CN201011570Y - 汽车行驶记录仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及汽车行驶记录仪，包括：壳体、微处理器、铁电存储器、实时时钟、GPS模块、SD卡、电源管理电路、USB接口芯片、RS232点平转换芯片、IC卡读写器、速度传感器接口、开关量信号输入端口、显示器、矩阵键盘，将除壳体外的各组成部分安装在壳体内，电源管理电路负责微处理器供电，微处理器内安装有实时时钟，微处理器分别与铁电存储器、GPS模块、SD卡、USB接口芯片、RS232点平转换芯片、IC卡读写器、速度传感器接口、开关量信号输入端口、显示器、矩阵键盘相连。本实用新型集成了GPS和路段限速值存储器，增加了判断超速违章的手段。本实用新型将有效地遏制超速驾驶的不良行为。适合包括特种车辆在内的所有车辆安装使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及对车辆行驶的状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置，具体涉及的是一种能够记录超速违章的汽车行驶记录仪。
背景技术
国家标准《汽车行驶记录仪》(GB/T19056-2003)已于2003年4月15日发布，并于2003年9月1日实施。汽车行驶记录仪能够实时地记录车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆运行的其他状态信息，为事故分析鉴定提供原始数据。
随着道路交通安全形势日益严峻，交通安全预防对汽车行驶记录仪的信息容量、处理分析的能力、违章记录输出等提出了更高的要求。
目前，汽车行驶记录仪处理分析并输出的违章数据，仅有“疲劳驾驶违章”记录。而对于“超速违章”，因无获取车辆行驶路段“限速值”的手段，所以不能处理分析并输出“超速违章”记录。
例如某车辆在限速60Km路段上以90Km的速度行驾驶时，现有的汽车行驶记录仪是没有方法判定该车辆是在超速行驶，因此不能记录驾驶人员的违章行为。并且，当查阅汽车行驶记录仪中的“与时间对应的行驶速度”360小时的记录时，得出的结论是没有超速行为，这显然是现有汽车行驶记录仪的不足之处。
当前，用于移动目标定位的GPS(全球定位系统)技术的运用已十分成熟。作为数据载体的半导体存储器件其成本已大幅度下降、读写速度大幅提高，尤其是快闪记忆SD卡(Secure Digital Memory Card)是一种价格低、容量大、读写速度快、体积小的新一代存储器，非常适合汽车行驶记录仪作为“道路限速信息”数据源的载体。
发明内容
本实用新型的目的为了克服现有的汽车行驶记录仪没有“道路限速信息”数据源的载体，缺少判定车辆是否超速的功能，因而不能记录驾驶人员的“超速违章”行为的弊端，而提供一种带超速违章记录的汽车行驶记录仪，它除了独立完成实时地记录车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆运行的其他状态信息的功能外，还被赋予了实时地读取GPS模块的经纬度数据和读取SD卡内存储的“与经纬度对应的路段限速值”的功能；当读取路段限速值后可立即与车辆的实时速度比较，判断车辆是否超速，实现对车辆“超速违章”的记录。
本实用新型的技术方案为：带超速违章记录的汽车行驶记录仪，它由以下部分组成：壳体、微处理器、铁电存储器、实时时钟、GPS模块、SD卡、电源管理电路、USB接口芯片、RS232点平转换芯片、IC卡读写器、速度传感器接口、开关量信号输入端口、显示器、矩阵键盘，将除壳体外的各组成部分安装在壳体内，电源管理电路负责微处理器供电，微处理器内安装有实时时钟，微处理器的I/O模拟串口与显示器连接；微处理器带中断的I/O与矩阵键盘连接；微处理器的I/O模拟串行外设接口(SPI)与SD卡连接；微处理器的I/O模拟串口通过I2C总线与铁电存储器连接；微处理器带有脉宽捕获的I/O与速度传感器接口连接；微处理器的I/O模拟并行口与USB接口芯片连接；微处理器的一个硬件串行口与RS232电平转换芯片连接，另一个硬件串行口与GPS模块连接；微处理器的I/O模拟串行IC卡接口与IC卡读写器连接；微处理器的定时查询I/O与开关量信号输入端口连接。
