基于单片机的汽车行驶状态记录仪的设计说明

基于STC90C51的汽车行驶状态记录仪的设计摘要：随着汽车制造模块化、平台化技术的飞速发展，汽车普及率逐年升高，汽车在人们的整个社会生活中扮演着越来越重要的角色。

然而随着汽车保有量的逐年升高，道路交通事故的数量也随之上涨，因此汽车的主动及被动安全装置倍受人们重视。

本毕业设计主要通过NEO-6M芯片收集GPS卫星的数据来获取车辆的行驶状态信息，采用STC90C51作为主芯片解析数据并处理所获取的信息，通过LCD1602液晶屏显示状态信息，通过LED灯和蜂鸣器来传达警告信息。

本设计被称为汽车行驶状态记录仪，可以让汽车驾驶员获取实时行驶状态信息，如实时时间、地理坐标、实时速率、行驶方向等。

于此同时，能够将这些信息实时循环存储到EEPROM芯片AT24C02中，方便随时调用。

这些信息在发生事故后可以调取出来，作为证据保障受害人权益。

汽车行驶状态记录仪，又被称为汽车黑匣子，也是一个主动安全装置，当汽车超速时可以通过LED灯和蜂鸣器向驾驶员发出警告。

关键词：STC90C51；汽车行驶状态记录仪；GPS；NEO-6M；汽车黑匣子Design of Driving State Recorder Based on STC90C51 Abstract: With the rapid development of modularization of automobile manufacturing，prevalence of automobiles has been increased year by year. In the whole human social life automobile plays a more and more important role. However, the quantity of road traffic accident has been risen larger and larger along with the increase of the number of vehicle holdings. For this reason,active and passive safety devices of car have been attached great importance。

Collecting data from GPS satellites by the chip called NEO-6M, this graduation design with the MCU called STC90C51 which can analyze and process data, can get the driving state information of the car. It displays driving state information by LCD1602 and conveys warning information by LED light and buzzer.Drivers can get real-time driving state information by this graduation design called driving state recorder,such as the real time, geographicalcoordinate, real-time speed, driving direction and so on. At the same time, it can store these information into EEPROM chip called AT24C02 in time, which makes it convenient to call at any time. In the event of traffic accidents, it can also get recording information obtaining from the recorder for traffic accident’s evidence, safeguard the rights of the victims. Giving a warning to the driver by LED light and buzzer when it is overspeed, driving state recorder also known as automobile black box is also an active safety device.Key words: STC90C51;Driving State Recorder;GPS;NEO-6M;Automobile Black Box引言汽车是人类现代化文明发展的标志之一，自从1886年第一辆燃机汽车问世以来，经过一百余年的发展，汽车已经成为现代化运输的重要工具之一，是各类高科技产业争相应用的强大载体，是科学技术水平和工业制造水平的重要标志。

随着汽车制造平台化、模块化技术的飞速发展，汽车的生产周期和生产成本大幅度地降低，同时售价也变得更加亲民化，这使得汽车保有量呈现出长期大幅度的增长趋势。

然而随着汽车保有量的逐年升高，道路交通事故的数量也随之上涨，交通事故中因为缺乏汽车行驶状态等证据而引起的纠纷更是层出不穷。

因此，汽车的主动及被动安全装置备受人们的重视。

所谓主动安全装置就是指在汽车行驶中，能够主动预防交通事故的发生，比如超速提醒装置。

本人也是一名持有C1驾驶执照的司机，在这几年的驾驶经历中，发现大部分小轿车的仪表盘只有实时的速率而并没有超速提醒功能，在国大部分高速公路的最高限速都是120km/h，然而在开车过程中不可能一直盯着仪表盘看有没有超速，此时超速提醒装置显得就尤为重要。

这一装置可以通过灯光和声音的警告，提醒驾驶员减速慢行，同时又可以不让驾驶员分神。

被动安全装置是指在汽车发生不可避免的交通事故后，能够尽可能地减少受害者的损失或者能够及时保障受害者权益的安全配置。

近年来，通过电视报道我们经常看到有一些交通事故的纠纷完全就是因为缺乏有力的证据造成的。

在没有证据的情况下，受害者更是百口莫辩。

因此，汽车上也需要一款类似飞机黑匣子的装置，能够记录汽车行驶的状态信息，并保存下来以便随时调用，这些信息在发生交通事故后能够作为有力的证据来保障受害者的权益，尽可能地减少受害者的损失。

