專利名稱：具有g(shù)sm網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽車行駛記錄儀及中心監(jiān)控軟件的制作方法
具有GSM網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽車行駛記錄儀及中心監(jiān)
控軟件
[技術(shù)領(lǐng)域l
本發(fā)明涉及汽車電子領(lǐng)域，具體是具有GSM網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽 車行駛記錄儀及中心監(jiān)控軟件。
技術(shù)背景1
據(jù)美國有關(guān)資料統(tǒng)計，自上世紀(jì)90年代以來，全世界每年由于 機(jī)動車造成的直接死亡人數(shù)高達(dá)50多萬，這一死亡數(shù)字，超過當(dāng)年 世界因局部戰(zhàn)爭而造成的死亡人數(shù)的總和。我國僅2000年，全國公 安交通部門共受理道路交通事故61.7萬起，造成死亡9.4萬人，傷 41.9萬人。如何遏制這種事故上升？歐洲一些專家提出在汽車上安裝 汽車行駛記錄儀。
20世紀(jì)70年代后期，歐洲率先推出機(jī)電模擬式汽車行駛記錄儀。 90年代初，美國和德國率先開發(fā)了數(shù)字式汽車行駛記錄儀，用于監(jiān) 督司機(jī)的超時和超速駕駛行為。汽車行駛記錄儀按其技術(shù)特性可以分 為兩大類機(jī)電模擬式和數(shù)字式。數(shù)字式汽車行駛記錄儀具有低廉的 制造和使用成本及記錄數(shù)據(jù)可以重復(fù)開發(fā)利用的優(yōu)點(diǎn)。因此得到廣泛 的應(yīng)用。
由于汽車行駛記錄儀在監(jiān)督司機(jī)的超時和超速駕駛行為具有較 好的效果。所以國外眾多的企業(yè)投入了大量的人力物力對記錄儀進(jìn)行 研制發(fā)開發(fā)。我國也有相關(guān)企業(yè)單位在進(jìn)行這方面的研制工作。早期 由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各研制單位各自為政，所開發(fā)的記錄儀只具有 功能不強(qiáng)，兼容性不好以及實(shí)用性較差等缺陷。
[發(fā)明內(nèi)容J
本發(fā)明基于32位髙性能的RISC結(jié)構(gòu)的ARM處理器，再配合其 外圍電路和中心監(jiān)控軟件，可以對汽車行駛過程中的各種狀態(tài)進(jìn)行實(shí) 時的監(jiān)控，并記錄行駛過程中對應(yīng)實(shí)時時間的車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)。再通過 無線(GSM模塊)或者有線(UART、 USB)方式與記錄儀通信，傳 送所記錄的數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心主機(jī)，通過中心監(jiān)控軟件對車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行分析。從而方便管理部門對車輛的運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和車輛是否 違章駕駛的判定。由于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在行駛過程中若出現(xiàn)緊急情況 時，駕駛員可以操作隱蔽開關(guān)以對車內(nèi)進(jìn)行實(shí)時錄音，因此對車輛的 安全和事故分析有著重大的幫助。
具體說來，本發(fā)明由汽車行駛記錄儀設(shè)備和中心監(jiān)控軟件組成。 汽車行駛記錄儀設(shè)備安裝在汽車上，實(shí)現(xiàn)汽車行駛狀態(tài)的監(jiān)控和
實(shí)時數(shù)據(jù)的記錄，并能將檢測到的數(shù)據(jù)通過GSM模塊發(fā)送到監(jiān)控中 習(xí)。它由以下部分構(gòu)成具有電磁屏蔽和防水、阻燃、防機(jī)械撞擊的 外殼；微處理器；暫存數(shù)據(jù)的鐵電存儲器；大容量FLASH存儲器； 錄音信息存儲器；實(shí)時時鐘；供用戶身份識別的IC卡；RS232通信 接口； USBHOST接口； GSM模塊電路；打印機(jī)接口；液晶顯示器； 語音報警電路；操作面板；外部信號輸入模塊；光電隔離；加速度檢 測；CAN總線接口；電源管理及EMC模塊。電源管理為各單元電路 提供各種適合的電源，EMC電路是為了解決汽車上復(fù)雜的電磁環(huán)境， 從而提高設(shè)備的可靠性。