【正文】 年的發(fā)展，車載終端的研發(fā)已經(jīng)初具規(guī)模，向正規(guī)化和專業(yè)化發(fā)展。國外在車載智能終端方面的研究受市場需求量的驅(qū)動(dòng)發(fā)展迅速，從其穩(wěn)定性、安全性、易用性、完善性角度比較走在了世界的前列。國外汽車電子技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一個(gè)階段從上世紀(jì) 60 年代中期到七十年代末期，為局部應(yīng)用階段；第二階段為 70 年代末期到 90 年代中期，常熟理工學(xué)院工學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 車載智能終端的設(shè)計(jì)機(jī)電一體化思想和技術(shù)運(yùn)用到汽車設(shè)計(jì)中；第三階段從上世紀(jì) 90 年代中期到 2022年為全面應(yīng)用階段。國內(nèi)外的使用情況表明， 車載智能終端的合理利用可以在很大程度上緩解交通壓力, 提高道路利用率，特別是對(duì)于城市公交的合理動(dòng)態(tài)調(diào)度有顯著的效果，為國家行政管理部門提供了有效的執(zhí)法工具、為道路運(yùn)輸企業(yè)提供了管理工具、為駕駛員提供了其駕駛活動(dòng)的反饋信息，對(duì)保障道路交通安全起到了直接的作用。監(jiān)控中心根據(jù) GPRS 向其發(fā)回的汽車全球定位數(shù)據(jù)，能夠在 GIS 地圖上顯示受監(jiān)控車輛的位置。車載智能終端是汽車電子化、智能化的一個(gè)重要應(yīng)用。汽車電子技術(shù)是汽車關(guān)鍵技術(shù)之一，目前汽車電子設(shè)備占整車成本的 20%—30%，而且這個(gè)數(shù)字還會(huì)以每年 10%—20%的速度增長。汽車電子化、智能化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標(biāo)志之一。 “控制需求”是指限制機(jī)動(dòng)車輛的數(shù)量, 此方法只能從一定程度上緩解城市交通的矛盾, 不能從根本上解決問題, 因?yàn)殡S著生活水平的提高, 城市居民家庭轎車會(huì)不斷增多, 交通壓力會(huì)越來越大。“增加供給”是指增加交通網(wǎng), 大量修筑道路基礎(chǔ)設(shè)施。常熟理工學(xué)院工學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 第 1 章 緒論第 1 章 緒論隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 城市機(jī)動(dòng)車輛的數(shù)量不斷增加, 城市交通問題如道路擁堵、交通事故、環(huán)境污染等問題越來越突出, 交通運(yùn)輸狀況急需改善。解決這些問題的常用辦法是“增加供給”和“控制需求”, 但這兩種方法都有一定的局限性。但由于受城市空間、物力、財(cái)力等的限制, 此方法并不能成為首選方案。利用先進(jìn)的通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)路網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化管理是解決問題的最佳途徑 [1]。人們對(duì)未來新一代汽車的要求是環(huán)保、節(jié)能、安全、輕量化和智能化。智能化技術(shù)在汽車上的高度應(yīng)用,不僅可以大大提高汽車的綜合性能,提高行車安全,減輕駕駛者的負(fù)擔(dān),而且還可以使駕駛者始終保持與外界的緊密聯(lián)系 [2]。車載智能終端是集GPS 技術(shù)，GPRS 技術(shù)和汽車行駛記錄儀于一體的綜合車輛管理系統(tǒng)。汽車行駛記錄儀能夠?qū)崟r(shí)檢測汽車行駛過程中的各類狀態(tài)數(shù)據(jù)和事故疑點(diǎn)數(shù)據(jù)[3]。 車載智能終端的發(fā)展隨著電子工業(yè)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，車載智能終端由當(dāng)初簡單的汽車數(shù)據(jù)記錄儀發(fā)展到集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和各種無線通信技術(shù)、多媒體技術(shù)于一體的高性能智能化汽車數(shù)字電子裝置。