專(zhuān)利名稱(chēng)：加速度感應(yīng)汽車(chē)行駛記錄及報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用移動(dòng)智能終端來(lái)記錄汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)并及時(shí)對(duì)交通事故進(jìn)行報(bào)警的裝置。
背景技術(shù)：
目前汽車(chē)已經(jīng)作為普通大眾的交通或運(yùn)輸工具進(jìn)入人們的消費(fèi)領(lǐng)域，同時(shí)越來(lái)越多的交通事故也正在威脅著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。一旦出現(xiàn)交通事故后，分清肇事責(zé)任成為了交通管理部門(mén)一件極為重要的工作。另一方面當(dāng)今各種移動(dòng)智能終端，如掌上電腦PDA、手機(jī)等已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的重要組成部分，如果能夠在移動(dòng)智能終端設(shè)備上加裝記錄汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的裝置，并且通過(guò)移動(dòng)智能終端設(shè)備上的無(wú)線電信號(hào)和全球定位系統(tǒng)及時(shí)向交通管理部門(mén)和最近的醫(yī)院發(fā)出報(bào)警，這無(wú)疑為搶救事故遇難者的生命爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間，也為分清事故責(zé)任提供了依據(jù)。本發(fā)明的提出可以使這一設(shè)想得以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在移動(dòng)智能終端(如PDA、手機(jī))中加裝一種基于加速度感應(yīng)的汽車(chē)行駛記錄及報(bào)警裝置，從而方便地實(shí)現(xiàn)記錄汽車(chē)在運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)參數(shù)，并對(duì)交通事故及時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)警。
本發(fā)明主要由傳感器芯片1，微處理器2和存儲(chǔ)器3組成(如圖1)，傳感器芯片1產(chǎn)生的X，Y方向的平衡感應(yīng)信號(hào)XOUT和YOUT傳送到微處理器(μP)的計(jì)時(shí)器/定時(shí)器端口，由微處理器2對(duì)平衡感應(yīng)信號(hào)XOUT和YOUT進(jìn)行解碼，并將解碼后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器3中。將傳感器芯片1、微處理器2和存儲(chǔ)器3內(nèi)置于移動(dòng)智能終端內(nèi)部，以重力作為加速度傳感器芯片1的一個(gè)輸入矢量，通過(guò)(固化)軟件計(jì)算，確定出汽車(chē)在X，Y兩個(gè)方向上發(fā)生移動(dòng)的加速度和速度大小，并將其合成為總加速度和總速度，該移動(dòng)智能終端的加速度和速度即為汽車(chē)在運(yùn)行時(shí)的加速度和速度數(shù)據(jù)。將微處理器2解碼后的加速度和速度數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)器3中，從而實(shí)現(xiàn)記錄汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的目的。移動(dòng)智能終端通過(guò)無(wú)線電信號(hào)與中心控制系統(tǒng)相連接，當(dāng)汽車(chē)的總加速度大于預(yù)警值時(shí)(發(fā)生交通事故)，移動(dòng)智能終端向與之相連接的中心控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)及時(shí)報(bào)警的目的。ADXL202E是二維加速度傳感器芯片，它能提供在X，Y方向上與加速度成比例工作循環(huán)(即脈沖寬度與周期的比)的數(shù)字信號(hào)作為輸出。該工作循環(huán)輸出可以直接輸入一個(gè)微處理器，由微處理器對(duì)工作循環(huán)進(jìn)行計(jì)數(shù)并分別計(jì)算出X，Y方向上的加速度。X，Y方向上典型輸出的工作循環(huán)如圖2所示。圖2中T1—循環(huán)中處于“on”狀態(tài)的寬度。
T2—總循環(huán)的寬度。變化范圍由0.5ms到10ms。
工作循環(huán)—處于“on”狀態(tài)(T1)的時(shí)間占總循環(huán)(T2)的比例。
脈沖寬度—處于“on”狀態(tài)的脈沖寬度。
加速度計(jì)算公式加速度(g)＝(T1/T2-50％)/(12.5％)在這里，0g表示50％工作循環(huán)?？s放系數(shù)12.5％工作循環(huán)/g。