數(shù)據(jù)暫存的鐵電存儲器，大容量FLASH存 儲器，錄音信息存儲器，實(shí)時時鐘，供用戶身份識別的IC卡均和微 處理器相接，以實(shí)現(xiàn)用戶身份的識別和車輛運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、存 儲，以及緊急情況下的錄音信息的存儲。外部信號輸入模塊是汽車上 的各傳感器輸入的具體信息，經(jīng)過光電隔離輸入到微處理器，微處理 器對這些信息進(jìn)行釆集、處理、存儲。微處理器通過總線與GSM模 塊電路相連，并能以一定的時間間隔實(shí)時的將當(dāng)前車輛的行駛數(shù)據(jù)發(fā) 送到監(jiān)控中心。RS232通信接口和USB HOST接口則提供了記錄儀 與監(jiān)控中心主機(jī)的有線通信方式。通過這兩種方式可以把記錄儀所釆 集的數(shù)據(jù)上載到監(jiān)控中心。打印機(jī)接口可以直接連接到微型打印機(jī)， 從而打印機(jī)車輛運(yùn)行的關(guān)鍵信息。液晶顯示器動態(tài)的顯示車輛行駛的 狀態(tài)和信息，如車速、里程、時間、駕駛員證號等。語音報警電路提 供了對車輛的非正常行駛狀態(tài)進(jìn)行報警提示，如超速，超時駕駛等。 CAN總線接口作為一個可裁剪的模塊，為車內(nèi)有總線的高檔車輛提 供一種可選方案。操作面板提供給用戶對記錄儀進(jìn)行搡作控制，如翻 頁，查看信息等。
中心監(jiān)控軟件安裝在監(jiān)控中心的主機(jī)上，支持Windows系列的 搡作系統(tǒng)。它可以實(shí)現(xiàn)對記錄儀存儲數(shù)據(jù)的讀取和對記錄儀的關(guān)鍵信 息設(shè)置。在獲得記錄儀的數(shù)據(jù)后，可以根據(jù)需要建立數(shù)據(jù)庫，并對數(shù)
據(jù)進(jìn)行分析，形成表格、圖表、曲線等直觀醒目的分析結(jié)果。
本發(fā)明完全合符國標(biāo)GB/T19056-2003規(guī)范。它具有功能強(qiáng)大、 穩(wěn)定可靠、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。同時提供了記錄儀設(shè)備和中心監(jiān)控軟件， 集軟硬件為一體，為企業(yè)或管理部門提供了一個完善的車輛行駛管理 解決方案。總體說來，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)
1. 技術(shù)兼容性
完全合符國標(biāo)GB/T19056~2003規(guī)范。數(shù)據(jù)通信采用無線(GSM 網(wǎng)絡(luò))或有線(標(biāo)準(zhǔn)的RS232串行通信接口和USB接口 )方式。打 印機(jī)提供了標(biāo)準(zhǔn)的微型打印機(jī)并行接口。
2. 功能強(qiáng)大
由于采用高性能的32位ARM處理器，具有強(qiáng)大的控制和實(shí)時 數(shù)據(jù)采集、處理能力。在此基礎(chǔ)上外擴(kuò)了大容量的FLASH存儲器。 除了可以滿足國標(biāo)要求(360小時)夕卜，還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用提供最 大可以保存8760小時(365天，l年)的正常行駛數(shù)據(jù)和320次故障 疑點(diǎn)數(shù)據(jù)的能力。此外，針對車輛運(yùn)行的安全問題，設(shè)計了具有緊急 情況下錄音的功能，為發(fā)生事故后對現(xiàn)場的重現(xiàn)具有重要幫助作用。 另外，由于在設(shè)計上采用了大屏幕的液晶顯示器，可以動態(tài)顯示車輛 的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)，完全等同于一個電子組合儀表。而該液晶顯示器具 有四級灰度調(diào)節(jié)，可以適合不同的光線條件下使用。
3. 高可靠性
在設(shè)計在，電源部分釆用了 EMC設(shè)計，可以有效的防止汽車點(diǎn) 火，靜電等干擾，最大程度保證在汽車復(fù)雜電磁環(huán)境內(nèi)正常運(yùn)行。另 一方面大量采用新型、高集成度的器件，確保系統(tǒng)的高可靠性。在設(shè). 備的外殼機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計上，釆取了具有防水、阻燃、防機(jī)械撞擊設(shè)計 可以使設(shè)備在汽車發(fā)生事故后還能保證數(shù)據(jù)的完整、可靠。