歐盟、日本等國家早在 20 世紀(jì) 70 年代就開始以立法的形式在部分客運(yùn)車輛及貨車上強(qiáng)制安裝使用記錄儀 [4]，經(jīng)過靠近 30 年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一套體系完善，車輛監(jiān)控、調(diào)度制度健全的全國范圍內(nèi)的車輛行駛監(jiān)控中心，大大減少了由于汽車行駛安全帶來的人員和財(cái)產(chǎn)的損失，也因此受到物流運(yùn)輸、汽車租賃、企事業(yè)單位、保險(xiǎn)公司和交通管理部門的歡迎。我國從 20 世紀(jì) 80 年代后期開始，在少數(shù)地區(qū)也曾試用過由國內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)自主研制的數(shù)字式汽車電子裝置。但與歐盟等國家相比較，我國汽車電子技術(shù)的整體水平比較落后，與國外的主要差距表現(xiàn)在：自主開發(fā)能力差，技術(shù)水平低、應(yīng)用范圍小、器件和產(chǎn)品精度差、相關(guān)立法滯后、研究與應(yīng)用脫節(jié)等。 本文的結(jié)構(gòu)為了能調(diào)理清晰地講述課題所用到的技術(shù)和課題研究內(nèi)容的進(jìn)展，特對(duì)本文的結(jié)構(gòu)作如下的安排：第 2 章 本章先主要從宏觀的角度，將系統(tǒng)整體框架作了一個(gè)簡單的描述，然后，再對(duì)汽車行駛記錄儀終端、車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)終端分別從概念的角度作了敘述。在講述這部分內(nèi)容的時(shí)候，主要從設(shè)計(jì)原理和思路以及注意點(diǎn)等方面作了詳細(xì)的介紹。從整體設(shè)計(jì)流程到各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)都作了詳細(xì)的講述。第 6 章 本章為總結(jié)和展望部分。該終端具有車輛行駛狀態(tài)監(jiān)測、車輛定位、信息傳輸、緊急報(bào)警、靜音監(jiān)聽、車載電話、救援通話等多項(xiàng)功能。例如在城市出租車輛中大面積安裝和使用車載智能終端可以全面提高出租車輛管理水平和管理效益。節(jié)省客人出行時(shí)間?？梢郧袑?shí)避免出租車被搶、被盜及司機(jī)被害的可能性，切實(shí)保障司機(jī)的人身安全。4) 大大方便了用戶和提高中國人民的生活品質(zhì)。實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的自動(dòng)漫游跟蹤，顯示有關(guān)的各種信息，并且可以實(shí)時(shí)發(fā)布文字及圖像信息及廣告，進(jìn)行電子地圖庫的制作與編輯。該圖所示的汽車中均裝了配備有汽車行駛記錄儀，車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)的車載智能終端。監(jiān)控中心根據(jù)實(shí)際路況和具體工常熟理工學(xué)院工學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 第 2 章 車載智能終端況通過通信鏈路向汽車回送數(shù)據(jù)命令。圖 僅僅描述了城市出租車輛和監(jiān)控中心的通信過程，高速公路的通信和調(diào)度情況與此類似，不再贅述。兩個(gè)終端進(jìn)行無縫連接，協(xié)調(diào)工作。記錄儀的使用，對(duì)遏止疲勞駕駛、車輛超速等交通違章、約束駕駛?cè)藛T的不良駕駛行為、保障車輛行駛安全以及道路交通事故的分析鑒定具有重要的作用。國內(nèi)外的使用情況表明，記錄儀為國家行政管理部門提供了有效的執(zhí)法工具、為道路運(yùn)輸企業(yè)提供了管理工具、為駕駛員提供了其駕駛活動(dòng)的反饋信息，其使用對(duì)保障道路交通安全起到了直接的作用。另外隨著我國市場經(jīng)濟(jì)體制的逐步建立，公路建設(shè)、道路運(yùn)輸?shù)雀黜?xiàng)交通事業(yè)正在跨越式地向前發(fā)展,為了實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步管理好運(yùn)輸市場, 保證運(yùn)輸安全等一系列目標(biāo)，各級(jí)交通部門正在積極推行“智能交通” ，即通過運(yùn)用先進(jìn)的信息、通信、控制等高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造而形成的一種信息化、智能化、社會(huì)化的新型交通運(yùn)輸。