CN201307302Y - 一种汽车行驶记录仪用通用通信板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车行驶记录仪用通用通信板，属于通信和智能交通领域。汽车行驶记录仪用通用通信板，其特征在于由微控制器MCU单元、GPRS模块、FLASH存储器、通信接口单元、时钟单元和电源模块构成，遵循基于XML的汽车行驶记录仪数据交换格式，解决了不同厂商、不同类型的汽车行驶记录仪与车辆管理中心计算机系统(数据采集中心)之间的通信，可广泛用于汽车行驶记录仪的数据采集和传输。本实用新型具有通用性强、集成度高，能充分发挥汽车行驶记录仪最大效益的优点。

Description

一种汽车行驶记录仪用通用通信板

技术领域：

本实用新型涉及一种汽车行驶记录仪用通用通信板，可实现不同厂商、不同类型的汽车行驶记录仪与车辆管理中心计算机系统(数据采集中心)之间的通信，并遵循基于“可扩展标记语言”(eXtensible Markup Language，简称XML)的汽车行驶记录仪数据交换格式，可广泛用于汽车行驶记录仪的数据采集和传输。

背景技术：

汽车行驶记录仪是一种能够对车辆行驶速度、时间、里程以及其他状态信息进行记录的高新技术产品，它可以实时记录15天内车辆运行和驾驶人驾驶活动的有关信息，在遏止疲劳驾驶、车辆超速等严重违法行为，预防道路交通事故，保障行车安全，提高营运管理水平等方面发挥重要的作用，充分利用其记录的数据具有重要的意义。

现有的汽车行驶记录仪在数据采集方面多数采用优盘，利用读卡器采集数据。随着我国智能交通系统建设进程的加快，必然要求安装行驶记录仪的车辆向车辆管理中心系统发送必要的数据来实现车辆的智能化、高效化管理。另外，还可利用车辆管理中心计算机系统实时获取汽车行驶记录仪采集的数据产生更多应用功能的系统。由于当前汽车行驶记录仪(以下称记录仪)厂家众多，记录仪内部数据格式各异，管理软件五花八门，这给记录仪的应用带来了困难。而且，有些汽车行驶记录仪所使用的是专用数据格式和协议，对外不开放，导致当需要把数据实时传到管理中心时，困难重重。由于目前还没有建立一套统一的数据格式、数据协议和数据交换标准，限制了不同型号的汽车行驶记录仪在同一管理中心下使用，导致系统在后期的建设中对原有记录仪的过分依赖，无法形成一种平等竞争的局面，也限制了记录仪采集数据的挖掘应用，不利于实现数据的共享和记录仪应用功能的发挥。

基于以上原因，急需设计一种遵循可扩展标记语言汽车行驶记录仪数据交换格式的汽车行驶记录仪用通用通信板，它可以实现不同厂家、不同类型的记录仪与车辆管理中心计算机系统之间的通信。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种结构简单实用，可以实现不同厂家、不同类型的汽车行驶记录仪与车辆管理中心系统之间的通信，实现数据的有效共享和便于扩展汽车行驶记录仪应用功能的汽车行驶记录仪用通用通信板。

本实用新型的目的可以通过如下措施来达到：一种汽车行驶记录仪用通用通信板，其特征在于其由微控制器、GPRS模块、FLASH存储器、通信接口单元、时钟单元和电源模块构成，其中：

微控制器采用Silabs的C8051F040芯片，通过串口RS232或USB接口与汽车行驶记录仪连接通信，获取的汽车行驶记录仪所采集的数据存入FLASH存储器，并控制GPRS模块通过GPRS网络接入Internet，将FLASH存储器的数据向车辆管理中心计算机系统平台传输，并完成与车辆管理中心计算机系统的通信；

GPRS模块采用SIMCOM的SIM100，通过UART与微控制器MCU单元的I/O口相连，其将FLASH存储器的数据向车辆管理中心计算机系统平台传输，并完成与车辆管理中心计算机系统的通信；

FLASH存储器采用32Mbit的AM29LV320D芯片，通过SPI与微控制器MCU单元的I/O口相连，该芯片的输出使能信号输入端、写使能信号输入端、地址线、数据线分别与微控制器C8051F040相应输出端相连；

