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汽車行駛記錄儀的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料

2025-07-04 15:32本頁(yè)面
  

【正文】 據(jù)的存儲(chǔ)需求國(guó)標(biāo)規(guī)定無(wú)論車輛在行駛狀態(tài)還是停駛狀態(tài),記錄儀均應(yīng)能提供實(shí)時(shí)時(shí)間對(duì)應(yīng)的車輛行駛速度信息。由此得出事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)的邏輯格式如表3.1所示。車輛行駛狀態(tài)數(shù)據(jù),十六進(jìn)制,占用1個(gè)字節(jié)。時(shí)間(年、月、日、時(shí)、分、秒),8421BCD碼,占用6個(gè)字節(jié)。速度記錄單位為km/h,測(cè)量范圍為0km/h~220km/h,測(cè)量分辨率等于或優(yōu)于lkm/h。車輛行駛速度數(shù)據(jù)主要由事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)和行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)兩部分組成。圖31 速度脈沖信號(hào)采集電路 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元詳細(xì)分析數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的需求,闡述存儲(chǔ)方案的選擇,給出事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)和行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式。 (31) (32)由速度傳感器采集到的速度信號(hào)經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓管z1限壓,使信號(hào)幅度在O5V之間,然后信號(hào)送入電壓跟隨器、遲滯比較器,通過(guò)遲滯比較器的回差電壓,消除了外界信號(hào)的干擾。遲滯比較器的閾值電壓UTl和Ur2計(jì)算公式如公式31和公式32所示。本文調(diào)試時(shí),輸入信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。圖中汽車速度傳感器的輸出接VP0,VPl信號(hào)送MCU的脈沖累加器引腳。采集脈沖信號(hào)時(shí)必須要將方波信號(hào)提高到滿足幾電平,才能提供給單片機(jī)端口。車速傳感器是國(guó)標(biāo)規(guī)定的記錄儀的重要組成部分之一,速度脈沖信號(hào)可以從車速儀表盤采集,或者按照用戶要求安裝車速傳感器。電池座子有臥式和立式之分,前者便宜,后者價(jià)格貴,但是節(jié)省布線空間。由于12C總線接口均為開(kāi)漏或丌集電極輸出,故需加上拉電阻。芯片8腳封裝,體積小,功耗低,在實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘集成電路選型時(shí),是一款性價(jià)比高的芯片。選用NXP公司推出的一種低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片NXP8563,其帶有一個(gè)400KHz12C總線接口,允許使用備用電池長(zhǎng)時(shí)間供電,每次讀寫數(shù)據(jù)后,內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生增量。連續(xù)記錄24h數(shù)據(jù),記錄時(shí)間允許誤差在177。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘國(guó)標(biāo)規(guī)定記錄儀記錄儀應(yīng)能提供北京時(shí)間同期和時(shí)鐘,應(yīng)能以年、月、日或yyyy/mm/dd/的方式記錄實(shí)時(shí)日期;應(yīng)能以時(shí)、分、秒或hh:mm:ss的方式記錄實(shí)時(shí)時(shí)鐘。IC卡插入方向?yàn)镮C卡觸點(diǎn)面向上,并且觸點(diǎn)端朝前。RST弓I腳與單片機(jī)IO腳相連。SLE4442存儲(chǔ)器主要由256字節(jié)E2pROM型主存儲(chǔ)器、32位PROM型保護(hù)存儲(chǔ)器和4字節(jié)E2PROM型加密存儲(chǔ)器組成。為了保證駕駛員的信息不被隨意更改,選用西門子公司生產(chǎn)的接觸式邏輯加密卡SLE4442。在每次駕車前,駕駛?cè)藛T首先應(yīng)確認(rèn)自己的代碼。 駕駛員身份識(shí)別國(guó)標(biāo)規(guī)定記錄儀應(yīng)能實(shí)現(xiàn)駕駛?cè)藛T身份記錄功能,應(yīng)能記錄駕駛員代碼和公安交通管理部門核發(fā)的機(jī)動(dòng)車駕駛證證號(hào)。本章重點(diǎn)分析記錄儀主機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、顯示單元的電路設(shè)計(jì)。