系統(tǒng)應(yīng)用了 GPS 衛(wèi)星定位技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、信息處理技術(shù)等科技成果，具有先進(jìn)、實(shí)用的特點(diǎn)。在長途班車、旅游客車、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛上安裝車載 GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng)后，通過中心監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)管理部門監(jiān)督駕駛員超速行車、疲勞駕駛、提高運(yùn)輸生產(chǎn)組織水平等具有積極的輔助管理作用；同時(shí)監(jiān)控中心可對(duì)于正處于超速、拋錨等情況的長途營運(yùn)車實(shí)施報(bào)警功能，從而降低交通事故的發(fā)生率，對(duì)提高運(yùn)輸安全生產(chǎn)具有積極的意義。常熟理工學(xué)院工學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 第 2 章 車載智能終端第 3 章 車載智能終端的硬件結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)車載智能終端的硬件設(shè)計(jì)包括，車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和汽車行駛記錄儀的設(shè)計(jì)。1996 年美國總統(tǒng)克林頓提出美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的政策 [11]，認(rèn)為 GPS 將推進(jìn)交通系統(tǒng)的安全和效率，對(duì)國家和國際利益起支持的作用。制造商推出俞來俞多的軟件和設(shè)備，為公共交通企業(yè)服務(wù)。GPS 已經(jīng)在公共交通先進(jìn)運(yùn)行系統(tǒng)和智能化公共交通系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。在 GPRS 通信網(wǎng)平臺(tái)上傳輸 GPS 信息，建立GPS/GPRS 衛(wèi)星定位車輛監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)。 現(xiàn)有車載 GPS 短信系統(tǒng)分析現(xiàn)有車載 GPS 短信系統(tǒng)通信主要采用 GSM 短信方式來實(shí)現(xiàn)，如圖 所示。常熟理工學(xué)院工學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 車載智能終端的設(shè)計(jì)圖 現(xiàn)有車載 GPS 短信系統(tǒng)示意圖 現(xiàn)有 GPS 短信方案技術(shù)特點(diǎn)現(xiàn)有 GPS 短信方案技術(shù)主要有如下的特點(diǎn)：1）車載 GPS 信息機(jī)對(duì) GPS 設(shè)備實(shí)時(shí)采集的汽車的位置信息進(jìn)行收集和運(yùn)算處理。3）運(yùn)管監(jiān)控中心通過 SP 或指定手機(jī)號(hào)碼接收相應(yīng)的車載 GPS 信息。 現(xiàn)有 GPS 短信方案優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)與其他無線電臺(tái)等傳統(tǒng)方式比較，采用 GSM 短信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）速度快，實(shí)時(shí)性好，不掉線2）可以雙向通信，及時(shí)返回終端信息3）設(shè)備體積小，操作簡單4）由于控制中心無須專門設(shè)置大功率發(fā)射電臺(tái)，將大大降低安裝費(fèi)用5）覆蓋面廣受地理環(huán)境的影響小6）不受氣候影響與此同時(shí)，現(xiàn)有 GPS 短信方案又存在著如下所示的缺點(diǎn)：常熟理工學(xué)院工學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 第 3 章 車載智能終端的硬件結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)1）傳送時(shí)間不確定：因?yàn)槎绦挪捎眯诺烂顣r(shí)隙來傳送，沒有專門的數(shù)據(jù)通道，所以在命令時(shí)隙出現(xiàn)繁忙時(shí)候就容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送延遲或丟失的情況。