一種智能汽車行駛記錄儀的製作方法

2023-09-20 18:35:05 1

專利名稱：一種智能汽車行駛記錄儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於汽車電子設備技術領域，具體涉及一種智能汽車行駛記錄儀。
背景技術：
汽車行駛記錄儀，亦稱「汽車黑匣子」，是對車輛行駛速度、時間、裡程以及有關車 輛行駛的其他狀態信息進行記錄、存儲並可通過接口實現數據輸出的數字式電子記錄裝 置。汽車行駛記錄儀能夠完整準確的記錄車輛在行駛過程中的狀態信息，對於遏制疲勞駕 駛、車輛違章，約束駕駛員的不良行為，分析鑑定交通事故，提高交通管理的執法水平和運 輸企業的管理水平，保障車輛運行的安全有著重要的意義。隨著微電子與計算機技術的發展，汽車行駛記錄儀的功能已經遠遠超過單純事故 記錄的功能，從發展的趨勢來看，汽車行駛記錄儀勢必將與汽車其它電子系統(導航定位、 通訊、報警、測重、測溫、故障診斷等)相結合，向大容量、模塊化、系統化、數據無線傳輸和 數據集成處理的方向發展。面對這種趨勢，傳統的汽車行駛記錄儀存在著以下不足1、系統功能的不斷擴張，對汽車行駛記錄儀的擴展性要求越來越高。傳統的通過 在主機上掛載新的傳感器模塊來進行功能的擴展到方法受到了諸如處理器性能、成本和可 靠性等方面的限制，迫切的需要一種新型的數據採集模式。2、導航定位信息在事故處理和車輛管理和監控中越來越重要。傳統的汽車行駛 記錄儀大部分沒有對導航定位信息進行採集，少數單單通過全球定位系統(GPS，Global Positioning System)進行採集，但是在城市中使用時，由於受高層建築、樹木和立體式交 通的影響而經常無法準確定位。目前迫切需要一種能提供位置信息的行駛記錄儀。3、傳統的汽車記錄儀的車輛狀態信息的採集，基本上是採用集中式採集的方法， 即所有的傳感器信號都直接連接到主機上，由主機統一處理。這樣的方法僅僅能完成少量 數據信息的採集，隨著記錄儀在車輛中的廣泛應用，這種方式逐漸顯露出弊端。體現在以下 幾個方面(1)不利於記錄儀功能的拓展。隨著車輛傳感信息的增加，記錄儀的硬體上無法提 供更多的接口來完成數據的採集，使得記錄儀功能的拓展受到了限制。特別是系統定型後 任何功能的增減都需要繁瑣的硬體和軟體方面的改動，不適合進一步的功能擴展。(2)隨著傳感器數量的增多，相應的線纜大大增加，使得車輛的布線成為難題，大 大影響了車輛內部美觀。(3)信號易受到幹擾。傳感信號距離主機比較遠的情況下，信號傳輸的穩定性受到 了很大的考驗，由於汽車內部電磁環境比較惡劣，模擬信號在傳輸過程中往往會受到很大 的幹擾。(4)線路不具備故障檢測功能，使得局部的傳感器損壞往往會影響整個系統的運行。 發明內容為解決上述技術問題，本實用新型提供的一種系統擴展性好，穩定性好，使用方便，控制靈活的智能汽車行駛記錄儀。一種智能汽車行駛記錄儀，包括一信號採集模塊，用於採集汽車行駛過程中的信號數據；一微處理器，與信號採集模塊連接，用於對所述信號採集模塊採集到的信號數據 進行處理；一實時時鐘電路，與微處理器連接，用於提供實時時鐘；一數據存儲模塊，通過數據通信模塊與微處理器連接，用來存儲汽車行駛過程中 的實時數據與歷史數據；一掉電保護模塊，與微處理器連接，用於在掉電發生時對當前尚未保存的實時數 據分別處理和存儲；一人機接口模塊，與微處理器連接，用於進行輸入輸出操作；一電源模塊，與微處理器連接，給微處理器提供電力。