时钟单元采用OSC_66M外部振荡电路芯片，其与微控制器MCU单元的I/O口相连，向该微处理器输出时钟信号；

电源模块使用汽车12V或24V电源，经过滤除干扰信号电路中央处理单元提高稳定的直流电源，再经过电压转换电路转换成5V的终端供电；

通信接口单元采用RS232接口或者USB接口。

本实用新型的特征在于：本通用通信板遵循基于可扩展标记语言的汽车行驶记录仪数据交换格式，它使汽车行驶记录仪采集数据与软件平台和记录仪生产厂商分离，实现不同平台之间的数据传输。

为了达到上述目的，汽车行驶记录仪用通用通信板主要由微控制器MCU单元、GPRS模块、FLASH存储器、通信接口单元、时钟单元和电源模块构成。电源模块给所有的各模块供电、FLASH存储器和时钟单元均与MCU单元的I/O口相连，GPRS模块单元通过UART与MCU的I/O口相连。通信接口单元(USB或RS232通信接口)与汽车行驶记录仪相应端口连接进行数据有线传输连接。

本实用新型所提供的汽车行驶记录仪用通用通信板通过微控制器MCU控制GPRS模块，通过GPRS网络接入Internet，将汽车行驶记录仪终端所采集的数据向车辆管理中心计算机系统平台传输，完成与车辆管理中心的控制通信。并且，利用SMS(Short Message Service)作为通信辅助方式，保障了数据通信的实时可靠性。通用通信板所采用的GPRS通信方式速度快，数据延迟小，按量计费，运营成本很低，根据需要还可进行语音通话，非常适合应用于车辆智能化管理系统的数据传输。

本通用通信板进行数据传输需要GPRS模块加载有SIM卡，并向移动服务商申请开通GPRS业务，同时还需要车辆管理中心的计算机接入Internet，并拥有公网IP地址。数据通信启动时，由微控制器MCU读取记录仪数据并经GPRS模块无线发送到MSC基站控制器BSS，GPRS数据分组从基站发送到业务支持节点SGSN，SGSN与网关支持节点GGSN进行通信，GGSN对分组的数据进行相应的处理，然后发送到连接在Internet的车辆管理中心，并将相关数据存入数据库。车辆管理中心通过Internet发送的数据分组先到达锁定地址的GGSN，然后GGSN将其转送给车辆所附属的SGSN，进而到达GPRS模块。多个汽车行驶记录仪采集终端可以通过GPRS网络与车辆管理中心平台的指定端口建立多个TCP/IP连接，从而达到多点传输数据的目的。整个系统还设计了SMS通信模式，以保证通信的实时畅通。通用通信板和GPRS网关支持节点GGSN之间利用GPRS网络无线传输，在GGSN和车辆管理中心时间采用有线Internet传输。

所述微处理器上设有相应的XML传输数据解析程序、XML数据生成程序和汽车行驶记录仪协议转化程序，汽车行驶记录仪协议转化程序通过串口Rs232或USB通信接口得到记录仪采集的实时数据和阶段采集数据，由XML数据生成程序将这些具体的数据转化为XML格式的信息，存储起来，并由GPRS模块将这些XML信息传输到车辆管理中心计算机系统平台，管理系统平台将这些信息以页面的形式显示或者生成相应的文件，存储起来或存入数据库。

这里所提到的可扩展标记语言汽车行驶记录仪数据交换格式是统一描述、包装、存储以及传递汽车行驶记录仪采集数据的格式规范，汽车行驶记录仪数据交换格式提供一种通用的方法来定义既便于计算机解释又方便用户理解的汽车行驶记录仪的“XML数据集”，主要来描述汽车行驶记录仪记录的车辆特征、事故疑点车辆速度、制动、灯光以及其他数据信息等的数据，便于不同的汽车行驶记录仪可以基于这一格式方便的进行数据的交换和共享，汽车行驶记录仪数据交换格式是以XML为基础的一种数据描述语言标准，只要数据交换的双方遵从相同的XML模式，就可以实现无障碍通讯。

本实用新型同已有技术相比可产生如下积极效果：本实用新型为一种遵循可扩展标记语言汽车行驶记录仪数据交换格式的汽车行驶记录仪用通用通信板，它可以实现不同厂商、不同类型的汽车行驶记录仪与车辆管理中心计算机系统(数据采集中心)之间的通信，可广泛用于汽车行驶记录仪的数据采集和传输，具有通用性强、集成度高，能充分发挥汽车行驶记录仪最大效益的优点。

