用于機動(dòng)車(chē)路考系統的車(chē)載通訊系統研究

隨著(zhù)現代化建設步伐的日益加快，機動(dòng)車(chē)和駕駛員的發(fā)展給交通管理部門(mén)帶來(lái)前所未有的更高要求。為把好交通安全的第一關(guān)，向社會(huì )輸送合格的駕駛員，更好的為經(jīng)濟建設服務(wù)，研究開(kāi)發(fā)科學(xué)可靠的計算機路考系統對機動(dòng)車(chē)駕駛員進(jìn)行道路駕駛和場(chǎng)地考試，成為交管部門(mén)和計算機應用研發(fā)單位共同關(guān)注的焦點(diǎn)。而車(chē)載機通訊系統作為路考試系統中非常關(guān)鍵的一部分。它關(guān)系到整個(gè)系統能否正常運行和顯示，它是各系統之間的橋梁和紐帶。它通過(guò)車(chē)載設備對駕駛人、考試車(chē)輛在完全行駛情況進(jìn)行精確檢測定位后，車(chē)載通訊系統將考試過(guò)程得到的數據以數字信息形式通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)傳送給主控檢測中心，在監控中心通過(guò)監測設備和管理軟件對整個(gè)考試情況進(jìn)行適時(shí)監測和管理，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò )對所有考試情況進(jìn)行統一網(wǎng)絡(luò )化管理的系統。所以，車(chē)載通訊系統的開(kāi)發(fā)和研究就尤為重要了。
1 對車(chē)載通訊系統的要求
車(chē)載通訊系統在工作過(guò)程中需要監測來(lái)自于各傳感器的車(chē)輛狀態(tài)信息，而監測這些信息的目的是為了了解車(chē)輛的工作狀態(tài)，從而作出相應的處理。因此，車(chē)載通訊系統應該滿(mǎn)足以下的兩點(diǎn)基本要求：
（1）實(shí)時(shí)性高
一般情況考車(chē)起步最多不超過(guò)3s，在考試過(guò)程中換檔時(shí)間就更短，一般在1s左右完成，方向盤(pán)擺動(dòng)可在1-2s左右完成，控制周期都在50ms 以?xún)?。要真?shí)反映系統“微觀(guān)”工作過(guò)程，車(chē)載通訊系統數據采集和更新周期也應在50ms 以?xún)取?br />（2）信息量大
車(chē)載通訊系統在其工作過(guò)程中要對發(fā)動(dòng)機、離合器及變速器等單元進(jìn)行綜合監控，需要通過(guò)傳感器采集各種車(chē)輛狀態(tài)信息，包括：車(chē)門(mén)信號、安全帶信號、手剎信號、倒車(chē)信號、離合器信號、主剎車(chē)信號、副剎車(chē)信號、油門(mén)信號、檔位信號、發(fā)動(dòng)機轉速信號（啟動(dòng)）、里程（速度）信號、汽車(chē)方向信號、震動(dòng)信號、汽車(chē)擺正信號等。盡管每次采集的數據量并不是很多，但為充分反映系統的工作狀態(tài)，需要存儲和分析各信號信息；又由前分析得知數據更新周期較短，所以總的信息量大。
2 車(chē)載通訊系統總體設計方案
2.1 系統硬件結構設計
考慮到對車(chē)載通訊系統應用的要求，采用PC104組件為車(chē)載通訊系統的核心部件，作為上位機；車(chē)載通訊系統的下位機采用西門(mén)子公司的S7-200PLC，上位機和下位機之間通過(guò)西門(mén)子公司的PC/PPI 通信電纜協(xié)議轉換器進(jìn)行連接；系統采用無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)與監控中心和基站進(jìn)行通訊；視屏服務(wù)器用于攝取駕駛室內考試過(guò)程中的圖像信息，轉為網(wǎng)絡(luò )中的數字圖像信息，在局域網(wǎng)上傳輸，以便考試監控中心對整個(gè)考試過(guò)程進(jìn)行監控和考試視屏信息備案；GPS為地標定位（檢測、標定項目位置和行車(chē)軌跡）；指紋儀用于識別考生、考官身份；傳感器用于檢測系統要求的信號，反映出工作狀態(tài)，在信號的傳遞過(guò)程中要慮除干擾，傳感器信號傳至PLC或PC104。整個(gè)系統的硬件結構圖如圖1所示。

2.2 系統功能分解
根據系統的硬件結構，可將系統的功能劃分為兩大部分：下位機的數據采集，處理及數據發(fā)送；上位機的數據接收、處理、顯示及數據的無(wú)線(xiàn)通訊。具體來(lái)說(shuō)，下位機主要功能有：采集車(chē)載傳感器信號，監控傳感器信號狀態(tài)，根據考試規則，輸出邏輯判斷代碼；接收PC104指令，完成采集和判斷的過(guò)程。上位機PC104 組件的主要功能有：采集、分析場(chǎng)地項目信號、GPS 信號；作為上位機，管理PLC 工作，接收下位傳送的數據并做出相應的處理；對考生、考官信息判斷和考試成績(jì)智能分析判定；考生考官信息，考試成績(jì)本地存檔并實(shí)時(shí)上傳；管理語(yǔ)音、數據通迅；過(guò)程信息的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示等。