段，树莓派 5 实时采集车速数据，发现车辆在频繁的启停过程中，车速波动较大，平均车速仅为 20km/h 左右。同时，空气质量传感器检测到空气中的颗粒物浓度和有害气体含量明显升高，这是因为车辆在低速行驶时，发动机燃烧不充分，尾气排放增加，再加上周围车辆的尾气排放，导致空气质量恶化。

部分代码展示
  1. #include <errno.h>
  2. #include <stdio.h>
  3. #include <stdlib.h>
  4. #include <string.h>
  5. #include <unistd.h>
  6. #include <fcntl.h>
  7. #include <termios.h> /*PPSIX 终端控制定义*/
  8. #include "serial.h"
  9. #include "Modbus.h"

  11. char ver[20] = {"ver01.001"};

  13. int fd;
  14. MB_Cmd Modbus;
  15. struct_tty_param tty_param = {9600, 8, 1, 'N', 0};

  17. unsigned char send_buff[100], receive_buff[100];
  18. unsigned int send_num = 0, receive_num = 0;
  19. char dev[20];

  21. //数据收发应用
  22. char active_send_buff[500] = "test serial port";
  23. int active_send_mode = 0, active_send_num = 16, active_send_time = 1000, active_send_time_count = 0;
  24. int real_send_num = 0;
  25. int loopback_send_mode = 0;

  27. /*
  28. * @description  : 数函数
  29. * @param - argc : 参数
  30. * @param - *argv: 带入参数数组指针
  31. * @return                 : 执行结果
  32. */
  33. int main(int argc, char *argv[])
  34. {
  35.     int result = 0,i=0;

  37.     //检测是否有参数


  40.     strcpy(dev, "/dev/ttymxc1");/*-- 设置需要打开的串口设备 --*/        
  41.                                 /*--  初始化 -- 设置串口参数的结构体 ---*/
  42.     tty_param.baudrate=115200;  /*-- 设置波特率为 115200 */
  43.     tty_param.check='N';        /*-- 设置奇偶校验 ： O：奇校验 E：偶校验 M：MARK校验 S：SPACE校验 N：无校验 */
  44.     tty_param.data_bit=8;       /*-- 设置数据位为8 位 */
  45.     tty_param.hardware=0;       /*-- 设置硬件流控为：0：不设置硬件流控  1：启用硬件流控 ---*/
  46.     tty_param.stop_bit=1;       /*-- 设置停止位为1位 --*/

  48.     fd = open(dev, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);
  49.     if (fd < 0)
  50.     {
  51.         perror(dev);
  52.         printf("Can't Open Serial Port %s \n", dev);
  53.         exit(0);
  54.     }
  55.     else
  56.     {
  57.         Modbus.MyStation=1;
  58.         printf("baudrate=%ld,data_bit=%d,stop_bit=%d,check='%c'\n", tty_param.baudrate, tty_param.data_bit, tty_param.stop_bit, tty_param.check);
  59.         //--设置串口参数--前方结构体已经赋值了 ---
  60.         if ((result = func_set_opt(fd, tty_param.baudrate, tty_param.data_bit, tty_param.stop_bit, tty_param.check, tty_param.hardware)) < 0)
  61.         {
  62.             perror("set_opt error");
  63.             exit(0);
  64.         }

  66.     }

  68.     while (1)
  69.     {
  70.         receive_num = func_receive_frame(fd, receive_buff, sizeof(receive_buff)); /*-- 读取串口收到的数据 --*/
  71.         if (receive_num > 0)
  72.         {
  73.             /*--
  74.             printf("Received Num of char :%d    " ,receive_num );
  75.             printf("Receive : " );
  76.             for(i=0; i<receive_num;i++)
  77.             {
  78.                 printf("%X ",receive_buff[i]);  //--打印收到的字符
  79.             }
  80.             printf("\n" );
  81.              --*/
  82.             Modbus_Process(receive_buff,receive_num,&Modbus);
  83.         }
  84.         usleep(50);/*-- 休眠500us --*/
  85.     }
  86.     exit(0);
  87. }
复制代码
协议部分代码展示
  1. #include "Modbus.h"
  2. #include "serial.h"

