基于单片机的汽车行驶状态记录仪系统的软件设计毕业设计论文

基于单片机的汽车行驶状态记录仪系统的软件设计

1绪论

1.1本课题的研究意义

随着交通的迅速发展，汽车已经成为现代社会的一种重要的交通工具。道路交通事故频繁发生，群死群伤的恶性交通事故屡屡发生。据有关部门统计，2005年上半年，全国共发生道路交通事故228657起，造成46012人死亡、236483人受伤，直接财产损失9.6亿元[1]。

据统计资料显示，汽车驾驶员的超速行驶、违章抢道、疲劳驾驶、疏忽大意是导致交通事故的主要原因，占交通事故数量的80％以上。哪里有交通警察在场，哪里的交通事故就极少发生。如果给每辆汽车安装上“电子警察"，有效地监督驾驶人员的驾驶行为，必能预防或减交通事故的发生；在发生交通事故后，“电子警察”也能给我们提供数据和资料，提高事故处理的效率和准确性[2.3]。

汽车行驶记录仪对预防驾驶员疲劳驾驶、约束驾驶员违章、分析鉴定事故、提高交警的执法水平和运输管理水平、保障车辆运行安全等具有重要的实际作用及意义。统计资料表明，汽车黑匣子的使用，使交通事故率降低37％～52％，大大减少了人员伤亡和财产损失，产生了显著的社会效益和经济效益[4]。

1.2记录仪的国内外发展现状

1934年，德国发明了世界上第一台纸盘式行驶记录仪，至今已有75年的历史。它可以将曲线画在圆形的记录纸上。由于技术的发展，纸盘式记录仪现在应用少。20世纪70年代后期，欧洲率先推出了机模拟式驾驶记录仪。

进入九十年代，科学技术飞速发展，计算机日益普及，美国和德国又开发了数字式汽车事故记录仪。20世纪90年代，美国、欧共体相继推出性能优良的电子式记录仪，并得到美国国家运输安全委员会的支持，敦促在其轿车和卡车上安装这种仪器。主管交通安全的国家安全委员会(NTSB)也一直在致力于推广汽车黑匣子的工作。NTSB正式要求各汽车生产厂家安装汽车黑匣子，通用、福特等汽车公司随即纷纷行动。据报道，仅通用一家公司就为600万辆出厂车安装了黑匣子[5.6]。

2003年日本汽车研究所开发小组研制出一种能记录在交通事故发生时驾驶数据的汽车“黑匣子"。“黑匣子”安装在司机座位下面，能够记录速度、方向盘角度、刹车板及油门踩放的情况。当急刹车或急转弯使汽车达到一定的速度时，便判断为“事故”，事故发生前55秒和后5秒问的各种数据自动记录到磁盘中。另有一个如后视镜一样的照相机，自动收录事故发生前10秒和后5秒间从驾驶座上能看到的场面。在一年半的试验期间，在实际发生的38起交通事故中，黑匣子都正确地显示了何时踩刹车等情况[7]。这种“黑匣子"数据存储在磁盘中，车辆行驶中可能颠簸，磁盘抗震能力较差。随着半导体技术和集成电路的发展，容量大体积小的存储芯片层出不穷，而且相对磁盘来说，存储芯片具有抗震性能，更适合车辆的行驶环境，在车辆行驶记录装置上得到了广泛应用。视频功能对存储空间要求较高，实现复杂，成本较高。

记录仪最早是在1984年国内某大学研发了汽车行车记录仪，由于技术不太成熟，没有投入实际生产。1994年，记录仪在我国市场上蓬勃发展，出现了近百家记录仪生产企业[8]。

2002年我国公安部根据2001年底公安部、交通部、国家安全生产监督管理局下发的《关于加强公路客运交通安全管理的通告》和2002年公安部、·国家安全生产监督管理局制定的《2002年预防道路交通事故工作方案》的要求，着手制定《汽车行驶记录仪》的国家标准。《汽车行驶记录仪》GB／T 19056．2003标准于2003年4月15日发布，2003年9月1日实施[9]。

广州市二汽公司率先试用NC．7000系列数字式行车记录仪。2004年5月北京巴士旅游分公司的150辆旅游车上都已经安装了记录仪[10]。

目前市面上的汽车行驶状态记录仪主要有以下类型：

★记录式记录仪

记录式记录仪的主要特点是模拟航空记录仪的工作方式，记录车辆的实时状态数据并保存，为交通肇事的评判提供佐证。但是，记录数据一般只作为交通事故的事后技术参考，不能作为评判的直接依据。

该记录仪以一个合适的间隔采集、存储车辆状态数据，包括车速、发动机转速、节气门位置、车灯、制动等指标。采样时间间隔一般有0.3、0.5、1、5min 等几种。同时可以记录车辆停车前20-120s间隔的密集数据，为事故疑点分析提

供帮助，密度一般为0.1s左右。

为了扩展使用范围，有些型号的产品还附加有超速和超时驾驶报警功能。功能上实现了“实现预警”，延伸了传统记录仪“事后决断”的特点。

★管理式记录仪

管理式记录仪在使用应用上与记录式有所不同，它是记录式记录仪的升级，是为满足车辆营运管理要求而设计的，主要的应用是基于加强车队营运管理。管理式记录仪主要由车载记录系统和管理系统组成，车载记录部分完成相当于记录式记录仪的工作，将记录数据传递给管理系统进行高级处理。因此可以实现多个记录仪的统一管理，为车队调度提供便利。数据的传递一般有计算机串口、存储卡、专用读取设备等几种方式。

管理式记录仪一般是以记录式为基础与GPS和GIS技术结合。因此所获取的信息更加丰富，除了基本的车速、里程、节气门位置、制动等信号外，还有车辆实时的地理位置、海拔高度等地理信息，使车辆在平面上，甚至空间上的管理成为可能。因此，该类型记录仪应该属于交通管理设备，也正是由于这种原因，它正在成为行车记录仪的主流产品[11]。

记录仪的使用场合主要有以下几个方面：

★交通执法管理

记录仪可以记录汽车停车前20-120s的密集状态数据（事故疑点数据）。这些数据在事故调查中具有重要作用。管理系统可以利用疑点数据仿真再现事故的发生过程，帮助交通管理部门准确、科学地执法。此外，管理人员还可以通过查看记录数据来判别驾驶员是否违章驾驶，为严格执法提供科学依据。

★公共交通管理

在公共交通管理中，记录仪可以为管理部门提供行车信息服务，管理部门可以及时地掌握公交车的行驶状态和地理位置。因而，行车记录仪既起到了公共交通行业服务监督的作用，又方便了车队的管理和调度。

★长途运输管理

在长途运输过程中，交通事故的发生大多由于驾驶员的疲劳驾驶和路途生疏引起的。记录仪通过对驾驶员进行超时和超速驾驶报警，来提醒驾驶员注意安全。另一方面，管理中心向记录仪及时发送GSM信息，使驾驶员及时了解路况信息，