4. 操作方便
配套的中心監(jiān)控軟件具有功能齊全、易于操作的特點(diǎn)。能建立車 輛的歷史運(yùn)行信息庫，方便管理和查詢。同時中心監(jiān)控軟件還具有數(shù) 據(jù)分析功能，能按需要生成圖表、表格、曲線供分析使用。
本發(fā)明利用功能完善的數(shù)據(jù)記錄設(shè)備再配套中心監(jiān)控軟件。作為
對汽車行駛監(jiān)控的完整解決方案，可以實(shí)用于下列領(lǐng)域長途客運(yùn)車 輛，長途貨運(yùn)車輛，公交車輛，出租車輛以及其它應(yīng)用。


J
圖l是本發(fā)明的原理框圖。 圖2是本發(fā)明的液晶顯示界面。 圖3是本發(fā)明搡作面板圖。 圖4是本發(fā)明中心監(jiān)控軟件操作主界面圖。 指定圖l為摘要附圖。實(shí)施例I
本實(shí)施例描述的一種具有GSM網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽車行駛記錄儀 及中心監(jiān)控軟件，在硬件上是由如下部分組成具有電磁屏蔽和防水、 阻燃、防機(jī)械撞擊的外殼；微處理器；暫存數(shù)據(jù)的鐵電存儲器；大容 量FLASH存儲器；錄音信息存儲器；實(shí)時時鐘；供用戶身份識別的 IC卡；RS232通信接口； USB HOST接口 ； GSM模塊電路；打印機(jī) 接口；液晶顯示器；語音報警電路；操作面板；外部信號輸入模塊； 光電隔離；加速度檢測；CAN總線接口；電源管理及EMC模塊。
如圖l所示，為本發(fā)明的記錄儀設(shè)備的原理框圖。記錄儀開機(jī)時 完成初始化和自檢，若自檢不通過則通過顯示和語音給用戶提示。自 檢通過后，液晶顯示器顯示出當(dāng)前的實(shí)時時間和日期、星期。接下來 便要求用戶插入用戶IC卡進(jìn)行駕駛員身份識別，若用戶身份識別通 過后，在液晶顯示器上顯示駕駛員證號和車輛的車牌號等信息。記錄 儀進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，以一定時間間隔采集車輛的速度、制動、以 及其它車輛運(yùn)行信息，這些車輛的信息來自汽車自身的傳感器，外部 輸入的信號經(jīng)過光電隔離、調(diào)理后輸入到微處理器。微處理器對采集 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，把采集到的動態(tài)數(shù)據(jù)保存到鐵電存儲器中，由于鐵電 存儲器具有無限次的讀寫和掉電后不丟失信息的優(yōu)點(diǎn)，這樣可以保證 記錄儀可以記錄到車輛任意時刻的有效運(yùn)行數(shù)據(jù)。記錄儀以一定的時 間時隔把存儲在鐵電存儲器中的數(shù)據(jù)按一定的文件組織結(jié)構(gòu)和尋址 方式存儲到FLASH存儲器中。同時，設(shè)備以一定的時間間隔將當(dāng)前 車輛的實(shí)時數(shù)據(jù)通過接入GSM網(wǎng)絡(luò)的GSM模塊發(fā)送到監(jiān)控中心。 同時，記錄儀也實(shí)時的檢測是否有緊急錄音的輸入，若按下緊急錄音
按鍵，則記錄儀便立即錄下駕駛室的語音信息。本設(shè)計最大提供了7 分鐘的錄音時間。所錄的信息無論在何種情況下，用戶均不能通過按 鍵或其它方式刪除，除非通過配套的數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行刪除。
USB HOST接口方便的即插即用功能可以在任意時刻將記錄儀 內(nèi)的數(shù)據(jù)寫入到插入的U盤上。同時也提供了標(biāo)準(zhǔn)的串行通信接口 方便數(shù)據(jù)的釆集。如需要時，接上標(biāo)準(zhǔn)的微型打印機(jī)，通過按鍵操作 即可以打印所需要的信息。