  4. unsigned short InputREG[MaxInputREG_Data];
  5. unsigned short OutputREG[MaxOutputREG_Data];
  6. unsigned char Inputbit[MaxInputData];
  7. unsigned char Outputbit[MaxOutputData];


  10. signed short AnaseStr(unsigned char *Str,unsigned char Num,MB_Cmd * MB)
  11. {
  12.     signed short ReturnNum = -1,i=0;//--初始化返回值--
  13.     unsigned short CRC_RCV=0,CRC_Count=0;//--接收到字符串的CRC校验


  16.     MB->Station  = Str[0];
  17.     MB->Funcode  = Str[1];
  18.   if(MB->MyStation==MB->Station)
  19.   {
  20.    //--指针指向接收到的字符串
  21.     for(i=0;i<Num;i++)
  22.     {
  23.       MB->Rcvstring[i]=Str[i];
  24.     }
  25.     MB->RcvNum=Num ;//--获取目前接收到的字符长度
  26.     CRC_RCV=((Str[Num-1]<<8)|Str[Num-2]);//--获取当前的接收到的校验码--
  27.     CRC_Count=usMBCRC16( MB->Rcvstring, (MB->RcvNum-2) );;//-- 计算当前数据的校验码--
  28.     if(CRC_RCV==CRC_Count)//--首先判断CRC校验是否正确--
  29.     {
  30.         //--将接收到的数据-
  31.         MB->Station    = MB->Rcvstring[0];
  32.         MB->Funcode    = MB->Rcvstring[1];
  33.         MB->StartAddr  = ((MB->Rcvstring[2]<<8)|MB->Rcvstring[3]);
  34.         MB->NumREG     = ((MB->Rcvstring[4]<<8)|MB->Rcvstring[5]);
  35.         return 0;
  36.     }
  37.   }
  38.   return ReturnNum;
  39. }


  42. unsigned int SendModbus(MB_Cmd * MB,unsigned int UartFD)
  43. {

  45.     if (MB->SendFlag==1)
  46.     {
  47.         MB->SendFlag=0;
  48.       
  49.       func_send_frame(UartFD,MB->Sendstring,MB->SendNum);

  51.         return 0;
  52.     }
  53. }



  57. unsigned short JudgetheMAxNum(MB_Cmd * MB)
  58. {
  59.     if((MB->Funcode==ReadCoil)||(MB->Funcode==WriteMultCoil)||(MB->Funcode==WriteSingelCoil))/*- 01: 读线圈 05：写单个线圈 15：写多个线圈*/
  60.        {
  61.           return MaxOutputData;
  62.        }
  63.     else if((MB->Funcode==ReadCoilInput))/*-- 读取离散量输入 ---*/
  64.        {
  65.          return MaxInputData;

  67.        }
  68.     else if((MB->Funcode==ReadinputRegister))/*-04-读取输入寄存器---*/
  69.        {
  70.           return MaxInputREG_Data;
  71.        }
  72.     else if ((MB->Funcode==ReadMultRegister)||(MB->Funcode==WriteSingelRegister)||(MB->Funcode==WriteMultRegister))
  73.        {
  74.           return MaxOutputREG_Data;
  75.        }

  77. }

  79. signed short IsMessageOK(MB_Cmd * MB)//--判断是否是支持的功能码--寄存器数量--起始地址和寄存器地址OK？--读输入寄存器正常？
  80. {
  81.     signed short ReturnNum = -1;//--初始化返回值--
  82.    unsigned short MAX_REGNUM=0;
  83.     if((MB->Funcode>=1)&&(MB->Funcode<=6))//--判断是否是支持的功能码
  84.     {

