CN201788532U - 一种智能汽车行驶记录仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能汽车行驶记录仪，包括电源模块、数据通信模块、实时时钟模块、人机接口模块、掉电保护模块、微处理器、数据存储模块、CAN总线接口模块以及信号采集模块。本实用新型采用CAN总线用于汽车内部各种数据的采集，具有很好的可扩展性和可移植性，存储器采用铁电存储器和U盘相互配合存储的方式，具有存储速度快，掉电不丢数据等特点，另外，本实用新型还具有存储的行车数据各类齐全、性能可靠、接线简单、使用方便、控制灵活、成本低廉、操作使用安全可靠等优点，在市场中拥有广阔的前景。

Description

一种智能汽车行驶记录仪

技术领域

本实用新型属于汽车电子设备技术领域，具体涉及一种智能汽车行驶记录仪。

背景技术

汽车行驶记录仪，亦称“汽车黑匣子”，是对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。汽车行驶记录仪能够完整准确的记录车辆在行驶过程中的状态信息，对于遏制疲劳驾驶、车辆违章，约束驾驶员的不良行为，分析鉴定交通事故，提高交通管理的执法水平和运输企业的管理水平，保障车辆运行的安全有着重要的意义。

随着微电子与计算机技术的发展，汽车行驶记录仪的功能已经远远超过单纯事故记录的功能，从发展的趋势来看，汽车行驶记录仪势必将与汽车其它电子系统(导航定位、通讯、报警、测重、测温、故障诊断等)相结合，向大容量、模块化、系统化、数据无线传输和数据集成处理的方向发展。面对这种趋势，传统的汽车行驶记录仪存在着以下不足：

1、系统功能的不断扩张，对汽车行驶记录仪的扩展性要求越来越高。传统的通过在主机上挂载新的传感器模块来进行功能的扩展到方法受到了诸如处理器性能、成本和可靠性等方面的限制，迫切的需要一种新型的数据采集模式。

2、导航定位信息在事故处理和车辆管理和监控中越来越重要。传统的汽车行驶记录仪大部分没有对导航定位信息进行采集，少数单单通过全球定位系统(GPS，Global Positioning System)进行采集，但是在城市中使用时，由于受高层建筑、树木和立体式交通的影响而经常无法准确定位。目前迫切需要一种能提供位置信息的行驶记录仪。

3、传统的汽车记录仪的车辆状态信息的采集，基本上是采用集中式采集的方法，即所有的传感器信号都直接连接到主机上，由主机统一处理。这样的方法仅仅能完成少量数据信息的采集，随着记录仪在车辆中的广泛应用，这种方式逐渐显露出弊端。体现在以下几个方面：

(1)不利于记录仪功能的拓展。随着车辆传感信息的增加，记录仪的硬件上无法提供更多的接口来完成数据的采集，使得记录仪功能的拓展受到了限制。特别是系统定型后任何功能的增减都需要繁琐的硬件和软件方面的改动，不适合进一步的功能扩展。

(2)随着传感器数量的增多，相应的线缆大大增加，使得车辆的布线成为难题，大大影响了车辆内部美观。

(3)信号易受到干扰。传感信号距离主机比较远的情况下，信号传输的稳定性受到了很大的考验，由于汽车内部电磁环境比较恶劣，模拟信号在传输过程中往往会受到很大的干扰。

(4)线路不具备故障检测功能，使得局部的传感器损坏往往会影响整个系统的运行。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种系统扩展性好，稳定性好，使用方便，控制灵活的智能汽车行驶记录仪。

一种智能汽车行驶记录仪，包括：

一信号采集模块，用于采集汽车行驶过程中的信号数据；

一微处理器，与信号采集模块连接，用于对所述信号采集模块采集到的信号数据进行处理；

一实时时钟电路，与微处理器连接，用于提供实时时钟；

一数据存储模块，通过数据通信模块与微处理器连接，用来存储汽车行驶过程中的实时数据与历史数据；

一掉电保护模块，与微处理器连接，用于在掉电发生时对当前尚未保存的实时数据分别处理和存储；

一人机接口模块，与微处理器连接，用于进行输入输出操作；

一电源模块，与微处理器连接，给微处理器提供电力。

优选地，所述的微处理器通过CAN总线接口模块与信号采集模块连接。所述CAN总线接口一端与微处理器连接，另一端与信号采集模块连接，通过使用所述CAN总线接口，采集到的数据信号传输距离能达到10Km，传输速度能达到1Mbit/S。

