CN205608827U - 一种汽车行驶状态记录及监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车控制技术领域，尤其是一种汽车行驶状态记录及监控系统，包括单片机、信号采集处理模块、显示模块、调里电路、滴答提示模块、声音报警模块、开关量模块、行车记录仪和传感器模块，所述信号采集处理模块包括CAN接收器、电阻器和CAN接口，所述CAN接收器、显示模块、滴答提示模块、声音报警模块、开关量模块和行车记录仪均与单片机连接。本实用新型的有益效果：可以对车辆超速等不良行为进行约束，为鉴定事故发生原因，提供准确、有效、直接的证据，减少调查的成本，节约时间，提高了管理水平，同时具有很强的实用性。

Description

一种汽车行驶状态记录及监控系统

技术领域

本实用新型涉及汽车控制技术领域，尤其是一种汽车行驶状态记录及监控系统。

背景技术

汽车仪表盘是查看汽车工作状态最直观、最形象、最简便的窗口。随着电子产业的快速发展，汽车电子业飞速发展，传统电磁机械仪表，因占的空间大，笨重，实时性差等一系列原因正渐渐被淘汰，此时虚拟仪表因其界面美观、友好、功能强大等优点，正在汽车电子领域迅猛发展。

汽车行驶状态记录仪(Vehicle travelling data recorder)，其主要的功能是对车辆的时间、里程、行驶速度以及其他有关的车辆行驶状态信息进行记录、存储并可以查看。有了完整、准确的汽车行驶状态信息，就可以对车辆超速等不良行为进行约束，为鉴定事故发生原因，提供准确、有效、直接的证据，减少调查的成本，节约时间，提高了管理水平。

虚拟仪表显示技术最早只是用于电脑上进行模拟训练代替实际操作的虚拟显示界面，后来有人意识到可以应用于汽车的实际显示时，学校实验室、大型的汽车公司开始研发，经过了十几年的发展，技术已经很成熟，可以应用于实际。由于传统机械仪表的缺陷，使得汽车公司对虚拟仪表备受宠爱，迅猛发展，技术已经很成熟、完善了，并且已经应用在汽车上了。

在上世纪八十年代年，国外很多国家就开始在汽车上安装使用汽车行驶记录仪。九十年代后期，许多国家看到了汽车行驶状态记录仪的价值，都强制要求使用。到现在，汽车行驶状态记录仪被广泛用在货运汽车和客运汽车 等上。

相对国外市场，国内电子产业起步较晚，技术水平有限。嵌入式虚拟仪表技术发展的历史很短，技术和经验积累很少，开发成本较国外高，功能较少。

行车记录仪也是很晚才应用到车上的，从2000年之后，国家才陆续颁布了一系列文件，要求旅游客运车辆、长途客运车辆、危险品运输车辆都要安装行车记录仪，为安全运输提供保障。

现有技术主要缺陷是传感器的接口电路不够完善化、程序较复杂、触摸屏反应较慢，汽车行驶状态记录仪的数据信息不够丰富。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种汽车行驶状态记录及监控系统，解决了汽车行驶状态记录仪的数据信息丰富的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种汽车行驶状态记录及监控系统，包括单片机、信号采集处理模块、显示模块、调里电路、滴答提示模块、声音报警模块、开关量模块、行车记录仪和传感器模块，所述信号采集处理模块包括CAN接收器、电阻器和CAN接口，所述CAN接收器、显示模块、滴答提示模块、声音报警模块、开关量模块和行车记录仪均与单片机连接，所述传感器模块通过调理电路与单片机连接，所述CAN接收器通过电阻器与CAN接口连接，所述传感器模块包括冷却温度传感器、油量传感器、转速传感器、车速传感器和超声波传感器。

优选地，所述CAN接口包括第一控制芯片、第一电阻、第二电阻、第一 电容和第一标头，所述第一控制芯片的第二端脚接地，所述第一控制芯片的第三端脚分别接入电源和通过第一电容接地，所述第一控制芯片的第八端脚通过第一电阻接地，所述第一控制芯片的第七端脚通过第二电阻接入第一标头的第一端脚，所述第一控制芯片的第六端脚与第一标头的第一端脚连接，所述第一标头的第二端脚与第一控制芯片的第七端脚连接，所述第一标头的第三端脚接地。