優選地，所述的微處理器通過CAN總線接口模塊與信號採集模塊連接。所述CAN 總線接口 一端與微處理器連接，另一端與信號採集模塊連接，通過使用所述CAN總線接口， 採集到的數據信號傳輸距離能達到10Km，傳輸速度能達到IMbit/S。優選地，所述的數據通信模塊與微處理器通過通用串行總線連接。優選地，所述人機接口模塊由操作按鍵、顯示面板、指示燈、蜂鳴器以及列印串口 組成。所述操作按鍵可以對數據進行列印輸出以及數據的上傳和下載以及車輛特徵係數的 設定等操作；所述顯示面板主要是顯示各類信息，包括駕駛員代碼、實時時間、實時日期、實 時車速以及各類報警提示等；所述指示燈是顯示本實用新型是否處於正常工作狀態，指示 燈為綠色表明本實用新型工作正常，指示燈若為紅色則表明本實用新型工作故障；所述蜂 鳴器為報警之用，當汽車超速或駕駛員疲勞駕駛，蜂鳴器則工作；所述列印串口連接外圍打 印設備。優選地，所述數據存儲模塊是由用來存儲汽車在行駛過程中採集到實時數據的鐵 電存儲器(FRAM)與用來存儲汽車歷史數據的U盤兩部分組成。所述數據通信模塊與微處理器連接，通過採用通用串行總線(USB，Universal Serial Bus)將數據進行存儲，存儲的數據內容為實時時鐘、事故疑點數據、最近360小時 內車輛行駛速度數據、對應實時時鐘的車輛行駛裡程數據、車輛識別代號、車牌號碼、車牌 分類、駕駛員代碼、駕駛證證號、車輛特徵係數。所述實時時鐘電路用於提供實時時鐘，當汽車發生超速、駕駛員疲勞駕駛等情況 時，所述微處理器從所述實時時鐘電路讀取實時時間進行處理和保存，以便日後列印輸出。所述掉電保護模塊為實時數據的保存提供了一種安全機制，當系統供電電壓低於 某個特定值時，所述掉電保護電路認為掉電發生，於是觸發相應的中斷，在中斷處理程序 中，所述微處理器將對當前尚未保存的實時數據分別處理和存儲，從而避免數據的丟失；所述數據存儲模塊由鐵電存儲器(FRAM)與U盤組成，所述鐵電存儲器(FRAM)具 有存儲速度快、掉電不丟數據等特點，用來存儲汽車在行駛過程中採集到的實時數據，所述 U盤具有容量巨大，通用性好的特點，用來存儲汽車的歷史數據；所述信號採集模塊採集三路信號模擬量信號、數字量信號、開關量信號，所述模 擬量信號包括水溫、油壓、油量；所述數字量信號包括車速、發動機轉速；開關量信號包括大燈、左燈、右燈、遠光燈、近光燈、前門、後門、點火、剎車、雨刷、中控鎖。本實用新型採用CAN總線用於汽車內部各種數據的採集，具有很好的可擴展性和 可移植性，存儲器採用鐵電存儲器(FRAM)和U盤相互配合存儲的方式，具有存儲速度快，掉 電不丟數據等特點，另外，本實用新型還具有存儲的行車數據各類齊全、性能可靠、接線簡 單、使用方便、控制靈活、成本低廉、操作使用安全可靠等優點，在市場中擁有廣闊的前景。

圖1為本實用新型系統總體結構圖；圖2為本實用新型工作流程圖。
具體實施方式