3）通信費(fèi)用昂貴：基本按照收發(fā)的總條數(shù)來計(jì)算。如車輛運(yùn)行中的圖像監(jiān)控等。 GPRS 發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)分析GPRS(General Packet Radio Service 通用分組無線業(yè)務(wù))是在現(xiàn)有 GSM 網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展出來的一種新的分組交換數(shù)據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)。與傳統(tǒng)的 GSM 電路撥號(hào)交換相比，GPRS 在資源利用效率、交換容量和性能上都有一個(gè)質(zhì)的飛躍。目前中國移動(dòng)的 GPRS 覆蓋范圍在中心城市幾乎達(dá)到了 100%，在邊遠(yuǎn)地區(qū)也達(dá)到了 80%以上，實(shí)際應(yīng)用帶寬大約在 2040Kb/s，特別適合像金融交易、遠(yuǎn)程監(jiān)測等行業(yè)各種中、低速率的突發(fā)通信需求，完全取代過去傳統(tǒng)的有線 MODEM、數(shù)傳電臺(tái)、短信等通信方式。 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)利用 GPRS 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸具有下面列出的幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：1）移動(dòng)通信：GPRS 無線通信打破了過去有線通信的固定位置限制，可根據(jù)業(yè)務(wù)需要隨時(shí)增減數(shù)據(jù)傳輸點(diǎn)，極大地拓展了通信的領(lǐng)域。以 GPS 監(jiān)控系統(tǒng)為例，同樣的一筆業(yè)務(wù)，其通信費(fèi)用約為過去的 1/5～1/8 ，具有較強(qiáng)的成本競爭能常熟理工學(xué)院工學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 車載智能終端的設(shè)計(jì)力和市場推廣性。3）永遠(yuǎn)在線：客戶隨時(shí)都與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，即使沒有數(shù)據(jù)傳送時(shí),客戶仍然在網(wǎng)上與網(wǎng)絡(luò)之間還保持一種連接。GPRS 無線終端一開機(jī)，就已經(jīng)與 GPRS 網(wǎng)絡(luò)建立了連接，每次登錄網(wǎng)絡(luò)，只需要一個(gè)激活過程，一般僅需 1 到 3 秒。實(shí)際使用中一般能達(dá)到 20～40 kb/s。7）信道保障：GPRS 通信鏈路由中國移動(dòng)這樣的專業(yè)運(yùn)營商維護(hù)，在出現(xiàn)通信鏈路中斷的情況下能得到及時(shí)搶修，免除通信鏈路維護(hù)的后顧之憂。 車載定位系統(tǒng) GRPR 方案深入分析現(xiàn)有車載 GPS 短信系統(tǒng)，我們認(rèn)為一種組網(wǎng)方便、性價(jià)比高、隨時(shí)在線的、穩(wěn)定的通信方式，可有效解決車載 GPS 監(jiān)控系統(tǒng)在通訊傳輸中龐大費(fèi)用等問題，是車載 GPS 監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)輸行業(yè)中普遍推廣的必要手段。其組網(wǎng)方式如圖 所示。以一次 GPS 信息傳輸為例，采用短消息方式最低費(fèi)用為 元/條。常熟理工學(xué)院工學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文 第 3 章 車載智能終端的硬件結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)2）數(shù)據(jù)傳輸效率高： GPRS 是一種新型移動(dòng)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，給移動(dòng)用戶提供高速無線 IP 服務(wù)。