基于MCU的无线行驶记录仪硬软件设计 行驶记录仪, 汽车, 无线, 接口, 信息

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关键字：ZigBee   Flash   人机交互   硬件   软件  
基于ARM单片机的无线行驶记录仪设计1 引言

汽车行驶记录仪是一种在汽车上使用的记录装置。此设备能对车辆的行驶速度、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录存储并可通过接口实现数据输出。无线行驶记录仪把无线通信方式与汽车行驶记录仪结合，实现记录仪功能的同时方便用户对数据的读取和信息处理，可解决传统记录仪通过U 盘等介质导取数据的弊端。

无线通信有多种方式，其中在工业应用领域应用最广泛的有ZigBee 无线通信，RF 无线通信和Wi‐Fi 无线通信。ZigBee主要用于传输低数据率的通信，具有超低的功率损耗，主要目标是提供设备控制信道。RF广泛应用于通信、汽车、医疗、IT 等领域，安全性好，主要目标是提供设备控制信道，缺点抗干扰能力差。基于Wi‐Fi通信的模块广泛应用于通信，控制领域。通信距离远，安全性好，组网简单，二次开发技术成熟，价格便宜。因此，在实现无线行驶记录仪无线通信方案时，选用基于Wi‐Fi 通信模块组成WLAN 网络实现记录仪的无线通信。无线行驶记录记录仪可用于所有类型车辆，特别适用于企事业单位，如：拥有大型车队的物流公司、场站、机场、部队后勤保障等部门。

2 系统组成

无线行驶记录仪系统主要包括无线行驶记录仪，接收基站和记录仪管理软件3部分，其系统组成如图1所示。



图1 无线汽车行驶记录仪系统



其中无线行驶记录仪主要完成信号采集，数据存储，数据传输。无线行驶记录仪主要功能如下：

1）能对车辆的如下动作进行实时记录：左闪灯、右闪灯、倒车灯、车门状态、远光灯、近光灯、刹车灯、汽车喇叭；

2）车辆行驶速度和里程的测量、记录、存储，疑点数据的记录和存储；

3）车辆部分相关参数记录（如车辆识别代号、车牌号码、驾驶员代码、驾驶证证号、实时时钟、公安交通管理部门核发的机动车驾驶证证号、车辆最高速度） ；

4）通过U 盘读取数据或无线传输的方式传送车辆的行驶数据；

5）驾驶时间记录、超速，疲劳驾驶报警。

接收基站主要功能是接收无线行驶记录仪发送的数据，并传送到上位机。无线行驶记录仪通过配置可作为接收基站使用，功能如下：

1）对记录仪传输过来的信息进行相应的处理；

2）通过串口发送到记录仪管理软件计算机；

3）接收上位机的相应指令并转发给记录仪；

4）数据无线传输功能。

记录仪管理软件主要完成记录仪采集数据的解析，数据管理功能，配置记录仪功能。功能如下：

1）实时描述整个驾驶过程，对驾驶员整个驾驶过程进行回放管理；

2）读取记录仪记录的各项原始数据；

3）查询数据库中各项数据，统计分析不同记录仪所上传的各项数据；

4）对获得数据进行图表处理，获得管理参考。

3 无线行驶记录仪设计与应用

3.1 无线行驶记录仪硬件设计

无线行驶记录仪硬件主要实现信号采集，数据存储和无线通信功能。硬件电路包括：MCU控制单元设计、电源电路设计、车速信号和开关采集电路设计、数据存储单元设计、无线通信模块接口设计、USB电路设计等，硬件组成如图2所示。



图2 行驶记录仪硬件3.3　记录仪管理软件设计

无线行驶记录仪管理软件采用VC＋＋ 6.0设计开发，软件的主要功能是完成无线行驶记录仪数据的解析，记录仪配置，数据管理。软件架构如图9 所示。



图9 管理软件架构



管理软件以窗口显示模块为人机交互接口，调用基站通信模块、文件处理模块，记录仪通信模块、数据库模块，实现基站通信，文件处理、记录仪通信和数据库的处理操作；文件处理模块、基站通信模块、记录仪通信模块都调用数据库模块，对数据进行处理；记录仪通信模块通过调用串口通信模块和记录仪构成通信链路和记录进行数据交互，基站通信模块调用网络通信模块和基站构成通信链路，实现和基站的数据交互。

3.3.1 管理软件主界面

软件界面的主窗口以里程统计窗口为显示主界面，显示车场、场站下属单位、车牌号的内容。里程统计窗口可以通过车队、车辆、驾驶员的内容查询行驶的里程信息，并统计总的里程数。

行驶曲线窗口用来显示某车牌号的车辆在某段时间的行驶曲线。行驶信息以实时曲线的形式表达出来使行驶信息更加直观可读，同时也方便用户查看某一时刻的速度情况和开关信息情况，如图10所示。



图10 行驶信息窗口


3.3.2 配置界面

用户设置记录仪时，使用串口设置工具通过串口线连接记录仪，用户必须配置的信息包括：场站ID 、车牌号、汽车特征系数、初始里程累积数据。配置界面如图11 所示。



图11 配置窗口