  86.         MAX_REGNUM=JudgetheMAxNum(MB);
  87.         if(((MB->NumREG+MB->StartAddr)>=1)&&((MB->NumREG+MB->StartAddr)<=0x007D))//--寄存器数量是否正确--1-0x007D ;
  88.         {
  89.             if((MB->NumREG+MB->StartAddr)<=MAX_REGNUM)//--起始地址OK--其实起始地址+寄存器数量OK？
  90.             {
  91.                 ReturnNum=0;
  92.                 return ReturnNum;
  93.             }
  94.             else
  95.             {
  96.                 MB->Sendstring[0]=MB->Station+0x80;
  97.                 MB->Sendstring[1]=0x02;
  98.                 MB->SendNum=2;
  99.                 MB->SendFlag=1;
  100.                 //--地址和数量超过设备的寄存器了
  101.                 ReturnNum=2;
  102.                 return ReturnNum;
  103.             }
  104.         }
  105.         else
  106.         {
  107.             MB->Sendstring[0]=MB->Station+0x80;
  108.             MB->Sendstring[1]=0x03;
  109.             MB->SendNum=2;
  110.             MB->SendFlag=1;
  111.             //--表示寄存器数量已经超过了一次报文能够发送的数据量---
  112.             ReturnNum=3;
  113.             return ReturnNum;

  115.         }

  117.     }
  118.     else
  119.     {
  120.         MB->Sendstring[0]=MB->Station+0x80;
  121.         MB->Sendstring[1]=0x01;
  122.         MB->SendNum=2;
  123.         MB->SendFlag=1;
  124.         //--表示当前是不支持的功能码--
  125.         ReturnNum=1;
  126.         return ReturnNum;
  127.     }
  128.     return ReturnNum;
  129. }

  131. unsigned short ReadMultREG_03(MB_Cmd * MB)
  132. {
  133.     unsigned short i=0,Length=0,StartAddr=0,CRC_Data=0;
  134.     MB->Sendstring[0]=MB->Station;//--站号--
  135.     MB->Sendstring[1]=MB->Funcode;//--功能码--
  136.     MB->Sendstring[2]=MB->NumREG*2;//--字节数量--

  138.     Length=MB->NumREG;//--需要读取的自己长度的
  139.     StartAddr=MB->StartAddr;//--起始地址--
  140.     //--开始拷贝数据
  141.     for (i=0;i<Length;i++)
  142.         {//--
  143.             MB->Sendstring[2*i+3]=((OutputREG[i+StartAddr]>>8)&0xff);//--复制数据--
  144.             MB->Sendstring[2*i+4]=(OutputREG[i+StartAddr]&0xff);
  145.         }
  146.    
  147.         CRC_Data=usMBCRC16( MB->Sendstring, MB->Sendstring[2]+3 );//--计算CRC的数值
  148.     MB->SendNum= MB->Sendstring[2]+5;//--传入带发送的字节长度--
  149.     MB->Sendstring[MB->SendNum-2]=(CRC_Data&0xff);  //--CRC-H
  150.     MB->Sendstring[MB->SendNum-1]=((CRC_Data>>8)&0xff);  //--CRC-L

  152.     MB->SendFlag=1;
  153. }


  156. unsigned short Modbus_Process(unsigned char *Str,unsigned char Num,MB_Cmd * MB)
  157. {
  158.     signed short ReturnNum = -1;//--初始化返回值--
  159.     if( AnaseStr(Str,Num,MB)!=0)//--判断校验是否正确
  160.     {
  161.         printf(" Modbus_Process ERROR 01 parameter error \n");
  162.         return  ReturnNum;
  163.     }

  165.     ReturnNum=IsMessageOK(MB);
  166.     if( ReturnNum!=0)//--如果出现了不支持的功能码等问题--那么久直接退出，返回错误码--
  167.     {
  168.         printf(" Modbus_Process ERROR 02 unsuported funcode : return:%x  \n",ReturnNum);
  169.         SendModbus(MB,fd);
  170.        return 0;//-
  171.     }

  173.   /*-- 前期的检验以及判断均没有错误，那么就直接开始数据的操作--*/
  174.     switch(MB->Funcode)
  175.     {
  176.        case  ReadCoil :      //-01 -读线圈----
  177.        {


  180.        }break;