附图说明：

图1为本实用新型的应用示意图；

图2为本实用新型的结构框图；

图3为本实用新型的信息流程图；

图4为汽车行驶记录仪数据XML格式参考框架图。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明：

实施例：一种汽车行驶记录仪用通用通信板(参见图1—图4)，其由微控制器(MCU单元)、通用无线分组业务(GPRS)模块、FLASH存储器、通信接口单元、时钟单元和电源模块构成。电源模块给所有的各模块供电、FLASH存储器和时钟单元均与MCU单元的I/O口相连，GPRS模块单元通过通用异步串行口(UART)与MCU的I/O口相连。通信接口单元(USB或RS232串口通信接口)与汽车行驶记录仪相应端口连接进行数据有线传输连接。

本实用新型所提供的汽车行驶记录仪用通用通信板通过微控制器MCU控制GPRS模块，通过GPRS网络接入Internet，将汽车行驶记录仪终端所采集的数据向车辆中心管理平台传输，并完成与车辆管理中心的控制通信。并且，利用SMS(Short Message Service)作为通信辅助方式，保障了数据通信的实时可靠性。

如图1所示，其工作过程如下：

1、通用通信板的GPRS模块初始化，并与车辆管理中心管理端计算机建立连接(管理端计算机必须先与Internet连接，并打开相应端口侦听)；2、微处理器MCU单元负责与记录仪交换数据，进行数据格式化并将采集到的车辆行驶状态数据传送到GPRS模块；3、GPRS模块对数据进行TCP/IP协议转换，并以数据包形式发送到GPRS网络；4、数据通过发送到GSM基站BSS，GPRS数据分组从基站发送到服务支持节点SGSN，SGSN与网关支持节点GGSN进行通信，GPRS网关支持节点(GGSN)将数据发送到Internet；5、与Internet相连的管理端计算机接收数据，并存入数据库或者其他应用。

整个系统的实施主要通过作为硬件的汽车行驶记录仪、本实用新型汽车行驶记录仪用通用通信板和车辆管理中心计算机系统，车辆管理中心计算机系统主要包括：车辆管理中心计算机并接入Internet和拥有公网IP地址、路由器；通用通信板与车辆管理中心计算机系统之间通过无线局域网传送数据连接，通用通信板上的微控制器MCU负责采集记录仪数据，经过微控制器MCU将数据保存在其FLASH单元中，而发送和接收数据GPRS模块实时向MSC基站BSS发送信号，通过SGSN和网关支持节点GGSN向车辆管理中心计算机系统发送连接请求时，车辆管理中心计算机系统将发送验证请求，要求通用通信板返回验证密码，密码正确时通信板和车辆管理中心计算机系统通信，向中心发送已储存的数据。车辆管理中心在允许发送数据时，需要判断是否在当日己采集过该车的数据。若已采集过，则对数据仅接收但不保存，否则就将接收到的数据存入中心系统。对于这一过程，只要保证车辆管理中心的计算机一直开着，就可以通过管理程序自动完成，而无需人为操作，也不需要派专人去车上采集数据。

通用通信板的微控制器(MCU)采用Silabs的C8051F040，选用的Silabs的完全集成的混合信号系统级芯片C8051F040具有高速的CIP-51内核，具有丰富的模拟和数字资源。

GPRS模块选用SIMCOM的SIM100，SIM100是一款高速GSM/GPRS/EDGE模块，内置TCP/IP协议栈，工作温度范围可以达到-35～75℃，工作电压3.3～4.6V。SIM100内部主要由基带处理模块和GSM射频模块组成。

为满足存储数据的需要，系统扩展了32Mbit的SPI接口FLASH，FLASH存储器采用32Mbit的AM29LV320D芯片，该芯片的输出使能信号输入端、写使能信号输入端、地址线、数据线分别与微控制器C8051F040相应输出端相连。

通信接口单元使用RS232串口通信接口或者USB接口；

时钟单元采用OSC_66M外部振荡电路芯片。

电源模块使用汽车12V或24V电源，经过滤除干扰信号电路中央处理单元提高稳定的直流电源，再经过电压转换电路转换成5V的终端供电；

通信板通过串口RS232或USB接口与汽车行驶记录仪相应的端口相连，MCU控制打开端口从汽车行驶记录仪获得规定格式的数据。

通信板的微控制器将采集得到的数据打包后，存储于FLASH存储器中，并控制唤醒SIM100，利用SIM100建立好GPRS网络连接进行数据传输。同时，车辆管理中心计算机可以通过Internet对终端进行控制脚本修改，实时对时等操作。

