CN1114267A - 汽车行车参数记录检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明是汽车行车速度及驾驶状态参数的记录显示仪器。它由车载记录器，便携式检测器和PC机检测系统组成。记录器装在使用的汽车上，用以自动记录行车参数，便携式检测器可随身携带，PC机系统安置在检测中心，用以显示或是打印记录器记录的行车参数。

Description

汽车行车参数记录检测系统

本发明涉及汽车行车参数数据的记录显示仪器。该系统的记录器装在汽车上，自动记录汽车行车过程中每秒钟的行车速度及驾驶操作状态。包括刹车，鸣笛，左转，右转，远灯，近灯，尾灯的操作指示。汽车启动开始记录并能始终保存停车前256秒钟的参数记录。一旦车辆发生事故需要检查时，将记录器上记录的参数传送到所配置的检测器上，并可显示或是打印出停车前输的256秒内每一时刻的上述八种参数，以供分析。

从目前市场上看，汽车行车参数记录检测还没有推广开，应用很少，因而在行车事故的处理上，依靠丈量事故现场，观察刹车轮痕，采访现场目击者等办法，很不科学，很不准确。为解决这一现状，国内研制了几种记录仪，并正在推广应用。如上海、宝钢公司正在生产推向市场。综合几种分析我们觉得记录的参数还比较少，应用起来比较麻烦。这种类似记录器在飞机上应用已经很普遍了。

本发明的目的是想尽可能多的将判定事故的责任和违章驾驶的基本状态信息得到监测，为行车事故的分析提供准确的科学数据。并且能为汽车事故现场检测，查明事故原因提供数据，方便使用。

本发明的目的是通过汽车行车参数记录检测系统达到的。本系统由记录器，便携式检测器和PC机检测系统三部分组成。记录器装置在使用的汽车上，用以记录行车参数，汽车公路运行事故分析的必要参数是车速，刹车，转弯和灯光，共计八个参数，并且能保存在事故发生瞬间前一段时间的连续参数。从事故的处理，要能现场测试，直观的看到数据。检测人员能随身携带，像工具一样，该系统配置了便携式检测，采用液晶显示。另一方面也应能集中检测分析，打印参数数据存档备查，还配置了PC检测系统。PC检测系统借助现有管理用的PC机加以相应的通讯接口组成，其通过串行接口直接与记录器相连，根据操作员的命令自动接收记录器中记录的参数，在CRT上显示或由打印机打印。系统组成见图1。记录器图2是一个以单片机为中心的微型计算机系统，完成数据采集，记录和保存。单片机采用80C31。片外配置2KB程序存储器和2KB数据存储器。汽车的驾驶状态参数信号，从相应的电气线路中取得信号，其信号为汽车电源的电压，通过接口电路输入单片机，由于汽车电源与单片机系统逻辑电平不兼容，故应进行电平转换。此外为消除汽车电气信号的干扰，需要电信号的隔离。设计中采用光电隔离技术。车速信号通过插装在软轴与汽车里程表之间的速度传感器输入单片机。速度传感器将软轴的转速转换成计数脉冲经过整形电路得到信号。本记录器采用磁敏元件将转速转换为信号。行车过程中，一旦打开汽车电源发动汽车立即自动采集这些信号，并保存下每一秒钟的所有参数及行车时间。记录器中能保存256秒的参数，时间超过256秒，新的数据推入而淘汰老参数，始终保留距离停车时最新256秒钟内的新数据。当停车关掉电源不记录并保持记录的参数永不丢失。这由掉电保护电路去完成，使RAM工作在维持状态，其电流为1～2μA，由充电电池供电。记录器采用汽车用的直流电源，汽车用的直流电源在工作时波动很大，不能直接供给单片机使用，电源转换去地线干扰的滤波电路，将汽车电源转换成单片机工作的无干扰电源。RS232C接口电路用于记录器与PC机检测系统的通信连接，它是双通道立体声耳机插口一部分，其程序流程图见图3。本记录器使用的硬件，基本为现有技术，但是与现有记录器比，采集的参数多，保存的参数的时间长，参数采集记录的准确稳定，结构简单，便于使用，这些明显的特点是通过本发明人在设计中增加了简单而极具特点的电路来完成的。那也就是前面提到的，掉电保护电路，电源转换去地线干扰的滤波电路，特别是去地线干扰，这在过去的电路设计中是不多见的。再就是应用了双通道立体声耳机插口，完成功能的选择，虽然很简单，但是构思比较灵巧。