下面通過附圖和具體實施例對本實用新型作優選地具體的說明，但本實用新型的 保護範圍並不限於此。如圖1所示，本實用新型提供的一種智能汽車行駛記錄儀，包括電源模塊1、數據 通信模塊2、實時時鐘模塊3、人機接口模塊4、掉電保護模塊5、微處理器6、數據存儲模塊 7、CAN總線接口模塊8以及信號採集模塊9。所述電源模塊1與微處理器6連接，給微處理器6提供電力，為本實用新型提供能 源；所述數據通信模塊2與微處理器6連接，通過採用通用串行總線(USB，Universal Serial Bus)將數據進行存儲，存儲的數據內容為實時時鐘、事故疑點數據、最近360小時 內車輛行駛速度數據、對應實時時鐘的車輛行駛裡程數據、車輛識別代號、車牌號碼、車牌 分類、駕駛員代碼、駕駛證證號、車輛特徵係數；所述實時時鐘模塊3包含一實時時鐘電路，其與微處理器6連接，提供實時時鐘， 當汽車發生超速、駕駛員疲勞駕駛等情況時，所述微處理器6從所述實時時鐘電路讀取實 時時間進行處理和保存，以便日後列印輸出；所述人機接口模塊4由操作按鍵、顯示面板、指示燈、蜂鳴器以及列印串口組成， 所述操作按鍵可以對數據進行列印輸出以及數據的上傳和下載以及車輛特徵係數的設定 等操作；所述顯示面板主要是顯示各類信息，包括駕駛員代碼、實時時間、實時日期、實時車 速以及各類報警提示等；所述指示燈是顯示本實用新型是否處於正常工作狀態，指示燈為 綠色表明本實用新型工作正常，指示燈若為紅色則表明本實用新型工作故障；所述蜂鳴器 為報警之用，當汽車超速或駕駛員疲勞駕駛，蜂鳴器則工作；所述列印串口連接外圍列印設 備；所述掉電保護模塊5包含一掉電保護電路，其與微處理器6連接，為實時數據的保 存提供了一種安全機制，當系統供電電壓低於某個特定值時，所述掉電保護電路認為掉電 發生，於是觸發相應的中斷，在中斷處理程序中，所述微處理器6將對當前尚未保存的實時 數據分別處理和存儲，從而避免數據的丟失；所述微處理器6與電源模塊1、數據通信模塊2、實時時鐘模塊3、人機接口模塊4、 掉電保護模塊5、數據存儲模塊7以及CAN總線接口模塊8連接，主要是對所述信號採集模 塊9採集到的信號數據進行處理；[0040]所述數據存儲模塊7與微處理器6連接，其由鐵電存儲器(FRAM)與U盤組成，所 述鐵電存儲器(FRAM)具有存儲速度快、掉電不丟數據等特點，用來存儲汽車在行駛過程中 採集到的實時數據，所述U盤具有容量巨大，通用性好的特點，用來存儲汽車的歷史數據；所述CAN總線接口模塊8 一端與微處理器6連接，另一端與信號採集模塊9連接， 通過使用所述CAN總線接口模塊8，採集到的數據信號傳輸距離能達到10Km，傳輸速度能達 到 IMbit/S ；所述信號採集模塊9採集三路信號模擬量信號、數字量信號、開關量信號，所述 模擬量信號包括水溫、油壓、油量；所述數字量信號包括車速、發動機轉速；開關量信號 包括大燈、左燈、右燈、遠光燈、近光燈、前門、後門、點火、剎車、雨刷、中控鎖。如圖2所示，本實用新型的工作流程如下1、系統初始化系統初始化是微處理器6工作的各個模塊的初始設置，系統初始化保證了單片機 各工作模塊的正確運行，是各個任務正確工作的基礎。2、系統設備自檢記錄儀開機後要進行系統設備的自檢。設備自檢是檢查各個硬體模塊是否工作正 常，如果不正常就需要屏蔽該設備，工作故障通過顯示屏和紅色指示燈閃爍指示故障信息。3、任務功能實現系統功能任務實現是整個系統軟體中最重要的部分，它保證了記錄儀各功能的實 現。記錄儀的功能任務可劃分為如下方面駕駛員信息讀取與更新、車輛速度採集、時間信 息採集、車輛行駛數據的保存、行駛信息的顯示和報警。採集車輛速度後，需要對速度進行超速判斷，如果車輛速度超過預先設定的速度 門限，則進行聲光的報警處理，提醒駕駛員注意行車安全按，並將超速的時間、地點以及駕 駛員信息記錄到存儲器中。