防碰撞無(wú)線(xiàn)通信汽車(chē)黑匣子的系統設計

摘要：采用無(wú)線(xiàn)模塊與汽車(chē)行駛記錄儀結合的方法，配合PC機可以實(shí)時(shí)且較準確地獲取汽車(chē)行駛記錄儀的各項信息。詳細闡述添加無(wú)線(xiàn)模塊的汽車(chē)行駛記錄儀的系統設計，該系統集數據存儲、數據采集、數據分析為一體，著(zhù)重分析了汽車(chē)行駛記錄儀的硬件結構設計和軟件設計，并對實(shí)際應用中產(chǎn)生的無(wú)線(xiàn)碰撞問(wèn)題提出了解決方案。
關(guān)鍵詞：LPC2214；SRWF-1021；汽車(chē)記錄儀；防碰撞

0 引言
隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，渣土車(chē)、長(cháng)途客運車(chē)的重、特大道路交通事故頻發(fā)，給國家和人民生命財產(chǎn)帶來(lái)了巨大損失。為了在全國范圍內深入開(kāi)展預防和減少道路交通事故工作，國內已有很多企業(yè)和科研單位研制汽車(chē)行駛記錄儀。但現有的記錄儀，使用有線(xiàn)方式閱讀，對執法交警很不方便，交警很少操作；采用無(wú)線(xiàn)方式讀取數據，既方便，又快捷，必將受到執法交警的歡迎，因此，研制無(wú)線(xiàn)讀取數據的汽車(chē)記錄儀勢在必行。
汽車(chē)行駛記錄儀(俗稱(chēng)汽車(chē)黑匣子)，是對車(chē)輛行駛速度、時(shí)間、里程以及有關(guān)車(chē)輛行駛的其他狀態(tài)信息進(jìn)行記錄、存儲并可通過(guò)接口實(shí)現數據輸出的數字式電子記錄裝置。對遏止疲勞駕駛、車(chē)輛超速等交通違章、約束駕駛人員的不良駕駛行為、保障車(chē)輛行駛安全以及道路交通事故的分析鑒定具有重要的作用。近幾年來(lái)，國內部分省份已經(jīng)規定，長(cháng)途客運車(chē)必須安裝汽車(chē)行駛記錄儀。
本文根據汽車(chē)行駛記錄儀國家標準GB／T 19056-2003，設計了一種符合國家標準且在現有的汽車(chē)行駛記錄儀產(chǎn)品中增加了防碰撞無(wú)線(xiàn)數據上載的功能。下面主要闡述汽車(chē)行駛記錄儀的基本功能以及硬件架構和軟件系統的設計。

1 汽車(chē)行駛記錄儀基本功能
國家標準GB／T 19056-2003中主要要求記錄儀應有如下功能：
(1)自檢功能
記錄儀在通電開(kāi)始工作時(shí)，應首先進(jìn)行自檢，自檢正常后應以綠閃信號及顯示屏顯示方式指示工作正常。
(2)數據的采集、記錄、存儲功能
能夠對時(shí)間、日期、駕駛時(shí)間、車(chē)輛行駛速度、行駛里程等數據進(jìn)行實(shí)時(shí)測量、記錄和存儲，并保證存儲的數據在較長(cháng)時(shí)間內不丟失。需要被采集的輸入信號包括三類(lèi)：模擬信號輸入、數字信號輸入以及開(kāi)關(guān)量信號輸入。
(3)超速、駕駛員疲勞駕駛的報警、記錄
當車(chē)速超過(guò)設限(可根據用戶(hù)需要設定)，記錄儀將發(fā)出聲光報警，提醒駕駛員減速。報警聲間隔為4s。
當同一駕駛員連續駕車(chē)行駛累計4 h以上，記錄儀將記錄下該駕駛員疲勞駕駛的相關(guān)數據，并發(fā)出蜂鳴報警，同時(shí)紅燈閃爍，與超速報警相似。連續駕駛中途停車(chē)超過(guò)20 min，記錄儀自動(dòng)解除當前疲勞時(shí)間的累計。若停車(chē)時(shí)間小于20 min，記錄儀仍視為連續駕駛，累計疲勞駕駛時(shí)間。
(4)駕駛員身份記錄功能
每臺記錄儀均配置惟一序號，并安裝了非接觸式射頻IC卡驗卡機，或鍵人密碼方式，用戶(hù)可以根據需要采用IC卡方式或鍵入密碼方式驗證駕駛員的身份。如駕駛前未進(jìn)行身份驗證，或身份驗證無(wú)效，即默認為是上一次駕駛員身份。通過(guò)記錄儀管理軟件可以方便地查看駕駛員身份驗證資料，如駕駛員身份驗證無(wú)效，并不影響駕駛，但可通過(guò)管理軟件查看到非法駕駛的相關(guān)數據。
(5)數據顯示
轉速檢測與車(chē)輛轉速儀表同步，數字顯示，檢測精度為±50 r／min，顯示范圍為0～9 999 r／m。發(fā)動(dòng)機轉速特征系數可通過(guò)記錄儀管理軟件進(jìn)行設定。
日期和時(shí)間的記錄格式：北京時(shí)間*年*月*日*時(shí)*分*秒，相對誤差：±5 s。
(6)數據通信功能
記錄儀能夠通過(guò)多種方式(包括RS 232串行接口、USB接口以及I2C總線(xiàn)接口)與外部環(huán)境進(jìn)行通信，實(shí)現數據的交互。
現有的汽車(chē)行駛記錄儀數據上載大部分均為有線(xiàn)傳輸，例如USB、串口線(xiàn)傳輸等。在無(wú)法使用有線(xiàn)傳輸的場(chǎng)合，采用無(wú)線(xiàn)數據傳輸模塊和單片機相結合進(jìn)行數據傳輸是較合理的方案。本文就是用LPC2214與SR-WF-1021數傳模塊結合，加上防碰撞的簡(jiǎn)單算法進(jìn)行數據通信。

2 系統硬件設計
本文設計了一個(gè)基于LPC2214單片機的簡(jiǎn)化嵌入式無(wú)線(xiàn)數據采集系統，系統框圖如圖1所示。該系統體積小、重量輕、運行成本低，且依托現有的無(wú)線(xiàn)模塊自組網(wǎng)絡(luò )，自定義通信協(xié)議。特別適用于采集點(diǎn)分布范圍廣、數量多、自動(dòng)化值守的場(chǎng)合。