CN103714731A - 基于微传感器的驾培科目识别终端 - Google Patents

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CN103714731A CN201310747441.3A CN201310747441A CN103714731A CN 103714731 A CN103714731 A CN 103714731A CN 201310747441 A CN201310747441 A CN 201310747441A CN 103714731 A CN103714731 A CN 103714731A
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葛晓嘉
张长庆
张恒
王晓
汪媛媛
孙燕京
陈敏
彭美霞
胡伟平
郭嵱
张传帅
陈建
夏骏
张龙敏
甘华
王钰
曹洪梅
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Abstract

本发明涉及一种车载电子通信设备，主要使用在机动车驾驶人培训车辆上，用于帮助驾培管理部门指导和监督驾校的教学活动，提高教学质量。本发明的基于微传感器的驾培科目识别终端，包括识别终端和微传感器；所述微传感器设置在车辆上，用于感知车辆状态变化；所述识别终端用于接收微传感器的状态信号，并输出结果。所述识别终端包括：包括CPU、51单片机、数据处理模块和数据采集模块；所述51单片机和数据处理模块分别与CPU相连，所述51单片机的信号输入端接车辆的倒车灯信号线；所述数据采集模块信号输入端与微陀螺仪连接，信号输出端与数据处理模块相连。

Description

基于微传感器的驾培科目识别终端
技术领域
本发明涉及一种电子设备，可广泛使用在机动车驾驶人培训车辆上，具备辅助测评驾驶员培训功能。
背景技术
近年来，随着国民经济的发展和人民收入的提高，车辆的保有率也逐年增加。但随之而来的是交通事故发生率和发生量也逐渐增大。其中, 相当部分是由新手造成的，而个中原因是由于部分驾校管理不当、法规课程培训不规范、教学管理活动比较随意。甚至有的驾校为了吸引学员和降低成本，加快培训速度，减少训练科目，学时和训练科目造假, 致使学员质量根本得不到保证。因此，严格驾校培训管理，提高驾驶人的水平，从源头强化驾驶人的法律、交通驾驶意识和驾驶人的驾驶水平是减少交通事故数量的有效手段。 
2012年, 公安部、交通部联合发文, 强调要严格驾驶人教育管理, 其中重点提出了道路运输管理机构要全面推广应用计算机计时培训管理系统以监督保证驾校培训质量。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是设计和生产一种机动车驾培科目识别终端，用于帮助驾培管理部门指导和监督驾校的教学活动，提高教学质量。 
本发明解决实际问题的技术方案是：
一种基于微传感器的驾培科目识别终端，包括识别终端和微传感器；
所述微传感器设置在车辆上，用于感知车辆状态变化；
所述识别终端用于接收微传感器的状态信号，并输出结果。
所述微传感器采用微陀螺仪，微陀螺仪的精度为1度/H。
该装置还包括显示装置，用于显示识别终端输出的结果。
所述车辆状态包括车辆角速度大小、角速度方向和档位。
所述识别终端包括：包括CPU、51单片机、数据处理模块和数据采集模块；所述51单片机和数据处理模块分别与CPU相连，所述51单片机的信号输入端接车辆的倒车灯信号线；所述数据采集模块信号输入端与微陀螺仪连接，信号输出端与数据处理模块相连。
所述数据采集模块主要由信号调理电路、信号放大电路和A/D转换电路组成。
本发明所涉及的终端设备可以接入微陀螺仪的输入信号，并根据培训科目的不同特点和输入信号的变化，综合车辆档位变化判断出当前的培训科目情况。
本发明的有益效果如下：
本发明的终端可以安装在驾校的培训车辆上，并利用微传感器对机动车驾驶人的行车状态信息进行采集。
本发明可用于对驾校培训科目进行指导，从而提高教学质量。
本发明还可以进一步与控制系统连接，用以进一步监督驾陪人员课时，以及驾陪人员动作的规范性。
附图说明
图1为本发明的硬件原理图。
图2为数据采集模块的硬件组成框图。
具体实施方式
参照图1所示，本发明的基于微传感器的驾培科目识别终端，包括识别终端和微传感器。
识别终端包括：包括CPU、51单片机、数据处理模块和数据采集模块；所述51单片机和数据处理模块分别与CPU相连，所述51单片机的信号输入端接车辆的倒车灯信号线；所述数据采集模块信号输入端与微陀螺仪连接，信号输出端与数据处理模块相连。