优选地，所述转速传感器包括霍尔元件、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一三极管，所述霍尔元件的第一端脚接地，所述霍尔元件的第二端脚通过第四电阻接入第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极接入第五电阻，所述霍尔元件的第三端脚接入电源，所述霍尔元件的第二端脚与第三端脚之间连接有第三电阻。

优选地，所述油量传感器包括第二标头、第二电容、第三电容、第六电阻和第七电阻，所述第二标头的第一端脚和第二端脚之间串联有第六电阻和第三电容，所述第六电阻和第三电容外并联有第二电容，所述第二标头的第二端脚通过第七电阻接入电源。

优选地，所述转速传感器与车速传感器的电路结构相同，所述油量传感器与冷却温度传感器的电路结构相同。

优选地，所述显示模块为TFT-LCD，所述单片机采用STM32F103芯片。

于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果：采用虚拟仪表技术模拟机械式的汽车仪表盘，利用传感器节点采集发动机转速、汽车的油耗、行驶速度、车与车之间的距等模拟或数字信号，进行预处理后直接传送到嵌入式车载计算机，还有部分信号，例如车灯信号，转弯灯信号通过CAN总线传送 至车载计算机进行分析处理，得到发动机转数、汽车车速、油耗、温度及转向灯等信息，然后将它们在TFT-LCD显示屏以虚拟仪表的形式形象的显示出来。

汽车行驶状态记录仪，对车辆的时间、里程、行驶速度以及其他有关的车辆行驶状态信息进行记录、存储并可以查看。有了完整、准确的汽车行驶状态信息，就可以对车辆超速等不良行为进行约束，为鉴定事故发生原因，提供准确、有效、直接的证据，减少调查的成本，节约时间，提高了管理水平。

附图说明

图1是本实用新型的系统框图；

图2是本实用新型的CAN接口电路图；

图3是本实用新型的转速传感器电路图；

图4是本实用新型的油量传感器电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1并结合图2至图4示，一种汽车行驶状态记录及监控系统，包括单片机、采集处理模块、显示模块、调里电路、滴答提示模块、声音报警模块、开关量模块、行车记录仪和传感器模块，所述信号采集处理模块包括CAN接收器、电阻器和CAN接口，所述CAN接收器、显示模块、滴答提示模块、声音报警模块、开关量模块和行车记录仪均与单片机连接，所述传感器模块通过调理电路与单片机连接，所述CAN接收器通过电阻器与CAN接口连接，所 述传感器模块包括冷却温度传感器、油量传感器、转速传感器、车速传感器和超声波传感器。

进一步的，所述CAN接口包括第一控制芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第一标头P1，所述第一控制芯片U1的第二端脚接地，所述第一控制芯片U1的第三端脚分别接入电源和通过第一电容C1接地，所述第一控制芯片U1的第八端脚通过第一电阻R1接地，所述第一控制芯片U1的第七端脚通过第二电阻R2接入第一标头P1的第一端脚，所述第一控制芯片U1的第六端脚与第一标头P1的第一端脚连接，所述第一标头P1的第二端脚与第一控制芯片U1的第七端脚连接，所述第一标头P1的第三端脚接地。

每一个CAN节点都是由微处理器、CAN控制器和CAN收发器三部分组成，CAN总线的连接一般是由CAN收发器连接的，CAN收发器增强了总线的驱动能力，它控制逻辑电平使信号从CAN控制器到达总线上的物理层，反之；接受的信号通过CAN收发器传输给CAN控制器，它主要用于系统通信，执行在CAN规约里定义的CAN协议。CAN控制器作用是信息缓冲和验收滤波；独立的CAN制器总是位于微处理器和CAN收发器之间，一般情况下CAN控制器是一个集成电路，比如51单片机内部就没有CAN控制器，需要外接1个CAN控制器；高级一点的处理器里面包含了CAN控制器模块，只需外接CAN收发器。

进一步的，所述转速传感器包括霍尔元件J1、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第一三极管Q1，所述霍尔元件J1的第一端脚接地，所述霍尔元件J1的第二端脚通过第四电阻R4接入第一三极管Q1的基极，所述第一三极管Q1的发射极接入第五电阻R5，所述霍尔元件J1的第三端脚接入电源，所述霍尔元件J1的第二端脚与第三端脚之间连接有第三电阻R3。