電源部分提供了 EMC設(shè)計，可以有效的防止電磁干擾。記錄儀 用車上的12V蓄電池的電源。經(jīng)DC/DC變化成5V后，提供給各模 塊電路。微處理器的內(nèi)核所需的1.8V和3.3V電壓均由5V經(jīng)過電源 管理芯片取得。普通外圍電路內(nèi)直接使用DC/DC后輸出的5V電源。 由于該DC/DC是屬于寬電壓范圍的。所以記錄儀可以在很寬的電壓 范圍內(nèi)正常工作，這便增強(qiáng)了記錄儀的可靠性。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是一種具有GSM網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽車行駛記錄儀及中心監(jiān)控軟件。它由以下部分構(gòu)成具有電磁屏蔽和防水、阻燃、防機(jī)械撞擊的外殼；微處理器；暫存數(shù)據(jù)的鐵電存儲器；大容量FLASH存儲器；錄音信息存儲器；實(shí)時時鐘；供用戶身份識別的IC卡及讀寫電路；RS232通信接口；USB HOST接口；GSM模塊電路；打印機(jī)接口；液晶顯示器；語音報警電路；操作面板；外部信號輸入模塊；光電隔離；加速度檢測；CAN總線接口；電源管理及EMC模塊；中心監(jiān)控軟件。其特征在于微處理器通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制線與暫存數(shù)據(jù)的鐵電存儲器、大容量FLASH存儲器、USB HOST接口、液晶顯示器、打印機(jī)接口相連。微處理器通過I2C接口與實(shí)時時鐘PCF8563芯片相連，同時用一枚備用的電池為實(shí)時時鐘提供后備電源。微處理器通過SPI接口與錄音信息存儲芯片相連。微處理器用串行方式讀寫用于用戶身份識別的SLE4442型邏輯加密IC卡，通過硬件和軟件的配合實(shí)現(xiàn)IC卡的讀寫電路的短路保護(hù)功能。汽車傳感器輸出的電壓信號經(jīng)過濾波、光電隔離后進(jìn)行信號調(diào)理，再送到微處理器進(jìn)行處理。微處理器對加速度傳感器進(jìn)行周期采樣，以判別當(dāng)前車輛的運(yùn)行狀態(tài)。微處理器通過UART提供了與監(jiān)控中心主機(jī)進(jìn)行串行通信的接口。微處理器通過總線與GSM模塊電路相連，并能實(shí)時的將當(dāng)前車輛的行駛數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心。中心監(jiān)控軟件可以通過有線(UART串行通信、USB通信)或者無線(GSM網(wǎng)絡(luò))方式與記錄儀通信，上載記錄儀所記錄的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析并生成圖表、表格、曲線。中心監(jiān)控軟件還可以對記錄儀進(jìn)行設(shè)置，修改其用戶配置信息，并能對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，提供刪除、查找功能。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有GSM網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽車行駛記 錄儀及中心監(jiān)控軟件，其特征在于該設(shè)備中配有GSM模塊電路，可 以通過GSM網(wǎng)絡(luò)將車輛運(yùn)行時的實(shí)時數(shù)據(jù)以一定的時間間隔發(fā)送到 監(jiān)控中心，從而使得監(jiān)控中心能動態(tài)的、實(shí)時的掌握車輛的運(yùn)行狀態(tài)。
3. 如權(quán)利要求1所述的具有GSM網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽車行駛記 錄儀及中心監(jiān)控軟件，其特征在于為汽車行駛記錄儀的設(shè)計提出了一 種全新的概念使記錄儀除了可以記錄、存儲車輛行駛數(shù)據(jù)外，還可 以對車內(nèi)駕駛室進(jìn)行錄音。該錄音功能通過安裝在駕駛室的隱蔽位置 的按鍵Key5控制， 一旦按下該按鍵，記錄儀便開始記錄駕駛室的語 音信息。開始錄音后，除非到達(dá)錄音時間的上限，不能通過人為的操 作停止當(dāng)前的錄音。另外，在該語音信息存儲芯片內(nèi)，存儲了語音報 警的信息，當(dāng)車輛運(yùn)行處于非正常狀態(tài)時，系統(tǒng)便調(diào)用預(yù)先存儲的語 音報警信息，該音頻信號經(jīng)過音頻功放芯片放大后，推動揚(yáng)聲器發(fā)出 語音報警提示。
4. 如權(quán)利要求1所述的具有GSM網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽車行駛記 錄儀及中心監(jiān)控軟件，其特征在于在用戶身份識別中，采用了邏輯加 密卡，并在設(shè)計上通過軟硬件的配合實(shí)現(xiàn)保護(hù)的功能。微處理器的I/O 口接到IC卡的SDA、 CLK、 RESET完成串行數(shù)據(jù)的讀寫和IC卡的 復(fù)位操作，串接電阻和到地的穩(wěn)壓二極管起到了過壓保護(hù)功能。IC 卡座上的插卡檢測引腳接到微處理器的I/O 口上，用以判斷是否有IC 卡插入。微處理器的另一 I/O 口接到IC卡電源關(guān)斷控制的三極管的B， 這樣可以方便的控制IC卡操作的供電。IC卡的電源經(jīng)電阻接到微處 理器的外部中斷輸入引腳上，可以實(shí)時監(jiān)測是否有短路。