MCU主控单元的I/O口与RS232或USB通信接口电路的相应端口连接，并且通过其与汽车行驶记录仪相应RS232或USB端口连接，实现与记录仪通信并获得数据；MCU主控单元的SPI口连接F1ash存储器，以便将获得的数据暂存在Flash芯片AM29LV320D中；SIM100工作需要外接SIM卡，MCU主控单元控制SIM100通信是通过UART口发送命令来实现。通过GPRS网络与主站建立TCP/IP连接后，SIM100通过Online Data模式传送数据，此时记录仪直接将原始数据通过基于TCP或UDP协议建立的Socket以XML的数据格式在SIM100与网络间传输。SIM100对MCU主控单元发送过来的数据不做任何回应，而是直接发送到指定网络位置车辆管理中心计算机平台。MCU主控单元控制GPRS模块SIM100实时连接无线网，如果联网成功，则向车辆管理中心发送连接请求，管理中心收到请求并允许发送数据后，完成已储存数据的发送。在SIM100单元向车辆管理中心发送连接请求时，车辆管理中心系统将发送验证XML文档，要求通用通信板返回验证密码，密码正确时通信板和车辆管理中心通信，向中心发送已储存的数据。

微处理器MCU芯片C8051F040上烧有XML传输数据解析程序、XML数据生成程序和汽车行驶记录仪协议转化程序，汽车行驶记录仪协议转化程序通过RS232或USB通信接口得到记录仪采集的实时数据和阶段采集数据，由XML传输数据生成程序将这些具体的数据转化为XML数据格式的信息，存储起来，并由GPRS模块将这些XML信息传输到车辆管理中心计算机系统平台，管理中心计算机系统平台将这些信息以页面的形式显示或者生成相应的文件，存储起来。车辆管理中心计算机通过GPRS网与通用通信板相连，汽车行驶记录仪通过串口RS232或USB口与通用通信板相连，由此可完成车辆管理中心计算机系统与不同型号汽车行驶记录仪的互连，实现车辆管理中心计算机系统对记录仪采集数据的获取。针对记录仪数据通信协议的封闭性或多样性，本通用通信板完成了XML信息的FTP/IP传输协议与记录仪协议的转化，实现两者之间的无障通信。当车辆管理中心计算机系统欲给安装汽车行驶记录仪的车辆发送信息时，将相关的信息以XML格式按照FTP/IP协议，通过无线网与通用通信板取得联系，然后由XML传输数据解析程序将XML信息分解成一些具体信息，再通过汽车行驶记录仪协议转化程序将这些具体的信息以汽车行驶记录仪可以理解的方式，发送给汽车行驶记录仪，完成对汽车行驶记录仪的相关设置或数据下载；当上载数据时，通过汽车行驶记录仪协议转化程序，由XML数据生成程序将这些具体的信息转化为XML格式存储起来，最后将这些信息以XML格式按照FTP/IP协议传到车辆管理中心计算机系统的服务器端程序，并将这些XML格式的信息以页面形式显示或者存入数据库。根据车辆管理中心计算机系统的采集数据需求分析和考虑到基于可扩展标记语言的汽车行驶记录仪数据交换格式实际应用，为方便通用通信板使用者的理解，给出汽车行驶记录仪数据交换格式的“XML数据集”的初步参考框架如图4所示。

Claims (1)

1、一种汽车行驶记录仪用通用通信板，其特征在于其由微控制器、GPRS模块、FLASH存储器、通信接口单元、时钟单元和电源模块构成，其中：

微控制器采用Silabs的C8051F040芯片，通过串口RS232或USB接口与汽车行驶记录仪连接通信，获取的汽车行驶记录仪所采集的数据存入FLASH存储器，并控制GPRS模块通过GPRS网络接入Internet，将FLASH存储器的数据向车辆管理中心计算机系统平台传输，并完成与车辆管理中心计算机系统的通信；

GPRS模块采用SIMCOM的SIM100，通过UART与微控制器MCU单元的I/O口相连，其将FLASH存储器的数据向车辆管理中心计算机系统平台传输，并完成与车辆管理中心计算机系统的通信；

FLASH存储器采用32Mbit的AM29LV320D芯片，通过SPI与微控制器MCU单元的I/O口相连，该芯片的输出使能信号输入端、写使能信号输入端、地址线、数据线分别与微控制器C8051F040相应输出端相连；

时钟单元采用OSC_66M外部振荡电路芯片，其与微控制器MCU单元的I/O口相连，向该微处理器输出时钟信号；

电源模块使用汽车12V或24V电源，经过滤除干扰信号电路中央处理单元提高稳定的直流电源，再经过电压转换电路转换成5V的终端供电；

通信接口单元采用RS232接口或者USB接口。

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