所述微处理器是型号为MSP430F149的16位单片机，64P封装；片内程序存储器；有48个多功能I/O口，其中：可配置2个异步串行通信(USART)接口为硬件串口、配置4个模拟串行口，配置1个并行口，带2个16位的定时器，2个16位的定时器带有3-7个捕获/比较寄存器和带脉冲宽度调制PWM输出；16位看门狗定时器(WDT)和乘法指令(MPY)。
所述铁电存储器型号为FM31256是一种基于I2C总线、采用铁电体技术的多功能存储芯片，与单片机之间采用I2C总线进行通信。用于存储“事故疑点数据”。
所述GPS模块型号为LEA-4H，与单片机的“硬件串口”连接。用于接收GPS卫星信号，并将接收到的GPS卫星信号解算成经纬度信息，以标准定位信息NMEA-0183格式输出数据，经纬度值采样频率为1Hz。
所述SD卡的存储容量为1GB，用SPI模式与单片机模拟串行口连接。其中，一部分存储单元作为“行驶数据”存储器，用于行驶记录的读写；另一部分存储单元的地址与经纬度有着逻辑对应关系，作为“路段限速值”存储器，用于“与经纬度对应的路段限速值” 的读取。
所述显示器是带汉字库的液晶屏，型号为NS12364R，有串行、并行两种通信接口，选用其中的串行接口与与单片机连接的模拟串口连接。
本实用新型与现有技术相比，符合国家标准《汽车行驶记录仪》(GB/T19056-2003)的要求，还集成了GPS和“路段限速值”存储器，增加了判断“超速违章”的手段。实现在记录仪的屏幕上动态显示行驶路段限速值，可提醒驾驶员注意该道路限速；当车辆行驶的速度大于该道路的限速值时记录“超速违章”。本实用新型将有效地遏制超速驾驶的不良行为。适合包括特种车辆在内的所有车辆安装使用。
附图说明
图1a是本实用新型的外形结构主视图。
图1b是本实用新型的外形结构后视图。
图2是本实用新型的控制电路原理框图。
图3是本实用新型的GPS模块和SD卡的控制电路。
图4是本实用新型的电源控制电路。
图5是本实用新的速度传感器接口电路。
具体实施方式
如图1a、图1b所示，本实用新型主要由以下部分组成：壳体、微处理器、铁电存储器、实时时钟、GPS模块、SD卡、电源管理电路、USB接口芯片、RS232点平转换芯片、IC卡读写器、速度传感器接口、开关量信号输入端口、显示器、矩阵键盘，微处理器的I/O模拟串口与显示器连接；电源管理电路负责微处理器供电，微处理器内安装有实时时钟，微处理器带中断的I/O与矩阵键盘连接；微处理器的I/O模拟串行外设接口(SPI)与SD卡连接；微处理器的I/O模拟串口通过I2C总线与铁电存储器连接；微处理器带有脉宽捕获的I/O与速度传感器接口连接；微处理器的I/O模拟并行口与USB接口芯片连接；微处理器的一个硬件串行口与RS232电平转换芯片连接，另一个硬件串行口与GPS模块连接；微处理器的I/O模拟串行IC卡接口与IC卡读写器连接；微处理器的定时查询I/O与开关量信号输入端口连接，将上述的组成部分安装在壳体1内，壳体1的面板上有显示屏11、串口插座12、USB插座13、GPS天线插座14、IC卡插座15、键盘16、电源插座17、速度传感器插座18、开关量输入插座19，
所述串口插座12是标准RS232CD型9针接口。可连接上位机通信或连接打印机输出数据。
所述USB插座13是USB标准接口，采用主结构式USB接口连接U盘上载数据。
所述速度传感器插座18，与脉冲车速传感器连接。
所述开关量输入插座19，接入的开关量信号包括：制动信号、左右转向信号、近光灯信号、后雾灯信号。
如图2所示，21为主控制板；22为GPS模块和SD卡的控制板；23为数据采集板；24为通信接口板。