优选地，所述的数据通信模块与微处理器通过通用串行总线连接。

优选地，所述人机接口模块由操作按键、显示面板、指示灯、蜂鸣器以及打印串口组成。所述操作按键可以对数据进行打印输出以及数据的上传和下载以及车辆特征系数的设定等操作；所述显示面板主要是显示各类信息，包括驾驶员代码、实时时间、实时日期、实时车速以及各类报警提示等；所述指示灯是显示本实用新型是否处于正常工作状态，指示灯为绿色表明本实用新型工作正常，指示灯若为红色则表明本实用新型工作故障；所述蜂鸣器为报警之用，当汽车超速或驾驶员疲劳驾驶，蜂鸣器则工作；所述打印串口连接外围打印设备。

优选地，所述数据存储模块是由用来存储汽车在行驶过程中采集到实时数据的铁电存储器(FRAM)与用来存储汽车历史数据的U盘两部分组成。

所述数据通信模块与微处理器连接，通过采用通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)将数据进行存储，存储的数据内容为实时时钟、事故疑点数据、最近360小时内车辆行驶速度数据、对应实时时钟的车辆行驶里程数据、车辆识别代号、车牌号码、车牌分类、驾驶员代码、驾驶证证号、车辆特征系数。

所述实时时钟电路用于提供实时时钟，当汽车发生超速、驾驶员疲劳驾驶等情况时，所述微处理器从所述实时时钟电路读取实时时间进行处理和保存，以便日后打印输出。

所述掉电保护模块为实时数据的保存提供了一种安全机制，当系统供电电压低于某个特定值时，所述掉电保护电路认为掉电发生，于是触发相应的中断，在中断处理程序中，所述微处理器将对当前尚未保存的实时数据分别处理和存储，从而避免数据的丢失；

所述数据存储模块由铁电存储器(FRAM)与U盘组成，所述铁电存储器(FRAM)具有存储速度快、掉电不丢数据等特点，用来存储汽车在行驶过程中采集到的实时数据，所述U盘具有容量巨大，通用性好的特点，用来存储汽车的历史数据；

所述信号采集模块采集三路信号：模拟量信号、数字量信号、开关量信号，所述模拟量信号包括：水温、油压、油量；所述数字量信号包括：车速、发动机转速；开关量信号包括：大灯、左灯、右灯、远光灯、近光灯、前门、后门、点火、刹车、雨刷、中控锁。

本实用新型采用CAN总线用于汽车内部各种数据的采集，具有很好的可扩展性和可移植性，存储器采用铁电存储器(FRAM)和U盘相互配合存储的方式，具有存储速度快，掉电不丢数据等特点，另外，本实用新型还具有存储的行车数据各类齐全、性能可靠、接线简单、使用方便、控制灵活、成本低廉、操作使用安全可靠等优点，在市场中拥有广阔的前景。

附图说明

图1为本实用新型系统总体结构图；

图2为本实用新型工作流程图。

具体实施方式

下面通过附图和具体实施例对本实用新型作优选地具体的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

如图1所示，本实用新型提供的一种智能汽车行驶记录仪，包括电源模块1、数据通信模块2、实时时钟模块3、人机接口模块4、掉电保护模块5、微处理器6、数据存储模块7、CAN总线接口模块8以及信号采集模块9。

所述电源模块1与微处理器6连接，给微处理器6提供电力，为本实用新型提供能源；

所述数据通信模块2与微处理器6连接，通过采用通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)将数据进行存储，存储的数据内容为实时时钟、事故疑点数据、最近360小时内车辆行驶速度数据、对应实时时钟的车辆行驶里程数据、车辆识别代号、车牌号码、车牌分类、驾驶员代码、驾驶证证号、车辆特征系数；

所述实时时钟模块3包含一实时时钟电路，其与微处理器6连接，提供实时时钟，当汽车发生超速、驾驶员疲劳驾驶等情况时，所述微处理器6从所述实时时钟电路读取实时时间进行处理和保存，以便日后打印输出；

所述人机接口模块4由操作按键、显示面板、指示灯、蜂鸣器以及打印串口组成，所述操作按键可以对数据进行打印输出以及数据的上传和下载以及车辆特征系数的设定等操作；所述显示面板主要是显示各类信息，包括驾驶员代码、实时时间、实时日期、实时车速以及各类报警提示等；所述指示灯是显示本实用新型是否处于正常工作状态，指示灯为绿色表明本实用新型工作正常，指示灯若为红色则表明本实用新型工作故障；所述蜂鸣器为报警之用，当汽车超速或驾驶员疲劳驾驶，蜂鸣器则工作；所述打印串口连接外围打印设备；

所述掉电保护模块5包含一掉电保护电路，其与微处理器6连接，为实时数据的保存提供了一种安全机制，当系统供电电压低于某个特定值时，所述掉电保护电路认为掉电发生，于是触发相应的中断，在中断处理程序中，所述微处理器6将对当前尚未保存的实时数据分别处理和存储，从而避免数据的丢失；