XFC引腳是壓控振蕩器(vCO)的電壓控制端,通過(guò)給鎖相環(huán)電路編程,以數(shù)字方式鎖定VCO的控制端電壓[5]。電容C1C19和晶振Y1組成最小系統(tǒng)的時(shí)鐘電路。JPl為系統(tǒng)的BDM(背景開(kāi)發(fā)模式)調(diào)試接口。圖22MC9S12D64最小系統(tǒng)電路MC9S12D64頻率高達(dá)25MHz,可采用鎖相環(huán)技術(shù)提高系統(tǒng)的電磁兼容性,片內(nèi)有64KBFlash、4KBRAM和1KBEEPROM,片內(nèi)集成2個(gè)異步串口SCI、1個(gè)同步外圍設(shè)備串口SPI、1個(gè)12C總線接口、1個(gè)CAN模塊、16位定時(shí)器、脈沖累加器模塊、8通道輸入捕捉通道和輸出比較通道、最多高達(dá)91個(gè)獨(dú)立數(shù)字I/O,其中20個(gè)具有外部中斷及喚醒功能[4]??紤]各種因素,系統(tǒng)選用飛思卡爾公司生產(chǎn)的16位微控制器MC9S12D64。由于記錄儀只需顯示和打印100多個(gè)漢字及其它字符,所需的存儲(chǔ)空間小,為降低成本,自定義液晶和打印機(jī)的字庫(kù)。系統(tǒng)主存儲(chǔ)器容量高達(dá)1M字節(jié),可以存儲(chǔ)高于國(guó)標(biāo)規(guī)定的360h的數(shù)據(jù)[2]。3)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。IC卡實(shí)現(xiàn)駕駛員身份識(shí)別功能;實(shí)時(shí)時(shí)鐘為記錄儀主機(jī)記錄、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)提供不間斷的時(shí)間依據(jù)。不同的信號(hào)編碼、存儲(chǔ)格式不同。不僅可以采集國(guó)標(biāo)規(guī)定的剎車信號(hào),還可以采集霧燈等其它七路車輛狀態(tài)信號(hào)。本文選用接觸式邏輯加密卡,更改駕駛員身份需要經(jīng)過(guò)密碼校驗(yàn),保護(hù)駕駛員的合法權(quán)益。圖21系統(tǒng)總體框圖1)主控制器選用Freescale16位微處理器MC9S12D64,該系列芯片抗干擾,在汽車電子產(chǎn)品中應(yīng)用較多。 第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)框圖本文設(shè)計(jì)的記錄儀主機(jī)主要由主控制器、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、液晶顯示器、熱敏打印機(jī)和數(shù)據(jù)通信單元等組成。還根據(jù)這些資料展現(xiàn)的前景,對(duì)汽車行駛記錄儀的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。其發(fā)展必將對(duì)中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益產(chǎn)生巨大影響。論文首先對(duì)汽車行駛記錄儀系統(tǒng)的產(chǎn)生和應(yīng)用背景進(jìn)行了討論,接著討論了汽車行駛記錄儀的主要功能和結(jié)構(gòu),然后進(jìn)行了硬件電路的設(shè)計(jì),主要包括傳感器的選擇,汽車行駛記錄儀(黑匣子)主機(jī)電路設(shè)計(jì),其中包括數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)輸出模塊設(shè)計(jì)和顯示電路設(shè)計(jì)。能夠向記錄器提供汽車行駛時(shí)的速度、信號(hào)、方向。可直接采集設(shè)置記錄器中的汽車參數(shù)、時(shí)間、限速范圍,還能以圖線形式再現(xiàn)發(fā)生事故的汽車行駛軌跡。還要借助軟件系統(tǒng)控制其它模塊,如數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)顯示等。 (3)MCU主控芯片。(2)顯示器。能在汽車行駛中客觀、精確地記錄下多種工作狀態(tài),如前進(jìn)、后退、加/減速、勻速、轉(zhuǎn)彎、爬坡、上下橋、超速、飛車時(shí)的參數(shù)。隨之車載部分也可簡(jiǎn)化處理,從而降低系統(tǒng)成本,也就更有利于大面積推廣使用。主要特征是行駛記錄儀通過(guò)現(xiàn)代通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行時(shí)傳送數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題即時(shí)處理。為此又有新的一代產(chǎn)品問(wèn)世,可以稱之為3G型行駛記錄儀。從以上各類行駛記錄儀都是采取事后分析方式,在事后才下載數(shù)據(jù),再根據(jù)數(shù)據(jù)或圖形進(jìn)行分析處理。其數(shù)據(jù)一經(jīng)采集各職能部門都受益,特別是適用于中大型企業(yè)十幾臺(tái)車乃至上千臺(tái)車的綜合管理需求。主要特征是多通道數(shù)據(jù)采集處理,全程連續(xù)記錄,大容量存儲(chǔ)卡和強(qiáng)大的綜合管理軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)資源共享。