汽车行驶状态记录仪的研究毕业设计论文

毕业设计论文

汽车行驶状态记录仪的研究

1 绪论

1.1 课题的意义

汽车作为现代社会的一种重要的交通工具，越来越显示出强大的生命力。随着国民经济、公路运输业的蓬勃发展，汽车的需求量在不断地增长，可随之而来的却是交通事故的频繁发生。据统计我国是道路交通事故死亡人数最高的国家，连续数年一直居世界第一位，近20年来，由于交通事故造成的死亡人数己达到108万人。从公安部了解到，2004年全国共发生一次死亡10人以上群死群伤特大道路交通事故55起，造成852人死亡、877人受伤。与上年相比上升幅度较大，事故起数上升34.1％，死亡人数上升32.1％，受伤人数上升54.7％。从全球看每一分钟就有一个人死于汽车交通事故，1982以来全球总共有大约3000万人死于交通事故中。如何采取有效措施预防道路交通事故的发生，特别是提供一些事故发生前的有效数据给汽车制造商使其制造出更安全的汽车来减少交

通事故放生和最大限度地减低交通事故中对人的伤害，同时提供一个电子眼来帮助交通部门提高事故处理的准确性、公正性及快速性，是一个值得研究的实际课题[1]。

“汽车黑匣子”，又称汽车行驶记录仪，是安装在车辆上，对车辆行驶速度、时间、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的数字式电子记录装置。它能完整、准确地记录汽车行驶状态下的有关情况，能将汽车行驶轨迹完整地记录下来，并通过专用软件在微机上再现。目前的汽车黑匣子虽然在可靠性、体积方面取得了较大的改善，但不具有图像存储的功能;它所存储的汽车信息，对于各种起因的突发事件不能有效、准确地提供可分析和处理的科学依据。一般来说，该产品体积只有香烟盒般大小，能防潮、防水、防腐和耐高温。它除了具有传统的黑匣子所拥有的事故分析功能外，还能在汽车驾驶员超速行驶时发出超速报警声，以提醒驾驶员减速行驶，并详细记录车辆每次的起动时间、行驶里程、行驶时问、最高车速以及每次最高车速的持续时间，方便交通管理部门根据所记录的有关数据对车辆进行有效的管理。黑匣子还可以设置反劫防盗功能。装上该产品后，除了车主和车主委托的人外，其他人

即使有了车钥匙也无法起动汽车!即使拆除黑匣子也仍然无法起动汽车，从而在传统防盗器的基础上又有了新的技术突破。

1.2 国内外发展状况

随着微电子与计算机技术的发展，汽车黑匣子的功能已经远远超过单纯事故记录的功能，从发展的趋势来看，汽车黑匣子势必将与汽车其它电子系统(如GPS定位、通讯、报警、测重、测温、故障诊断等)相结合，向大容量模块化系统化、数据无线传输和数据集成处理的方向发展。最终使它成为确保现代道路交通运输安全和高效物流动态营运管理的不可或缺的记录处理、显示和数据传送的综合装置，也必将成为智能交通系统(ITS)的重要组成部分。

汽车“黑匣子”问世于70年代后朗，开始用于记录汽车行驶的速度和距离；从90年代开始，美国和欧洲的制造厂商们纷纷组织人力开发研制汽车行驶状态记录器。开发汽车黑匣子的目的是实时循环纪录碰撞过程中的制动踏板，汽车减速度，空气囊引爆，以及安全带锁紧等信号，以判断驾驶员是否踏紧急制动、是否系安全带，汽车的空气囊是否引爆，引爆时刻是否合适，安全带的锁紧机构是否失效，从而可以客观地、科学地划分汽车厂商和驾乘人员的事故责任。

我国从80年代后期开始，在少数地区也曾试用过由国内一些科研机构及企业自主研制的数字式记录仪。国内外的使用情况表明，记录仪为国家行政管理部门提供了有效的执法工具、为道路运输企业提供了管理工具、为驾驶员提供了其驾驶活动的反馈信息，其使用对保障道路交通安全起到了直接的作用。目前，国内汽车黑匣子仅停留在作车速记录仪的低水平上，且尚无实时检测、记录车辆纵向平和横向运动加(减)速度的产品，也无达到新标准关于存储数据量和数据通讯要求的产品，因此，此类产品市场潜力还是比较大的。目前，我国生产汽车黑匣子的企业有10余家，产品数十种，经过国家有关权威部门检测合格后，汽车黑匣子开始在全国各省市推广使用。它对提高车队的营运效率利降低事故率等方面起到了显著的效果，受到物流运输、汽车租赁、企事业车队、保险公司和交通管理部门的欢迎。

日本计划于2015年前投入500亿美圆用于发展全国的ITS系统，美国以及德国等欧洲国家在ITS领域的投入也都有相当大的规模，我国的ITS系统尚属起步阶段，但北京、上海、武汉和广州等大城市都已经把ITS的建设提到议事日程上来，对城市未来的ITS进行了构想，并有了发展规划。这一趋势，必然为汽车黑匣子的发展与应用提供广阔的

空间。

目前，在美国、欧洲已经出现了不少适合各种不同运输专业管理需要的汽车黑匣子。例如美国DCT公司专为HAVI公司开发的汽车驾驶记录仪就兼有油耗记录和停车卸货量的记录。汽车驾驶记录仪还可以同目前国际上流行的专用近距离无线通讯技术(BLUE TOOTH 蓝牙) 和电子标签(ELECTRONIC—TAG)以及智能射频识别技术(RFID)相结合，将记录的数据快速、实时地传送到有关部门。总之，汽车黑匣子的全面性、包容性和适应性是实现汽车电子综合化集成化的核心，并必将成为未来ITS系统的重要组成部分。

2 系统的硬件设计

2.1 系统的总体设计方案

目前，已经有各式各样的汽车行驶记录仪产品出现在市场上，其功能差别也大相径庭，有的功能简单，有的则包括了很多国家标准规定外的附加功能，如GPS、语音通信、图像拍摄、指纹识别等等。但是记录仪的使用仍然处在研发推广阶段，适合此阶段的记录仪产品应该具有以下特点：具有国家规定的各项功能，成本低，数据安全性高。而在技术上，记录仪产品可分为两种，一种是基于嵌入式操作系统的；另一种是基于单片机的。基于嵌入式操作系统的记录仪产品可以实现比较多的功能，智能性也好，但开发周期和成本较高。而基于单片机的产品不仅成本较低而且开发周期较短，虽然功能上不十分丰富，但比较合适现阶段的使用，因此本文设计了基于单片机的汽车行驶记录仪系统[2]。

根据国标对记录仪的功能要求，记录仪应有如下功能：

1）自检功能

2）实时时间及驾驶时间的采集、记录、存储功能

3）车辆行驶速度的测量、记录、存储功能

4）车辆行驶里程的测量、记录、存储功能

5）驾驶员身份记录功能

6）数据显示

7）数据通信功能

基于以上功能的要求，本文设计的汽车行驶记录仪系统包含两部分：一部分是安装在车辆上的主机，是对车辆行驶速度、时间、里程以及车辆运行的其他状态信息进行记录的主体，主要记录车辆连续行驶状态和违章数据；另一部分是上位机后台数据管理和分析软件，是面向运输公司管理人员的软件平台，可帮助运输公司对车队、车辆和驾驶员进行信息化管理，负责对记录仪主机采集到的数据进行统计分析和图像化显示。系统的两个部分通过RS232串行口通信实现数据交换。