基于MCU的無線行駛記錄儀硬軟件設計

作者：時間：2015-06-20 來源：網絡

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　　1引言

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/276030.htm

　　汽車行駛記錄儀是一種在汽車上使用的記錄裝置。此設備能對車輛的行駛速度、里程以及有關車輛行駛的其他狀態(tài)信息進行記錄存儲并可通過接口實現(xiàn)數據輸出。無線行駛記錄儀把無線通信方式與汽車行駛記錄儀結合，實現(xiàn)記錄儀功能的同時方便用戶對數據的讀取和信息處理，可解決傳統(tǒng)記錄儀通過U盤等介質導取數據的弊端。

　　無線通信有多種方式，其中在工業(yè)應用領域應用最廣泛的有ZigBee無線通信，RF無線通信和Wi‐Fi無線通信。ZigBee主要用于傳輸低數據率的通信，具有超低的功率損耗，主要目標是提供設備控制信道。RF廣泛應用于通信、汽車、醫(yī)療、IT等領域，安全性好，主要目標是提供設備控制信道，缺點抗干擾能力差?；赪i‐Fi通信的模塊廣泛應用于通信，控制領域。通信距離遠，安全性好，組網簡單，二次開發(fā)技術成熟，價格便宜。因此，在實現(xiàn)無線行駛記錄儀無線通信方案時，選用基于Wi‐Fi通信模塊組成WLAN網絡實現(xiàn)記錄儀的無線通信。無線行駛記錄記錄儀可用于所有類型車輛，特別適用于企事業(yè)單位，如：擁有大型車隊的物流公司、場站、機場、部隊后勤保障等部門。

　　2系統(tǒng)組成

　　無線行駛記錄儀系統(tǒng)主要包括無線行駛記錄儀，接收基站和記錄儀管理軟件3部分，其系統(tǒng)組成如圖1所示。

　　圖1無線汽車行駛記錄儀系統(tǒng)

　　其中無線行駛記錄儀主要完成信號采集，數據存儲，數據傳輸。無線行駛記錄儀主要功能如下：

　　1)能對車輛的如下動作進行實時記錄：左閃燈、右閃燈、倒車燈、車門狀態(tài)、遠光燈、近光燈、剎車燈、汽車喇叭;

　　2)車輛行駛速度和里程的測量、記錄、存儲，疑點數據的記錄和存儲;

　　3)車輛部分相關參數記錄(如車輛識別代號、車牌號碼、駕駛員代碼、駕駛證證號、實時時鐘、公安交通管理部門核發(fā)的機動車駕駛證證號、車輛最高速度);

　　4)通過U盤讀取數據或無線傳輸的方式傳送車輛的行駛數據;

　　5)駕駛時間記錄、超速，疲勞駕駛報警。

　　接收基站主要功能是接收無線行駛記錄儀發(fā)送的數據，并傳送到上位機。無線行駛記錄儀通過配置可作為接收基站使用，功能如下：

　　1)對記錄儀傳輸過來的信息進行相應的處理;

　　2)通過串口發(fā)送到記錄儀管理軟件計算機;

　　3)接收上位機的相應指令并轉發(fā)給記錄儀;

　　4)數據無線傳輸功能。

　　記錄儀管理軟件主要完成記錄儀采集數據的解析，數據管理功能，配置記錄儀功能。功能如下：

　　1)實時描述整個駕駛過程，對駕駛員整個駕駛過程進行回放管理;

　　2)讀取記錄儀記錄的各項原始數據;

　　3)查詢數據庫中各項數據，統(tǒng)計分析不同記錄儀所上傳的各項數據;

　　4)對獲得數據進行圖表處理，獲得管理參考。

　　3無線行駛記錄儀設計與應用

　　3.1無線行駛記錄儀硬件設計

　　無線行駛記錄儀硬件主要實現(xiàn)信號采集，數據存儲和無線通信功能。硬件電路包括：MCU控制單元設計、電源電路設計、車速信號和開關采集電路設計、數據存儲單元設計、無線通信模塊接口設計、USB電路設計等，硬件組成如圖2所示。

　　圖2行駛記錄儀硬件

　　3.1.1 MCU單元設計

　　無線行駛記錄儀的MCU選用LPC 1766，該MCU屬于LPC 1700系列Cortex - M3微控制器。該微控制器的外設組件包含高達512 KB的Flash存儲器、64KB的數據存儲器、USB主機/從機/OTG接口、4個UART、2個SSP控制器、SPI接口、3個I2C接口、2-輸入和2-輸出的I2S接口、8通道的12位ADC、內置時鐘、4個通用定時器、6-輸出的通用PWM、帶獨立電池供電的超低功耗RTC和多達70個的通用I/O管腳。

　　3.1.2電源電路設計

　　電源電路的主要功能是將車載直流電源12 V或24 V，轉化為3 V(DC)和5 V(DC)電源，提供記錄儀各功能模塊供電。

　　電源輸入端增加TVS二極管保護電路，可抑制瞬態(tài)電壓尖峰。供電電源通過LM2676‐5芯片把電源轉化5 V，通過LM1117‐3.3芯片把5V轉化為3.3 V，電路如圖3所示。