3）強(qiáng)有利的安全措施：GPRS 網(wǎng)絡(luò)采用 GSM 的多種物理信道加密方式，同時(shí)在應(yīng)用層，還提供中心專線接入、專用 APN 等安全措施，可完全滿足運(yùn)輸管理系統(tǒng)對(duì)安全的擴(kuò)展性要求。5）可選短信備份：在 GPRS 不通的情況下，可以通過傳統(tǒng)的短信備份方式來保證關(guān)鍵信息的傳送。表 GSM 方案與 GPRS 方案比較方案名稱通信方式建設(shè)成本運(yùn)營成本監(jiān)控范圍傳輸速度操作方式 實(shí)時(shí)性GSM 方案 GSM 較低 很高 較寬 并行 差GPRS 在線監(jiān)控 GPRS 較低 較低 較寬 并行 高 汽車行駛記錄儀硬件設(shè)計(jì)汽車行駛記錄儀作為車載智能終端的一個(gè)重要的組成部分，擔(dān)負(fù)著記錄和存儲(chǔ)汽車行駛過程中的各種狀態(tài)量、汽車行駛速度、行駛里程和連續(xù)駕駛時(shí)間等的重任。如果發(fā)生交通事故，可以通過汽車行駛記錄儀讀取行車數(shù)據(jù)，精確分析事故原因。汽車行駛記錄儀可以設(shè)置超速提醒。交警可以通過 U 盤、232 串口、打印機(jī)、無線局域網(wǎng)等現(xiàn)場讀取行駛記錄儀的數(shù)據(jù)，確認(rèn)車輛是否違規(guī)操作。由于汽車行駛記錄儀具有事故分析、超速提醒、心理暗示、現(xiàn)場執(zhí)法、車輛管理等重大意義，已經(jīng)引起了國內(nèi)外交通運(yùn)輸管理部分的重視?，F(xiàn)在，全世界除了歐共體、日本、美國外，還包括、韓國、馬來西亞、巴西、澳大利亞等絕大多數(shù)發(fā)達(dá)國家都在或已出臺(tái)相關(guān)的法規(guī)要求推廣和使用汽車行駛記錄儀。三年前，NTSB 正式要求各汽車生產(chǎn)廠安裝汽車行駛記錄儀，GM、Ford 等汽車公司紛紛行動(dòng)。可見美國使用汽車行駛記錄儀規(guī)模之大 [14]。據(jù)有關(guān)方面報(bào)道，歐共體已立法規(guī)定其 15 個(gè)成員國內(nèi)必須為數(shù)達(dá) 900 萬輛的商用車在限期內(nèi)裝上汽車行駛記錄儀。2022 年 4 月 15 日起正式發(fā)文出臺(tái)《GBT190562022 汽車行駛記錄儀》國家標(biāo)準(zhǔn)草案，2022 年 10 月正式實(shí)施，2022 年 5 月頒布《中華人民共和國道路交通安全法實(shí)施條例》 ，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) 2022 年 4 月份前全國已安裝過的行駛記錄儀已達(dá)到十萬輛左右，2022 年，全國各地將全面展開該項(xiàng)工作 [5]。圖 所示為記錄儀的硬件結(jié)構(gòu)圖，而圖 所示則為各模塊間數(shù)據(jù)通信示意圖。處理器統(tǒng)一對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行任務(wù)調(diào)度和分配，協(xié)調(diào)完成相應(yīng)功能。串口用于上下位機(jī)之間的通信，這些通信包括上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送配置數(shù)據(jù)以及下位機(jī)向上位機(jī)回送各類信息數(shù)據(jù)。鍵盤部分用于完成人機(jī)交互功能，在汽車行駛記錄儀中，有很多操作需要駕駛員的手動(dòng)命令來完成，例如，汽車啟動(dòng)后，記錄儀要求駕駛員選擇駕駛序列號(hào)，記錄儀維護(hù)人員在初次安裝記錄儀時(shí)，需要通過鍵盤來配置一些參數(shù)等。這些檢測到的數(shù)據(jù)回送至處理器后，處理器將這些數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)器中。為了方便調(diào)試，我們將汽車行駛記錄儀硬件分為處理器部分、電源部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、液晶顯示部分、信號(hào)采集部分。ADC看門狗實(shí)時(shí)時(shí)鐘GPIOARM7 內(nèi)核I2S 總線UART0、1PWMI2C 總線總線總線S3C44B0圖 S3C44B0 內(nèi)部資源結(jié)構(gòu)圖 [7] 汽車行駛記錄儀處理器汽車行駛記錄儀能否正常、可靠、穩(wěn)定工作在很大程度上取決于處理器的性能的好壞。這就要求記錄儀中所選