採集車輛駕駛時間後，需要進行駕駛員疲勞駕駛的判斷。記錄儀可不間斷的記錄 同一駕駛員從開始駕駛以來連續(休息不到20分鐘)駕駛時間，如果該駕駛員連續駕駛時 間超過4個小時(可預先設定)，則記錄儀判定該駕駛員已經處於疲勞駕駛狀態，記錄儀記 錄該駕駛員的駕駛時間，駕駛裡程，駕駛起始終止地點，疲勞駕駛時間，疲勞駕駛裡程，疲勞 駕駛起始終止點等駕駛信息，並在該駕駛員疲勞駕駛時間內，每隔10分鐘進行語音燈光報 警提示，直到該駕駛員停止駕駛。4、任務數據更新系統通過狀態字和數據緩衝區的方式，實現中斷服務程序和主程序任務之間的信 息交互和運行控制。每個任務都有自己的任務狀態字和數據緩衝區，前臺運行的對應任務 的中斷服務程序接收到任務數據後，將數據發送到數據緩衝區中，並改寫任務狀態字。後臺 運行的任務程序在檢測到狀態字改變後，處理數據緩衝區中的數據，從而完成任務功能的 實現。最後應當指出的是以上所述僅為本實用新型的一個實施例，而不是用來限定本實 用新型的實施範圍的，凡是由本領域技術人員根據本實用新型的技術方案得出的其他實施 方式，均為本實用新型權利要求範圍所覆蓋。
權利要求1.一種智能汽車行駛記錄儀，其特徵在於包括一信號採集模塊，用於採集汽車行駛過程中的信號數據；一微處理器，與信號採集模塊連接，用於對所述信號採集模塊採集到的信號數據進行 處理；一實時時鐘電路，與微處理器連接，用於提供實時時鐘；一數據存儲模塊，通過數據通信模塊與微處理器連接，用來存儲汽車行駛過程中的實 時數據與歷史數據；一掉電保護模塊，與微處理器連接，用於在掉電發生時對當前尚未保存的實時數據分 別處理和存儲；一人機接口模塊，與微處理器連接，用於進行輸入輸出操作；一電源模塊，與微處理器連接，給微處理器提供電力。
2.根據權利要求1所述的智能汽車行駛記錄儀，其特徵在於所述的微處理器通過CAN 總線接口模塊與信號採集模塊連接。
3.根據權利要求1所述的智能汽車行駛記錄儀，其特徵在於所述的數據通信模塊與 微處理器通過通用串行總線連接。
4.根據權利要求1所述的智能汽車行駛記錄儀，其特徵在於所述人機接口模塊由操 作按鍵、顯示面板、指示燈、蜂鳴器以及列印串口組成。
5.根據權利要求1所述的智能汽車行駛記錄儀，其特徵在於所述數據存儲模塊是由 用來存儲汽車在行駛過程中採集到實時數據的鐵電存儲器與用來存儲汽車歷史數據的U 盤兩部分組成。
專利摘要本實用新型公開了一種智能汽車行駛記錄儀，包括電源模塊、數據通信模塊、實時時鐘模塊、人機接口模塊、掉電保護模塊、微處理器、數據存儲模塊、CAN總線接口模塊以及信號採集模塊。本實用新型採用CAN總線用於汽車內部各種數據的採集，具有很好的可擴展性和可移植性，存儲器採用鐵電存儲器和U盤相互配合存儲的方式，具有存儲速度快，掉電不丟數據等特點，另外，本實用新型還具有存儲的行車數據各類齊全、性能可靠、接線簡單、使用方便、控制靈活、成本低廉、操作使用安全可靠等優點，在市場中擁有廣闊的前景。
文檔編號G07C5/08GK201788532SQ20102028355
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月5日 優先權日2010年8月5日
發明者俞承永, 徐慧英, 朱信忠 申請人:浙江師範大學