在X，Y兩個(gè)方向上，輸出電路把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為用工作循環(huán)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)可以通入一個(gè)微處理器的計(jì)時(shí)器/定時(shí)器端口，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)及解碼。計(jì)時(shí)器/定時(shí)器通過(guò)測(cè)量T1，T2信號(hào)的長(zhǎng)度并由上述公式加速度(g)＝(T1/T2-50％)/(12.5％)來(lái)計(jì)算加速度。解碼方法有很多，下述實(shí)施例采用的方法是(如曲線圖3所示)，計(jì)時(shí)器從X軸的上升沿(Ta＝0)開(kāi)始計(jì)數(shù)，記錄下降沿(Tb)，計(jì)時(shí)器在下一次X軸上升沿(Tc)到來(lái)時(shí)停止計(jì)時(shí)。T1＝Tb-Ta，T2＝Tc-Ta。對(duì)于Y軸輸出，作同樣處理(Td，Te，Tf)。
本發(fā)明提出的加速度感應(yīng)汽車(chē)行駛記錄及報(bào)警裝置是以重力作為重力加速度平衡感應(yīng)裝置(傳感器芯片)的一個(gè)輸入矢量，通過(guò)(固化)軟件計(jì)算，從而確定移動(dòng)智能終端發(fā)生移動(dòng)的加速度和速度大小。如果因急剎車(chē)或急轉(zhuǎn)彎使汽車(chē)的加速度達(dá)到預(yù)定值以上時(shí)，本裝置便將此前55秒和后5秒間的各種數(shù)據(jù)自動(dòng)記入存儲(chǔ)器中。


附圖1為本發(fā)明硬件系統(tǒng)框圖。
附圖2為X，Y方向上典型輸出的工作循環(huán)曲線圖。
附圖3為ADXL202E芯片的解碼方式曲線圖。
附圖4為實(shí)施例ADXL202E芯片管腳配置說(shuō)明圖。
其中ST-測(cè)試；T2-連接RSET，由RSET設(shè)置T2；COM-公共端；YOUT-Y通道工作循環(huán)輸出；XOUT-X通道工作循環(huán)輸出；YFILT-Y通道濾波管腳；XFILT-X通道濾波管腳；VDD-3V到5.25V。
附圖5為ADXL202E芯片電路圖。
附圖6為計(jì)算軟件流程圖具體實(shí)施方式
以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
本發(fā)明采用ANALOG公司的ADXL202E芯片作為傳感器芯片1，芯片管腳配置如圖4所示。該芯片既可以測(cè)量動(dòng)態(tài)加速度，又可以測(cè)量靜態(tài)加速度。測(cè)量范圍±2g。將ADXL202E芯片內(nèi)置于移動(dòng)智能終端內(nèi)，并與移動(dòng)智能終端的微處理器(μP)進(jìn)行連接，ADXL202E芯片電路如圖5所示。芯片八個(gè)管腳的連接情況為VDD接3V到5.25V電源；VDD和COM之間接電容CDC起到去耦合的作用，CDC推薦值0.1μF；XFILT，YFILT分別接電容CX，CY，并由CX，CY的取值來(lái)設(shè)置低通濾波器的帶寬；T2接電阻RSET；XOUT和YOUT分別為X，Y方向上的輸出，通入一個(gè)微處理器的計(jì)時(shí)器/定時(shí)器端口，微處理器通過(guò)軟件分別計(jì)算出X，Y方向上的加速度和速度；ST為測(cè)試端。
本實(shí)施例參數(shù)設(shè)置CDC推薦值0.1μF；T2X，Y方向使用相同的總循環(huán)的寬度。T2計(jì)算公式如下，通過(guò)設(shè)置不同的RSET值來(lái)設(shè)置T2。
T2=RSET(Ω)125MΩ]]>CX，CY由CX，CY設(shè)置低通濾波器的帶寬。
RFILT典型值32kΩ。
當(dāng)用戶使用本發(fā)明時(shí)，只要將移動(dòng)智能終端放在汽車(chē)中即可，或者簡(jiǎn)單地將它帶在用戶的身上。首先設(shè)定啟動(dòng)該功能，這時(shí)移動(dòng)智能終端內(nèi)部的傳感器芯片1將感測(cè)到汽車(chē)行駛的加速度等信息，并把感測(cè)到的數(shù)據(jù)傳送到微處理器2，由微處理器計(jì)算出汽車(chē)運(yùn)行的總加速度等。當(dāng)汽車(chē)正常行駛時(shí)(即汽車(chē)的總加速度未超過(guò)預(yù)先設(shè)定的加速度報(bào)警值)，該裝置只是把汽車(chē)的運(yùn)行參數(shù)傳送到存儲(chǔ)器3保存；一旦發(fā)生交通事故時(shí)(即汽車(chē)在急轉(zhuǎn)彎或者急剎車(chē)時(shí)的總加速度超過(guò)了預(yù)先設(shè)定的加速度報(bào)警值)，則該裝置自動(dòng)判定發(fā)生“事故”，并將事故發(fā)生前55秒和后5秒間的各種數(shù)據(jù)自動(dòng)記入存儲(chǔ)器3中(具有汽車(chē)“黑匣子”的作用功能)。該裝置能夠通過(guò)無(wú)線電信號(hào)和中心控制系統(tǒng)聯(lián)系，向中心控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警。同時(shí)汽車(chē)出事后利用移動(dòng)智能終端的全球定位系統(tǒng)，找出離出事地點(diǎn)最近的救急號(hào)碼并自動(dòng)播打，為醫(yī)護(hù)人員及時(shí)搶救爭(zhēng)取了時(shí)間。