汽车上有很多电控单元，转速传感器(曲轴位置传感器)是发动机电控单元中重要的组成部分，它提供点火提前角、确认曲轴位置，用于检测活塞上止点、曲轴转角和发动机转速。

进一步的，所述油量传感器包括第二标头P2、第二电容C2、第三电容C3、第六电阻R6和第七电阻R7，所述第二标头P2的第一端脚和第二端脚之间串联有第六电阻R6和第三电容C3，所述第六电阻R6和第三电容C3外并联有第二电容C2，所述第二标P2的第二端脚通过第七电R7接入电源。油量传感器的种类也非常多，有电阻式、电容式、压电式、数字式等等一些列。但是从成本和本设计的发展问题，最后决定用浮子式的油量传感器，它的输出是变化的电阻。

进一步的，所述转速传感器与车速传感器的电路结构相同，所述油量传感器与冷却温度传感器的电路结构相同。

冷却液温度传感器两个端口分别是信号端和接地端。为了适应恶劣的工作环境，保证工作的可靠性，传感器一般由负温度系数的热敏电阻作为核心元件，当发动机冷却液温度低时，传感器电阻高输入微控制器的信号电压就高；当发动机温度升高时，传感器电阻小输入微控制器的信号电压就小。

超声波测距模块经过处理后，测距就变得很简单了，只需要控制Trig脚发一个10us以上的高电平，然后检测Echo脚是否为高电平，当检测到Echo脚是高电平就立刻开启定时器计，当Echo脚变成低电平时读定时器的值，此时读取的定时器的值，转换之后就是超声波从发出到遇到障碍物返回的时间的总和，知道了速度与时间方可算出距离。

进一步的，所述显示模块为TFT-LCD，所述单片机采用STM32F103芯片。

Claims (6)

1.一种汽车行驶状态记录及监控系统，其特征在于：包括单片机、信号采集处理模块、显示模块、调里电路、滴答提示模块、声音报警模块、开关量模块、行车记录仪和传感器模块，所述信号采集处理模块包括CAN接收器、电阻器和CAN接口，所述CAN接收器、显示模块、滴答提示模块、声音报警模块、开关量模块和行车记录仪均与单片机连接，所述传感器模块通过调理电路与单片机连接，所述CAN接收器通过电阻器与CAN接口连接，所述传感器模块包括冷却温度传感器、油量传感器、转速传感器、车速传感器和超声波传感器。

2.根据权利要求1所述的一种汽车行驶状态记录及监控系统，其特征在于：所述CAN接口包括第一控制芯片、第一电阻、第二电阻、第一电容和第一标头，所述第一控制芯片的第二端脚接地，所述第一控制芯片的第三端脚分别接入电源和通过第一电容接地，所述第一控制芯片的第八端脚通过第一电阻接地，所述第一控制芯片的第七端脚通过第二电阻接入第一标头的第一端脚，所述第一控制芯片的第六端脚与第一标头的第一端脚连接，所述第一标头的第二端脚与第一控制芯片的第七端脚连接，所述第一标头的第三端脚接地。

3.根据权利要求1所述的一种汽车行驶状态记录及监控系统，其特征在于：所述转速传感器包括霍尔元件、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一三极管，所述霍尔元件的第一端脚接地，所述霍尔元件的第二端脚通过第四电阻接入第一三极管的基极，所述第一三极管的发射极接入第五电阻，所述霍尔元件的第三端脚接入电源，所述霍尔元件的第二端脚与第三端脚之间连接有第三电阻。

4.根据权利要求1所述的一种汽车行驶状态记录及监控系统，其特征在于：所述油量传感器包括第二标头、第二电容、第三电容、第六电阻和第七电阻，所述第二标头的第一端脚和第二端脚之间串联有第六电阻和第三电容，所述第六电阻和第三电容外并联有第二电容，所述第二标头的第二端脚通过第七电阻接入电源。

5.根据权利要求1所述的一种汽车行驶状态记录及监控系统，其特征在于：所述转速传感器与车速传感器的电路结构相同，所述油量传感器与冷却温度传感器的电路结构相同。

6.根据权利要求1所述的一种汽车行驶状态记录及监控系统，其特征在于：所述显示模块为TFT-LCD，所述单片机采用STM32F103芯片。