這類產(chǎn)品的典型代表:國(guó)外有美國(guó)0.T.C.公司生產(chǎn)的SWl00型車輛監(jiān)控系統(tǒng)。其功能除了具備事故型記錄儀的主要事故分析功能外,還增加了簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng),用于運(yùn)營(yíng)單位的司機(jī)、車輛、車隊(duì)以及實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)單位的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)化基本管理。3)管理型管理型記錄儀是在事故型的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)字式記錄儀記錄的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)利用的特點(diǎn),根據(jù)營(yíng)運(yùn)車輛管理的需要開(kāi)發(fā)的新一代數(shù)字式行駛記錄儀,是事故型的升級(jí)型。適用于只需要事故型的單位和個(gè)人用戶。有的事故型記錄儀除了可以記錄行駛過(guò)程中的速度變化情況和發(fā)出超速報(bào)警信號(hào)外,還可記錄行駛過(guò)程中車輛運(yùn)行的方向變化和駕駛?cè)藛T的操作行為,以便在出現(xiàn)事故時(shí),能夠根據(jù)在一段時(shí)間內(nèi)的信息來(lái)分析判斷事故的原因和責(zé)任。主要特征是記錄停車前短時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù),一般為一分鐘到幾小時(shí)之間,并不是連續(xù)全程記錄模式。2)事故型以記錄事故發(fā)生時(shí)的車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)為主要目的。主要特征是功能的單一。 汽車行駛記錄儀的分類隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,各種類型的汽車行駛記錄儀在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟,形成了比較明顯的個(gè)性化,同時(shí)也形成了綜合化管理的大趨勢(shì),近年來(lái)在許多國(guó)家和地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。 增加經(jīng)濟(jì)效益,科學(xué)合理的進(jìn)行員工調(diào)度,車輛保養(yǎng)。8) 數(shù)據(jù)通訊功能 可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)USB或串口采集記錄儀數(shù)據(jù)、設(shè)置記錄儀參數(shù),車輛信息、駕駛員檔案的管理功能。6) 具有事故疑點(diǎn)記錄分析功能 、剎車等信息。 4) 超速報(bào)警及記錄功能 當(dāng)汽車超過(guò)預(yù)先設(shè)置的超速值時(shí),會(huì)第一時(shí)間報(bào)警提醒,并記錄下來(lái)。 2) 具有身份識(shí)別功能 司機(jī)每次開(kāi)車時(shí)利用U盤驗(yàn)證身份,記錄儀分類保存每個(gè)司機(jī)的行駛數(shù)據(jù)。據(jù)統(tǒng)計(jì),2004年國(guó)內(nèi)因駕駛員因素導(dǎo)致的交通事故占總數(shù)的89.8%,造成的死亡人數(shù)、受傷人數(shù)分別占到了總數(shù)的87.4%、90.6%,其中3年以下駕齡的駕駛員造成的事故占50%,造成的死亡人數(shù)占總數(shù)的36.3%,在道路運(yùn)輸行業(yè)中一次死亡3人以上的道路運(yùn)輸事故中,有78.2%與駕駛員違章超載、超速、違章占道、違章超車、疲勞駕駛等因素有關(guān),造成的死亡人數(shù)、受傷人數(shù)分別占總死亡人數(shù)的83.7%、79.4%。 汽車行駛記錄儀在交通管理中的必要性 交通事故的主要原因據(jù)公安部交通管理局分析,造成當(dāng)前交通事故高發(fā)的五大原因中,駕駛員安全知識(shí)的缺乏和安全意識(shí)的薄弱是誘發(fā)道路交通事故的重要原因。另一種商用拖車系統(tǒng)的基本型包括事故發(fā)生記錄、無(wú)線衛(wèi)星通訊和GPS定位系統(tǒng),升級(jí)后加上了行駛稱重和防盜系統(tǒng)?;镜纳逃密囅到y(tǒng)包括事故發(fā)生記錄、運(yùn)輸記錄和防盜技術(shù)。美國(guó)加利福尼亞州的多家汽車技術(shù)公司最近宣布,將把新近生產(chǎn)出來(lái)的商用汽車控制和記錄裝置投入市場(chǎng)。Vetronix公司主管柯?tīng)栒f(shuō),該項(xiàng)裝置已經(jīng)上市一年,美國(guó)各州州警及各地警察局已經(jīng)廣泛采用這款售價(jià)2495美元的解讀裝置。這一作法將很快在美國(guó)引起效仿,美國(guó)通用汽車公司到1999年有半數(shù)的汽車都已經(jīng)安裝了這種裝置,而到了2000年幾乎所有的通用汽車都安裝了這種裝置。汽車行駛記錄儀在國(guó)外
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