  182.       case  ReadCoilInput: //-02 -读取输入线圈--       //-01 -读线圈----
  183.        {


  186.        }break;
  187.        case ReadMultRegister  :      //-03 -读取多个寄存器--
  188.        {
  189.             ReadMultREG_03(MB);

  191.        }break;
  192.        case ReadinputRegister  :      //-05-写单个线圈
  193.        {


  196.        }break;
  197.        case WriteSingelRegister  :      //-06 -写单个寄存器--
  198.        {


  201.        }break;
  202.         case  WriteMultCoil  :     //-05 -写多个线圈
  203.        {


  206.        }break;
  207.         case WriteMultRegister  :      //-01 -写多个寄存器----
  208.        {


  211.        }break;
  212.         default :
  213.         {
  214.            perror(" Modbus_Process ERROR 03 ERROR  \n");  

  216.         }break;

  218.     }
  219.   SendModbus(MB,fd);
  220. }





  226. static const unsigned char  aucCRCHi[] = {
  227.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  228.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
  229.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  230.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  231.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  232.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
  233.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
  234.     0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
  235.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  236.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
  237.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  238.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  239.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  240.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  241.     0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  242.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  243.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  244.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
  245.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  246.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  247.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
  248.     0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
  249. };

  251. static const unsigned char  aucCRCLo[] = {
  252.     0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7,
  253.     0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E,
  254.     0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09, 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9,
  255.     0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC,
  256.     0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
  257.     0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32,
  258.     0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D,
  259.     0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A, 0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38,
  260.     0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF,
  261.     0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
  262.     0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1,
  263.     0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4,
  264.     0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F, 0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB,
  265.     0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA,
  266.     0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,
  267.     0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0,
  268.     0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97,
  269.     0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C, 0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E,
  270.     0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89,
  271.     0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
  272.     0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83,
  273.     0x41, 0x81, 0x80, 0x40
  274. };
  275. /*-----------------------*/
  276. unsigned short usMBCRC16( unsigned char  * pucFrame, unsigned short  usLen )
  277. {
  278.     unsigned char            ucCRCHi = 0xFF;
  279.     unsigned char            ucCRCLo = 0xFF;
  280.     int             iIndex;
  281.     while( usLen-- )
  282.     {
  283.         iIndex = ucCRCLo ^ *( pucFrame++ );
  284.         ucCRCLo = ( unsigned char  )( ucCRCHi ^ aucCRCHi[iIndex] );
  285.         ucCRCHi = aucCRCLo[iIndex];
  286.     }
  287.     return ( unsigned short )( ucCRCHi << 8 | ucCRCLo );
  288. }




复制代码

       当车辆行驶到高速公路上时，车速传感器记录到车辆的稳定行驶速度达到了 100km/h，此时树莓派 5 采集到的温度数据显示，发动机的温度逐渐升高，接近了正常工作温度的上限。这是因为在高速行驶时，发动机的负荷增大，产生的热量增多。同时，GPS 位置信息也准确地记录了车辆的行驶轨迹，为后续的路线分析提供了依据。
在乡村小道上，道路状况复杂，弯道多、坡度大。树莓派 5 的数据采集系统不仅准确采集了车速、GPS 位置信息，还通过温湿度传感器监测到由于乡村环境相对潮湿，空气湿度达到了 70% 左右，这对车辆的制动系统和电子设备可能会产生一定的影响。
通过树莓派 5 采集到的这些丰富而准确的数据，研发团队对车辆在不同路况下的性能表现有了全面的了解。他们根据这些数据，优化了车辆的发动机控制策略，提高了发动机在不同工况下的燃烧效率，降低了尾气排放，改善了空气质量。同时，针对不同路况下的车速变化和温度变化，对车辆的散热系统和制动系统进行了优化，提高了车辆的安全性和可靠性。这些优化措施，使得车辆在后续的测试中，各项性能指标都有了显著提升，为辅助驾驶技术的进一步发展提供了有力支持。





本主题由 管理团队 于 2025-2-27 09:05 审核通过
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