基于ARM的汽車(chē)黑匣子設(shè)計(jì)

0 引 言

　　汽車(chē)行駛記錄儀俗稱(chēng)汽車(chē)黑匣子，是一種能夠?qū)?chē)輛行駛速度、時(shí)間、里程以及其他狀態(tài)信息進(jìn)行記錄的電子裝置。行駛記錄儀能夠?qū)崟r(shí)地記錄車(chē)輛運(yùn)行和駕駛員駕駛活動(dòng)的有關(guān)信息，通過(guò)對(duì)車(chē)輛行駛速度、連續(xù)行駛時(shí)間、里程和其他運(yùn)行狀態(tài)等有關(guān)信息進(jìn)行檢查、監(jiān)控、反饋和互動(dòng)管理，能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員的行駛時(shí)間、行車(chē)速度、行車(chē)路線等進(jìn)行全方位的約束和控制，遏制疲勞駕駛、車(chē)輛超速等嚴(yán)重交通違法行為，預(yù)防道路交通事故，規(guī)范車(chē)輛管理。統(tǒng)計(jì)資料表明，汽車(chē)黑匣子的使用，使交通事故率降低了37 %~52 %，大大減少了人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，產(chǎn)生了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2003 年10 月，公安部交通安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心發(fā)布了汽車(chē)行駛記錄儀的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1 T1905622003 。汽車(chē)“黑匣子”無(wú)疑將成為一種新的規(guī)范，隨著車(chē)輛的不斷增多，交通不斷擁擠，為了確保交通安全，將來(lái)會(huì)實(shí)施強(qiáng)制安裝行駛記錄儀。

　　1 “黑匣子”的分類(lèi)

　　由于各研制生產(chǎn)廠家的出發(fā)點(diǎn)不同，因而產(chǎn)品的類(lèi)型不同，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式也不盡相同。目前市場(chǎng)上的記錄儀己形成了一個(gè)種類(lèi)繁多、性能不一的產(chǎn)品格局。汽車(chē)行駛記錄儀根據(jù)其功能不同可以分為單一型、事故型、管理型、綜合管理型和3G型。

　　3G型是從軟件、硬件和系統(tǒng)功能上進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以綜合管理為主要目地而開(kāi)發(fā)的新一代汽車(chē)行駛記錄儀。主要特征是多通道數(shù)據(jù)采集處理，全程連續(xù)記錄，大容量存儲(chǔ)卡和強(qiáng)大的綜合管理軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)資源共享。此類(lèi)型記錄儀利用多通道數(shù)據(jù)采集處理平臺(tái)、GPS 衛(wèi)星定位儀、大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡、日趨成熟的地理信息系統(tǒng)和后臺(tái)綜合管理平臺(tái)軟件等強(qiáng)有力的現(xiàn)代化技術(shù)手段，重點(diǎn)針對(duì)營(yíng)運(yùn)和特種車(chē)輛的綜合化管理目標(biāo)，來(lái)完成車(chē)輛綜合化管理進(jìn)程。可通過(guò)在微機(jī)軟件介面上重放的全程連續(xù)記錄曲線和各開(kāi)關(guān)傳感器的連續(xù)狀態(tài)，對(duì)車(chē)輛的營(yíng)運(yùn)、安全、質(zhì)量等綜合指標(biāo)進(jìn)行強(qiáng)有力的全程監(jiān)控，根據(jù)需求打印統(tǒng)計(jì)圖表，并采用動(dòng)態(tài)分析方式，為駕駛員的安全駕駛提供極高價(jià)值的參考。

　　本文介紹的就是基于ARM 的3G型汽車(chē)“黑匣子”的設(shè)計(jì)。

　　2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)包括記錄儀車(chē)載端主機(jī)和監(jiān)控軟件組成。其中主機(jī)采用TI 公司32 位的RISC 微處理器TMS470R1A256 作為主控制器，包括基本記錄模塊、顯示模塊、打印機(jī)模塊、GPS 模塊、GPRS 模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖如圖1 所示。

　　圖1 系統(tǒng)原理框圖

　　系統(tǒng)通過(guò)TMS470R1A256 對(duì)外部模擬信號(hào)輸入、數(shù)字信號(hào)輸入以及開(kāi)關(guān)量輸入三種信號(hào)分別進(jìn)行采集。需要保存的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后存儲(chǔ)于內(nèi)部大容量存儲(chǔ)器中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（如實(shí)時(shí)車(chē)速、實(shí)時(shí)時(shí)問(wèn)） 及報(bào)警信號(hào)等可通過(guò)顯示面板輸出顯示。GPS模塊對(duì)經(jīng)緯度，速度進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)GPRS 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)跟蹤。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　3. 1 TMS470R1A256

　　TMS470R1A256 是TI TMS470R1 x 通用16/32 位精簡(jiǎn)指令（ RISC） 微控制器的系列產(chǎn)品。

　　TMS470R1A256 主要包含以下資源： 256 KBFlash、12 KB SRAM、零管腳鎖相環(huán)（ZPLL） 時(shí)鐘模塊、模擬看門(mén)狗（AWD） 定時(shí)器、實(shí)時(shí)中斷（RTI） 、串行外圍接口（ SPI） 、串行通信接口（ SCIx） 、標(biāo)準(zhǔn)CAN 控制器（ SCC） 、二類(lèi)串行接口（C2Sib） 、外部時(shí)鐘分頻器（