掉电保护电路：常见的掉电保护电路使RAM工作在维持状态，其耗电流约为1mA，因而供电用的电池工作时间只能是几十个小时，一般为72个小时。一般的掉电保护电路应是单片机直接与RAM相应的引脚相接。本电路当由单片机80C31的WR，地址译码信号输往RAM时，中间增加经LS14芯片后再相连接，另外在LS14输出端辅助以大阻值电阻R₁₈、R₁₉(电阻值加大)，结果使RAM(6116)的W、E两处得以保持高电平。才能使掉电保护期间，维持RAM工作的电源电池耗电量小。本设计达到1～2μA；电池为3.6V充电电池，容量为60mA，因而RAM能维持工作最低限为三年。

电源转换去地线干扰的滤波电路，电感器L₁与电容C₂₂组成了一个典型的滤波器，L₁与电阻R₂₁并联是为了拓宽滤波器的频带。二极管D₈为隔离二极管。防止在汽车电源在瞬时间电压突变时，系统电源通过汽车电源短路，电感器L₂接在汽车地线和滤波器之间，防止干扰不经滤波直接进入地线，也就不能直接通过地线进入记录器系统，有效地防止了信号的干扰。

记录器有两个功能程序记录功能和发送功能，另外发送功能是送往便携式检测器和PC机检测系统两个目的，两个串行接口不同，需要两个发送通道。本发明采用了双通道立体声耳机插口兼做转换开关，达到两种功能自动转换。立体声耳机插口的3脚信号作为自动切换的判断信号，4脚是与80C31接通。当执行记录功能时，便携式耳机插头未插入，插口3、4脚相通，它们输送的是同一个信号，在初始程序中定此为“0”逻辑，当插头插入后，3、4脚断开，此时3脚定为“1”逻辑。两种状态自动分辨，足以作为程序自动切换判别的依据。双通道便携检测器的串行信息直接取自80C31。而PC机检测系统串行信息取自RS-232C逻辑电路的信号。为这两种检测记录器准备一个共同的发送程序即可。这样不增加额外的硬件，也不增加更多的软件，完成了两个功能程序的自动转移。

便携式检测器硬件电路主要为一个单片机系统，单片机完成检测器内部的控制和管理。功能电路主要包括接收，显示和键盘三部分，原理见图4。单片机系统包括单片机，外部程序存储器，外部数据存储器。显示器采用液晶显示，同时显示两行参数，并可以用自定义的方式显示少量的汉字。键盘为五个命令键——接收键，显示键，下移键，上移键，时间键。一个复位键。通讯接口完成便携式检测器与记录器之间的参数传送。电源为电池供电。软件程序流程图见图5～图10。使用便携式检测器检测记录器记录的参数，不必卸下车载记录器，完成程序的操作步骤如下：

1、车载记录器断电(关掉汽车电源)，将便携式检测器的通信接头插入记录器检测插孔中。

2、打开便携式检测器的电源开关，此时显示屏上应显示“0”(如不为“0”，按一次复位键即会显示“0”)。

3、按一次便携式检测器的接收键，显示器上显示“接收”，表示检测器准备接收记录器的参数。

4、接通记录器电源(打开汽车电源)，立即自动进行参数信息的传送，并在显示器上显示“接收”。

5、3～5秒钟后，显示器显示“完”。表示接收完毕，关掉记录器电源，拔出通信接头，便携式检测器即可独立工作。

6、按一次时间键在显示屏上显示两行时间，第一行为最后一次连续行车时间，第二行为累积行车时间。

7、按一次显示键，即在显示屏上显示两行参数，第一行为行车速度，符号V表示，第二行为驾驶状态信息参数，用符号S表示。状态信息自左至右为刹车，鸣笛，左转，右转，远灯，近灯和尾灯。