所述微处理器6与电源模块1、数据通信模块2、实时时钟模块3、人机接口模块4、掉电保护模块5、数据存储模块7以及CAN总线接口模块8连接，主要是对所述信号采集模块9采集到的信号数据进行处理；

所述数据存储模块7与微处理器6连接，其由铁电存储器(FRAM)与U盘组成，所述铁电存储器(FRAM)具有存储速度快、掉电不丢数据等特点，用来存储汽车在行驶过程中采集到的实时数据，所述U盘具有容量巨大，通用性好的特点，用来存储汽车的历史数据；

所述CAN总线接口模块8一端与微处理器6连接，另一端与信号采集模块9连接，通过使用所述CAN总线接口模块8，采集到的数据信号传输距离能达到10Km，传输速度能达到1Mbit/S；

所述信号采集模块9采集三路信号：模拟量信号、数字量信号、开关量信号，所述模拟量信号包括：水温、油压、油量；所述数字量信号包括：车速、发动机转速；开关量信号包括：大灯、左灯、右灯、远光灯、近光灯、前门、后门、点火、刹车、雨刷、中控锁。

如图2所示，本实用新型的工作流程如下：

1、系统初始化

系统初始化是微处理器6工作的各个模块的初始设置，系统初始化保证了单片机各工作模块的正确运行，是各个任务正确工作的基础。

2、系统设备自检

记录仪开机后要进行系统设备的自检。设备自检是检查各个硬件模块是否工作正常，如果不正常就需要屏蔽该设备，工作故障通过显示屏和红色指示灯闪烁指示故障信息。

3、任务功能实现

系统功能任务实现是整个系统软件中最重要的部分，它保证了记录仪各功能的实现。记录仪的功能任务可划分为如下方面：驾驶员信息读取与更新、车辆速度采集、时间信息采集、车辆行驶数据的保存、行驶信息的显示和报警。

采集车辆速度后，需要对速度进行超速判断，如果车辆速度超过预先设定的速度门限，则进行声光的报警处理，提醒驾驶员注意行车安全按，并将超速的时间、地点以及驾驶员信息记录到存储器中。

采集车辆驾驶时间后，需要进行驾驶员疲劳驾驶的判断。记录仪可不间断的记录同一驾驶员从开始驾驶以来连续(休息不到20分钟)驾驶时间，如果该驾驶员连续驾驶时间超过4个小时(可预先设定)，则记录仪判定该驾驶员已经处于疲劳驾驶状态，记录仪记录该驾驶员的驾驶时间，驾驶里程，驾驶起始终止地点，疲劳驾驶时间，疲劳驾驶里程，疲劳驾驶起始终止点等驾驶信息，并在该驾驶员疲劳驾驶时间内，每隔10分钟进行语音灯光报警提示，直到该驾驶员停止驾驶。

4、任务数据更新

系统通过状态字和数据缓冲区的方式，实现中断服务程序和主程序任务之间的信息交互和运行控制。每个任务都有自己的任务状态字和数据缓冲区，前台运行的对应任务的中断服务程序接收到任务数据后，将数据发送到数据缓冲区中，并改写任务状态字。后台运行的任务程序在检测到状态字改变后，处理数据缓冲区中的数据，从而完成任务功能的实现。

最后应当指出的是以上所述仅为本实用新型的一个实施例，而不是用来限定本实用新型的实施范围的，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，均为本实用新型权利要求范围所覆盖。

Claims (5)

1.一种智能汽车行驶记录仪，其特征在于包括：

一信号采集模块，用于采集汽车行驶过程中的信号数据；

一微处理器，与信号采集模块连接，用于对所述信号采集模块采集到的信号数据进行处理；

一实时时钟电路，与微处理器连接，用于提供实时时钟；

一数据存储模块，通过数据通信模块与微处理器连接，用来存储汽车行驶过程中的实时数据与历史数据；

一掉电保护模块，与微处理器连接，用于在掉电发生时对当前尚未保存的实时数据分别处理和存储；

一人机接口模块，与微处理器连接，用于进行输入输出操作；

一电源模块，与微处理器连接，给微处理器提供电力。

2.根据权利要求1所述的智能汽车行驶记录仪，其特征在于：所述的微处理器通过CAN总线接口模块与信号采集模块连接。

3.根据权利要求1所述的智能汽车行驶记录仪，其特征在于：所述的数据通信模块与微处理器通过通用串行总线连接。

4.根据权利要求1所述的智能汽车行驶记录仪，其特征在于：所述人机接口模块由操作按键、显示面板、指示灯、蜂鸣器以及打印串口组成。

5.根据权利要求1所述的智能汽车行驶记录仪，其特征在于：所述数据存储模块是由用来存储汽车在行驶过程中采集到实时数据的铁电存储器与用来存储汽车历史数据的U盘两部分组成。

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