本发明可接入的微传感器有：微陀螺仪，微陀螺仪可以用来感应角速度的大小和方向，并且采用的微陀螺仪精度在1度/H。
本发明的基于微传感器的驾培科目识别终端的工作过程如下：
车辆启动后，安装在车辆上的微陀螺仪感知车辆状态的变化，并输出信号给识别终端，识别终端对信号进行处理，并根据预设值判断车辆处于何种状态，进而判定驾陪车辆在进行何种科目训练。具体判定流程和方法如下：
51单片机主要负责检测倒车灯信号线的输入电压，来判断车辆的档位信息。当检测到倒车灯信号线输入电压小于0.4V，即为低电平时，判断车辆处于前进挡位；输入电压大于2.4V时，即为高电平，判断车辆处于倒车挡位。
数据采集模块主要负责完成将微陀螺仪输出的角速度转换成数字信号。它主要由信号调理、信号放大和A/D转换三个小模块组成的。图2是它的数据采集原理。
1.信号调理 
设计时，应充分考虑到微陀螺仪实际输出信号的带宽和动态范围。微陀螺仪输出信号的频带范围一般为直流至100Hz左右的缓慢变化的信号，但其中含有丰富的高频载波信号，为此设计了一个由电阻和电容组成的低通滤波器，截止频率为100Hz，降低高频噪声。 
2.信号放大 
对于微弱的信号，必须经过放大，这样才能提高A/D的分辨率，然后再进行A/D转换。在这里用AD620AN放大器和电阻组成。AD620AN是一个低成本、高精确的放大器，放大范围在1～1000内，误差只有40PP。
3.A/D转换 
在这里用MSP430F135单片机里面内嵌的模数转换器ADC12。ADC12模块采样速度快，最高可达200ksps，12位转换精度，以及提供16路通道可供加速度计和陀螺仪同时采样和转换，这就保证了系统的实时性和提高系统精确度。同时有两个电压源可以编程6种参考电压以及内置时钟发生器产生采样周期。可以看出，ADC12模块使用起来相当灵活方便，对它的操作使用相关的控制寄存器就实现了。
数据处理模块 
从本发明的技术关键角度分析，最突出的就是高精度和实时性问题。所以利用优良的数据处理芯片可以大幅度的提高系统的可靠性。因此采用TI公司的C5000系列处理器。数据处理模块输出角度变化的数据通过总线传输到CPU中，供科目识别使用。
本发明的工作过程如下：
针对倒车入库的训练科目：微陀螺仪在倒档时出现80-110度的水平方向变化，接着在车辆前进挡时出现相反方向的80-110度水平方向变化，则表明正在进行倒车入库的训练科目。
进一步，针对坡道定点停车和起步科目：微陀螺仪前进挡时在垂直方向出现10-30度的方向变化，可判断当前培训科目为坡道定点停车和起步。
进一步，针对侧方停车的训练科目：微陀螺仪在倒档时连续出现2个相反方向的50-80度，可判断当前培训科目为侧方停车。
进一步，针对曲线行驶的训练科目：微陀螺仪在车辆前进时出现2个相反方向的110度以上水平方向变化，则表明正在进行曲线行驶训练。
进一步，针对直角转弯的训练科目：微陀螺仪在车辆前进时，在水平方向保持5秒以上不变后出现90度的水平方向变化，可判断当前培训科目为直角转弯。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，只要其以基本相同的手段达到本发明的技术效果,都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.基于微传感器的驾培科目识别终端，其特征在于：包括识别终端和微传感器；
所述微传感器设置在车辆上，用于感知车辆状态变化；
所述识别终端用于接收微传感器的状态信号，并输出结果。
2.根据权利要求1所述的基于微传感器的驾培科目识别终端，其特征在于：所述微传感器采用微陀螺仪。
3.根据权利要求2所述的基于微传感器的驾培科目识别终端，其特征在于：所述微陀螺仪的精度为1度/H。
4.根据权利要求1、2或3所述的基于微传感器的驾培科目识别终端，其特征在于：还包括显示装置，用于显示识别终端输出的结果。
5.根据权利要求1所述的基于微传感器的驾培科目识别终端，其特征在于：所述车辆状态包括车辆角速度大小、角速度方向和档位。
6.根据权利要求1所述的基于微传感器的驾培科目识别终端，其特征在于：所述识别终端包括：包括CPU、51单片机、数据处理模块、和数据采集模块；所述51单片机和数据处理模块分别与CPU相连，所述51单片机的信号输入端接车辆的倒车灯信号线；所述数据采集模块信号输入端与微陀螺仪连接，信号输出端与51单片机相连。
7.根据权利要求1所述的基于微传感器的驾培科目识别终端，其特征在于：所述数据采集模块主要由信号调理电路、信号放大电路和A/D转换电路组成。
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