5. 如權(quán)利要求1所述的具有GSM網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽車行駛記 錄儀及中心監(jiān)控軟件，其特征在于具有車輛行駛故障判別功能，采用 加速度傳感器用于實(shí)時檢測車輛的運(yùn)行是否發(fā)生故障。加速度傳感器 輸出的電平信號經(jīng)過RC低通濾波器后接到微處理器的A/D轉(zhuǎn)換輸入 引腳上，微處理器周期對輸入的模擬信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過數(shù) 據(jù)濾波，實(shí)現(xiàn)對車輛行駛狀態(tài)的判斷。
6. 如權(quán)利要求1所述的具有GSM網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽車行駛記 錄儀及中心監(jiān)控軟件，其特征在于采用大屏幕的液晶顯示器以顯示車 輛的多種信息內(nèi)容，并可以通過搡作按鍵查看不同的信息，該顯示方 式可以當(dāng)作車用電子組合儀表。
7. 如權(quán)利要求1所述的具有GSM網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽車行駛記 錄儀及中心監(jiān)控軟件，其特征在于上位機(jī)數(shù)據(jù)分析軟件運(yùn)行時需要用 戶輸入正確的用戶名和用戶密碼后，才能正常的運(yùn)行該軟件。軟件的 所有操作都采用下拉式菜單方式，在每個菜單下有子菜單，數(shù)據(jù)的上 載、下載、分析、設(shè)置都可以通過對應(yīng)菜單項完成。作為一項重要的 數(shù)據(jù)管理功能，軟件還提供了對歷史數(shù)據(jù)的管理，能夠查詢、刪除、 分析、打印歷史數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明是一種具有GSM網(wǎng)絡(luò)接入功能的汽車行駛記錄儀及中心監(jiān)控軟件?？梢詫ζ囆旭傔^程中的各種狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，并記錄行駛過程中對應(yīng)實(shí)時時間的車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時將車輛的實(shí)時數(shù)據(jù)通過GSM模塊發(fā)送到監(jiān)控中心。汽車行駛記錄儀設(shè)備由以下部分構(gòu)成具有電磁屏蔽和防水、阻燃、防機(jī)械撞擊的外殼；微處理器；暫存數(shù)據(jù)的鐵電存儲器；大容量FLASH存儲器；錄音信息存儲器；實(shí)時時鐘；供用戶身份識別的IC卡；RS232通信接口；USB HOST接口；GSM模塊電路；打印機(jī)接口；液晶顯示器；語音報警電路；操作面板；外部信號輸入模塊；光電隔離；加速度檢測；CAN總線接口；電源管理及EMC模塊。通過記錄儀的通信接口，中心監(jiān)控軟件安裝在監(jiān)控中心的主機(jī)上，并通過無線(GSM模塊)或有線(UART、USB)方式與記錄儀通信，獲取所記錄的數(shù)據(jù)，并對車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行分析。從而方便管理部門對車輛的運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控和車輛是否違章駕駛的判定。由于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在行駛過程中若出現(xiàn)緊急情況時，駕駛員可以操作隱蔽開關(guān)以對車內(nèi)進(jìn)行實(shí)時錄音，因此對車輛的安全和事故分析也有著重要意義。
文檔編號G07C5/00GK101110163SQ200610054450
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月17日
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