所述主控制板是实现车辆行驶状态数据处理、记录数据的读写、显示、操作、通信控制等的功能模块，它由16位单片机、时钟电路、电源控制电路、铁电存储器、显示与键盘接口电路构成。
所述GPS模块和SD卡的控制板是获取经纬度数据、存储“路段限速值”、存储“行驶数据”的功能模块，单片机采用不同的寻址方式完成“路段限速值”、“行驶数据”的读写。它由GPS模块、SD卡与单片机的连接电路构成。
所述数据采集板是实现车辆行驶状态采样的功能模块，采样频率大于5Hz。它由速度传感器接口电路、开关量信号输入端口电路构成。
所述通信接口板是实现与上位机、打印机等设备的数据通信的功能模块。它由IC卡读写电路、USB接口芯片电路、RS232点平转换芯片电路构成。
如图3所示，U1为单片机，U2为GPS模块，U3为SD卡。U1的30脚与U3的数据输出D0/DO连接、U1的29脚串联电阻R6与U3的数据输入CMD/DI连接、U1的31脚串联电阻R5与U3的时钟(CLK)连接、U1的28脚与U3的片选D3/CS、U1的27脚与U3的写保护(WP)连接。
U1的32脚串联电阻R8与U2的RXD1连接、U1的33脚串联电阻R7与U2的TXD1连接、U1的26脚串联电阻R9与U2的复位(RST)连接。
如图4所示，U16为8～40V进～5V出的DC/DC的电源芯片，VIN为外部电源输入端，提供5V输出；U11为5V进～3.3V出的DC/DC的电源芯片，对单片机等使用3.3V器件供电；U20为5V进～2V出的DC/DC的电源芯片，对使用2V的器件供电；U21为5V进～3.0V出的DC/DC的电源芯片，对GPS等使用3.0V的器件供电。
如图5所示，SPEED连接速度传感器的信号输出端，SPEEDBUF连接单片机的14脚(P1.2/TA1)。
以上描述是本实用新型基于MSP430F系列低功耗单片机的较佳实施例，采用其它单片机、GPS模块、快闪记忆卡基于本实用新的技术方案的等效变换均属于本实用新的保护范围。
Claims (6)
1.汽车行驶记录仪，主要由以下部分组成：壳体、微处理器、铁电存储器、实时时钟、GPS模块、SD卡、电源管理电路、USB接口芯片、RS2 32点平转换芯片、IC卡读写器、速度传感器接口、开关量信号输入端口、显示器、矩阵键盘，将除壳体外的各组成部分安装在壳体内，电源管理电路负责微处理器供电，微处理器内安装有实时时钟，其特征在于：微处理器的I/O模拟串口与显示器连接；微处理器带中断的I/O与矩阵键盘连接；微处理器的I/O模拟串行外设接口SPI与SD卡连接；微处理器的I/O模拟串口通过I2C总线与铁电存储器连接；微处理器带有脉宽捕获的I/O与速度传感器接口连接；微处理器的I/O模拟并行口与USB接口芯片连接；微处理器的一个硬件串行口与RS232电平转换芯片连接，另一个硬件串行口与GPS模块连接；微处理器的I/O模拟串行IC卡接口与IC卡读写器连接；微处理器的定时查询I/O与开关量信号输入端口连接。
2.根据要求1所述汽车行驶记录仪，其特征在于：所述微处理器为MSP430F149的16位单片机，64P封装，片内程序存储器；有48个多功能I/O口，其中：配置2个异步串行通信USART接口为硬件串口，配置4个模拟串行口，配置1个并行口；带2个16位的定时器；16位看门狗定时器WDT和乘法指令MPY。
3.根据要求1所述汽车行驶记录仪，其特征在于：所述铁电存储器为FM31256是一种基于I2C总线、采用铁电体技术的多功能存储芯片，与单片机之间采用I2C总线进行连接。
4.根据要求1所述汽车行驶记录仪，其特征在于：所述GPS模块为LEA-4H，与单片机的“硬件串口”连接。
5.根据要求1所述汽车行驶记录仪，其特征在于：所述SD卡的存储容量为1GB，用SPI模式与单片机模拟串行口连接。
6.根据要求1所述汽车行驶记录仪，其特征在于：所述显示器是带汉字库的液晶屏，型号为NS12364R，有串行、并行两种通信接口，通过串行接口与单片机连接的模拟串口连接。
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