計(jì)算軟件工作流程軟件的主要工作流程如圖6所示。首先檢查移動(dòng)智能終端是否進(jìn)入汽車(chē)行駛記錄及報(bào)警功能，如果啟動(dòng)該功能，微處理器讀傳感器芯片ADXL202E的輸出XOUT和YOUT，計(jì)算X，Y兩個(gè)方向的加速度和速度大小，將其合成為總加速度和總速度，并將加速度和速度等行駛數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)器保存。移動(dòng)智能終端通過(guò)無(wú)線電信號(hào)與中心控制系統(tǒng)相連接，當(dāng)總加速度＞某預(yù)警值時(shí)，則判定為事故，移動(dòng)智能終端向與該套系統(tǒng)相連接的中心控制系統(tǒng)報(bào)警，并將數(shù)據(jù)傳送給最近的急救中心；否則判定為沒(méi)有發(fā)生事故，微處理器繼續(xù)讀傳感器芯片ADXL202E的輸出。
本發(fā)明的有益效果在于，利用移動(dòng)智能終端達(dá)到記錄汽車(chē)行駛參數(shù)并在發(fā)生事故時(shí)及時(shí)報(bào)警的功能。該裝置通過(guò)接收加速度傳感器的信號(hào)，實(shí)時(shí)地記錄車(chē)輛的行駛時(shí)間、行車(chē)速度、啟動(dòng)時(shí)間、中途停車(chē)時(shí)間、日累程、日累時(shí)、總累程、最高車(chē)速、行駛?cè)掌诘葦?shù)據(jù)；通過(guò)接收電路傳來(lái)的信號(hào)，記錄最近10次停車(chē)前20秒的各種數(shù)據(jù)(時(shí)間、駕駛員、車(chē)速)和4種設(shè)備狀態(tài)(剎車(chē)、左轉(zhuǎn)向、右轉(zhuǎn)向、點(diǎn)火開(kāi)關(guān))，為運(yùn)輸企業(yè)和管理部門(mén)分析交通事故提供依據(jù)。記錄的這些數(shù)據(jù)都暫時(shí)存放在具有斷電保護(hù)功能的存儲(chǔ)器中。該汽車(chē)行駛記錄及報(bào)警裝置是設(shè)置在個(gè)人移動(dòng)智能終端上的，攜帶方便，并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)。這對(duì)于處理交通事故無(wú)疑可提供最大的幫助。
權(quán)利要求
1.加速度感應(yīng)汽車(chē)行駛記錄及報(bào)警裝置，主要由傳感器芯片(1)，微處理器(2)和存儲(chǔ)器(3)組成，傳感器芯片(1)產(chǎn)生的平衡感應(yīng)信號(hào)傳送到微處理器(2)的計(jì)時(shí)器/定時(shí)器端口，由微處理器(2)對(duì)平衡感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行解碼，其特征在于將所述傳感器芯片(1)、微處理器(2)和存儲(chǔ)器(3)內(nèi)置于移動(dòng)智能終端內(nèi)部，以重力作為傳感器芯片(1)的一個(gè)輸入矢量，確定出汽車(chē)在X，Y兩個(gè)方向上發(fā)生移動(dòng)的加速度和速度大小，將微處理器(2)解碼后的數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)器(3)中存儲(chǔ)，移動(dòng)智能終端通過(guò)無(wú)線電信號(hào)與中心控制系統(tǒng)相連接，當(dāng)汽車(chē)的總加速度大于預(yù)警值時(shí)，移動(dòng)智能終端向與之相連接的中心控制系統(tǒng)報(bào)警。
全文摘要
加速度感應(yīng)汽車(chē)行駛記錄及報(bào)警裝置，將傳感器芯片1、微處理器2和存儲(chǔ)器3內(nèi)置于移動(dòng)智能終端內(nèi)部。以重力作為傳感器芯片1的一個(gè)輸入矢量，確定出汽車(chē)在X，Y兩個(gè)方向上發(fā)生移動(dòng)的加速度和速度大小，將微處理器2解碼后的數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)器3中。當(dāng)汽車(chē)急剎車(chē)或急轉(zhuǎn)彎使汽車(chē)達(dá)到預(yù)定的加速度以上時(shí)，便判斷為“事故”，事故發(fā)生前55秒和后5秒間的各種數(shù)據(jù)自動(dòng)記入存儲(chǔ)器中(具有汽車(chē)“黑匣子”的作用功能)。該裝置能夠通過(guò)無(wú)線電信號(hào)與中心控制系統(tǒng)相連接，當(dāng)汽車(chē)的總加速度大于預(yù)警值時(shí)，移動(dòng)智能終端通過(guò)無(wú)線電信號(hào)向與之相連接的中心控制系統(tǒng)報(bào)警。
文檔編號(hào)G07C5/02GK1648952SQ20051001317
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2005年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月2日
發(fā)明者王金剛, 李蕊, 楊興碩, 姜丹, 白楊 申請(qǐng)人:天津大學(xué)