8、按一次下移键，则在显示屏上显示下一秒钟的两行参数。

9、按一次上移键，则在显示屏上显示上一秒钟的两行参数。

10、使用完毕，关掉便携式检测器电源开关，参数也就随同消失，下次使用从接收程序开始。

11、不论是在任何程序执行中，按动一次复位键，程序回复初始状态。便携式检测器的外部操作是以上这些步骤，其程序的原理和处理过程也比较简便。

一、首先硬件电复位后，执行初始程序后，显示待命符“0”。如无键按下程序继续扫描键盘。当五个命令键中任何一个键有操作，则程序转向判别操作为何键，并根据按下的键名，转到该键的处理程序功能块。

二、按下接收功能键，显示采用自定义字符方式组成的汉字“接收”，并且等待串行接收中断功能。自定义字符是利用上下两个显示行对应的四个字符位置，由每个字符位置的5×7点阵组成10×28点阵，自造相应汉字。

三、接收程序：通信协议为异步串行通信，波特率4800位/秒，用中断输入方式。当80C31的R×D引脚上接收到一桢信号后转到串行接收中断服务程序。首先判断特征字，以确定是否为有用信息。第一个特征字“T”的ASC II字符码，随后是12个字符码的时间参数，连续运行时间六个字符，累积运行时间六个字符。第二特征字为“V”的ASCII字符码，随后为1024个速度信息码。每一个速度参数由四个十进制数字信息码组成，故共256个速度参数。第三个特征字为“S”的ASC II字符码，随后是256个驾驶状态信息。用计数的方法确定接收程序完成，由自定义字符方式显示“完”，提示使用者。

四、在完成接收程序后，可以任意选用所要检查的参数，程序转向相对应的功能程序块。其显示方法，在80C31内部RAM中开辟32个显示缓冲区单元，缓冲单元地址依次与显示器的显示行位置相对应。各应显示的参数，在显示时，都有一部分是固定不变的。例如，速度的单位KM/H及特征字V、S、T等。处理过程是先完成固定字符写入相应的缓冲单元，再将需要的变量参数(检测的参数)写入缓冲单元，调用一个通用的显示子程序，将显示缓冲区的数据送液晶模块显示。

五、复位键直接连接在硬件复位电路，不做软件处理，使程序进入程序首地址，重新执行本程序，使程序简化。

至此便携式检测器检测完成。如需在室内检测，打印参数，则要将车载记录器卸下，配上记录器的25芯接头和12V直流电源，借用PC/XT286,386,486及其兼容机均可。由于便携式检测器与PC检测系统各自独立，都可分别与记录器构成用处一致，使用地点不同的行车参数检测仪。因此便携式已经构成了一个完整的技术方案，并且本发明强调的特点是便携式工具型的检测使用方式，对PC系统不再赘述。

图示是对本发明的说明的补充。

图1汽车行车参数记录检测系统硬件组成框图；

图2汽车行车参数记录检测系统参数记录器硬件框图；

图3参数记录器软件主程序流程图；

图4汽车行车参数记录检测系统便携式检测器硬件框图；

图5便携式检测器软件主程序流程图；

图6便携式检测器接收参数程序流程图；

图7便携式检测器中断服务程序流程图；

图8便携式检测器时间显示程序流程图；

图9便携式检测器参数上移(或下移)显示程序流程图；

图10便携式检测器参数显示程序流程图；

图11便携式检测器外观示意图；

图12便携式检测器后视图；

图13汽车行车参数记录检测系统车载记录器电路图；

图14车载记录器电路图电源转换去地线干扰的滤波电路；

图15掉电保护电路；

图16双通道立体声耳机插口电路。

图面说明：

图13分两页图13(甲)和图13(乙)，分界为U1接线点处，其图面应是图13(甲)39与图13(乙)39相接，图13(甲)38与图13(乙)38相接……，图13(甲)21与图13(乙)21相接，依次类推，图13(甲)A、B、C三线与图13(乙)A、B、C对应三线相接。

由于本说明中展示的是行车参数记录检测系统，是本发明的较简单典型的一种，因而做为实施例，对本发明再做进一步的补充说明。

便携式检测器的硬件，单片机采用80C31，系统的其他芯片都采用的低功耗的CMOS。显示器采用LCD液晶显示模块为16×2点阵式字符显示器。键盘的键为自动复位式。组成一个有液晶显示屏和键盘的小型检测器，自带电源为四节5号电池和立体声耳机接头。检测时将通信接头插入记录器的检测插孔中(记录器上有标牌)。按前面叙述的处理过程步骤操作。便携式检测器的电源开关在面板上左上侧，每个键上都标明文字，接收完毕后，按一次时间键在显示屏上显示二行时间。