汽车行驶状态记录仪，又被形象地称为汽车黑匣子，既是一款主动安全装置又是一款被动安全设备，到目前为止并没有被广大汽车生产厂家作为一项标准配置安装到汽车上。

因此，研究和设计一款实用且性价比高的汽车行驶状态记录仪是十分必要的。

第一章绪论随着我国经济和科技水平不断提高，我国的汽车普及率呈现出长期高速的增长趋势。

然而由于法律法规不健全和人们安全意识薄弱等各方面原因使得汽车行驶状态记录仪在我国没有得到大面积的普及，使得道路交通事故纠纷案件频发，特别是一些营运车辆比如长途大巴和大型载货车辆。

行车状态记录仪的推广和普及可以从源头遏制一些交通违章行为，同时也可以为道路交通事故的分析鉴定提供依据，为解决事故纠纷提供有力证据，有效保障人民生命财产安全。

1.1汽车行驶状态记录仪的简介汽车行驶状态记录仪，又被称为汽车工作信息记录仪、汽车黑匣子、汽车综合信息记录仪，它能够通过显示屏实时显示汽车的行驶速率，行驶方向，实时地理坐标等状态信息，并且能够将这些信息以时间先后顺序为基准储存起来，实现全程记录和监控汽车的行驶状态。

这些状态信息通过计算机处理后，计算机软件可将汽车的行驶的轨迹准确且完整地再现。

同时它还是一个主动的安全装置，当汽车超速时，它能够通过LED灯和蜂鸣器来提醒驾驶员减速慢行。

汽车黑匣子主要由硬件和软件两部分组成，硬件部分包括电路板，主控芯片，定位模块芯片，存储模块芯片，液晶显示屏等，软件部分则是硬件部分的驱动，包括了数据接收部分，数据处理部分，数显部分和存储部分等。

由于汽车黑匣子要保证在发生任何类型的交通事故后数据的完整，因此汽车行驶状态记录仪往往需要一个坚固的外壳保护，故它又被称为Black Box。

同时，为了能够更有效地接收定位数据，GPS汽车行驶状态记录仪一般设有外置天线。

1.2 研究背景及意义在汽车工业起步早发展快的日本、欧美等西方国家，行车状态记录仪的使用可以追溯到20世纪70年代，主要以立法的形式强制汽车生产厂家将其设置为汽车出厂的标准装置。

国的汽车业从20世纪80年代开始蓬勃发展，当时由于国相关法律法规不严格以及人们的安全意识薄弱，造成部分合资车企为了降低成本而直接删减了汽车黑匣子这项标准配置。

近年来，我国经济水平不断提升，人民生活质量随之提高，私家车开始走进家家户户，乘坐长途大巴出行也变得十分便捷。

然而随之而来的却是交通事故频发，事故纠纷案件数量逐年增加等问题。

着其中不乏长途客运大巴与大货车所发生的特别重大道路交通事故，给国家和人民生命财产带来了巨大的损失。

如果所有汽车上都装有行驶状态记录仪的话，不仅可以预防一些因为超速等违章行为造成的灾难，而且还能够通过事故数据分析事故原因，再通过“大数据”进一步分析某些典型的事故原因，反馈给汽车生产厂家或者公路管理部门，这样一来将会形成一个良性的循环，从最大程度上减少道路交通事故的发生。

1.3 发展现状和研究方向1.3.1国外汽车行驶状态记录仪的发展状况20世纪20年代，在汽车产业的发祥地欧洲，第一台车载行驶状态记录仪诞生了，当时还只能记录速度这一个状态信息。

随着汽车工业的大发展，第一台纸盘式行车记录仪于1934年在德国诞生。

纸盘式行车记录仪在经过近20年的发展后，在1953年德国通过立法强制载重8吨以上的运输车辆安装盘式行车记录仪。

1970年，欧盟的更多国家包括法国、卢森堡、意大利、比利时都通过立法强制推行使用纸盘式行车记录仪。

纸盘式行驶记录仪，通过机械指针将车载速度传感器所测得的车辆速度、行驶里程等数据记录在圆形坐标记录纸上，装置以机械结构为主，使用方便，但不太精确[1]。

随着电子技术的发展，和数字集成模块技术的成熟，以及一些电子设备的相继引入，20世纪70年代形成了电子行车记录仪的初级样式。

出于之前的使用习惯、产品的成本控制、技术安全性等方面的考虑，初级样式的电子式行车记录仪仍旧使用纸盘作为记录媒介[2]。

随着电子存储技术的逐步完善，欧盟积极研发并推行全数字式电子行车记录仪。

20世纪90年代初，德国首先研发出了全数字式汽车行驶状态记录仪，并率先通过立法强制规定自2006年5月起新生产的汽车必须安装数字式行驶状态记录仪[3]。