TIME0   ××  ××  ××

TIME1   ××  ××  ××

         |     |     |

         |     |     |

       小时   分     秒

TIME0  为最后一次连续行车时间(停车前)

TIME1  为累计行车时间

按一次显示键，在显示屏上显示两行参数。

V-001      063.1          KM/H

S-001    1  1  0  0      0  0  0

  |      |  |  |  |      |  |  |

  |      |  |  |  |      |  |  |

  序    刹 鸣 左 右     远 近 尾

  号    车 笛 转 转     灯 灯 灯

V表示行车速度，后面的三位数001表示序号为停车前的第一秒钟。

002为停车前的第二秒，从后向前推，以此类推，到256秒。

063.1KM/H为每小时63.1公里，检测器的测试范围为0～220KM/H。

S表示驾驶状态信息参数，后面的三位数001也是表示序号为停车前的第一秒钟，后面的每一位数分别表示刹车，鸣笛，左转，右转，远灯，近灯，尾灯。“1”表示有操作，“0”表示无操作，前面列出例显示的意思就是，在停车前第一秒钟时，行车速度为63.1公里/小时，只有刹车和鸣笛，没有其他操作。

按一次下移键，在显示屏上显示下一秒钟的参数，但只改变一行的参数，连续按动可得到停车前256秒内任一个时间内的参数。

显示键显示的：V-001     063.1     KM/H

              S-001    1 1 0 0    0 0 0

按一次下移键显示：S-001  1 1 0 0  0 0 0

                  V-002    074.5   KM/H

再按一次才能显示：V-002    074.5   KM/H

                  S-002  1 1 1 0   0 0 0

上移建的操作步骤与达到的效果与下移建相同。

至此，实施完成而发明目的达到。

Claims (4)

1、由车载记录器，便携式检测器和PC机检测系统等三部分组成的汽车行车参数记录检测系统，记录器是一个以单片机为中心的微型计算机系统，完成汽车行车驾驶状态参数的采集，记录和保存，记录器的硬件电路中为保证整机性能的准确稳定，应用了电源转换去干扰滤波电路，掉电保护电路，双功能自动转换电路，其特征在于电源转换去干扰滤波电路增加了一条地线和电感器，为防止干扰由汽车接地线传给系统，在汽车接地线与滤波器之间加一电感器。

2、按照权利要求1所叙述的汽车行车参数记录检测系统，记录器中的掉电保护电路，其特征在于当单片机80C31的WR，地址译码信号输往RAM时，中间增加经LS14芯片后再相连接，另外在LS14输出端辅助以大阻值的两个电阻。

3、按照权利要求1所叙述的汽车行车参数记录检测系统，记录器中的双功能转换电路，其特征在于应用了现有的双通道立体声耳机的插口完成自动转换。

4、由车载记录器，便携式检测器和PC机检测系统等三部分组成的汽车行车参数记录检测系统，便携式检测器用以接受记录器中所记录的参数，并将参数一一显示出来，其特征在于采用了如下的处理过程：

a、首先便携式检测器电复位后，执行初始程序，显示待命符“0”，如无键按下程序继续扫描键盘。

b、按下接收功能键，显示采用自定义字符方式组成的汉字“接收”，并且等待串行接收中断功能。

c、通信协议为异步串行通信，波特率4800位/秒，用中断输入方式，首先判断特征字“T”的ASC II字符码，随后是12个字符码的时间参数，第二个特征字“V”的ASC II字符码，随后为1024个速度信息码，第三个特征字“S”的ASC II字符码，随后是256个驾驶状态信息，用计数的方法确定接收程序完成，由自定义字符方式显示“完”。

d、接收完成后，可任意选用所要检查的参数，程序转向相应的功能程序块。显示方法，在80C31内部RAM中开辟32个显示缓冲区单元，缓冲单元地址依次与显示位置相对应，先完成固定字符写入相应的缓冲单元，再将需要的变量参数写入缓冲单元，调用一个通用的显示程序，将缓冲区的数据送液晶显示块。

e、复位键直接连在便携式检测器的复位电路，不做软件处理。

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