汽车行驶状态记录仪的研究与实现

汽车行驶状态记录仪的研究与实现

汽车行驶记录仪是一种特殊的数字式电子记录装置，它可以对车辆行驶速度、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，然后通过USB和RS232接口实现数据输出。汽车行驶记录仪的使用不仅可以遏止交通违章、约束驾驶员不良驾驶习惯，而且可以有效地预防道路交通事故的发生，并为执法人员进行事故的分析、处理提供科学、忠实的原始数据，因此在交通运输管理中发挥着十分重要的作用。针对目前汽车行驶记录仪的研究现状，本文设计和实现了一种基于51单片机的汽车行驶记录仪，该汽车行驶记录仪具有实时性好、可靠性高、价格低廉等特点。

本文首先介绍了汽车行驶记录仪的研究背景和发展现状，并分析了记录仪系统需求，制定了记录仪由数据采集子系统、数据存储子系统和通信接口子系统三部分构成的总体结构。

然后介绍了记录仪系统的硬件总体结构设计，具体阐述了各个功能模块的硬件电路设计和实现方法。这些功能模块主要包括：电源，实时时钟，数据采集，数据存储，数据通讯和人机交互。

最后在软件设计部分，根据记录仪各个模块的功能，详细描述了记录仪系统各个任务的设计流程。重点描述了USB通信的实现：利用SL811HST实现USB HOST功能，通过优盘方便快捷地读取记录仪中数据，然后再由PC软件进行分析。对USB HOST中的关键技术：USB 设备枚举、BulkeOnly传输协议以及FAT16文件系统的实现做了较详细的说明。

在整个系统的设计中，软硬件系统设计均采用了抗干扰措施，提高了系统的可靠性、稳定性和抗干扰能力。

第一章绪论

随着我国交通建设持续快速的发展，社会车辆的急剧增多，道路交通安全形势相当严峻，运输企业规模与管理等级的进一步提高，道路交通安全管理及运输企业内部管理问题越来越成为行业关注的焦点。

汽车行驶记录仪（Vehicle travelling data recorder），亦称“汽车黑匣子”，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。

汽车行驶记录仪能完整、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记录，并通过专用软件在电脑上再现，对遏止疲劳驾驶，车辆超速的违章、约束驾驶员的不良行为，分析鉴定事故，提高交通的管理执法水平和运输管理水平、保障车辆运行安全也有着重要的实际作用及意义。

1.1国内外汽车行驶记录仪发展的状况

早在20世纪80年代，发达国家就开始安装使用汽车行驶记录仪。其中，欧共体己在1975年就通过了在汽车上安装汽车行驶记录仪的立法，要求3.5吨以上货车、9座以上客车必须安装行车记录仪；欧盟在第3825/85号法规《关于公路运输车辆的记录设备》的第三款中规定：“记录设备应在欧盟成员国使用的客货运输车辆上安装和使用。”这一立法要求欧洲的15个成员国在10年内，给在用的900万辆卡车和轿车安装这一装置。这一作法很快在美国引起效仿。

1998年，马来西亚内阁会议决定，强制使用汽车行驶记录仪。以日本为例，日本的法律规定，拥有5辆以上汽车的运输单位必须配备一名专职安全管理人员，以后每增加20

辆汽车必须增加1名安全管理人员。这些安全管理人员的一个重要职责，就是监督使用汽车行驶记录仪。安全管理人员通过定期釆集和分析行驶记录仪的各种数据，可以完整、准确地判定每辆车在每一时刻的运行状况，以此加强企业的安全生产管理。

2001年10月24日，交通部、公安部、国家安全生产监督管理局共同发布了《关于加强公路客运交通安全管理的通告》，为明确长途客车应当使用行驶记录仪奠定了坚实的基础。

自2001年以来，交通部交规划发[2001]268号发布的公路行业产业政策、交公路发[2002]226号和交公路发[2002]418号文件等分别要求利用全球定位系统(GPS)以及行车记录仪对运输全过程进行跟踪，尤其是长途客运车辆、危险品运输车辆和旅游客运车辆要逐步采用GPS行车记录仪，以确保运输安全。

2003年国家质量监督检验检疫总局发布并实施了GB/T19056-2003《汽车行驶记录仪》国家标准。该标准对汽车行驶记录仪的各项性能、试验方法、检验规则及安装作了详细的规定。

2004年12月10日，在第二届中国智能交通论坛期间，11家汽车行驶记录仪厂家于深圳正式签字成立中国汽车行驶记录仪联盟。联盟初步成立后，行业内一些具有实力的厂家继续加盟。未来将在在适当时间、适当地点召开正式成立大会。行业联盟首先将在联盟成员内解决产品的互联互通。

美国、日本、香港、马来西亚等地也在大量使用汽车行驶记录仪，我国许多大城市不少车辆也安装上了汽车行驶记录仪。几年来的统计资料表明：使用汽车行驶记录仪，交通事故率降低了37%-52%，大大减少了人员伤亡和财产损失，产生了明显的社会效益与经济效益。

1.2本课题的目的和意义

汽车行驶记录仪能够为驾驶员提供其驾驶活动的反馈信息，为道路运输企业提供良好的管理工具。它的使用对保障道路交通安全起到直接的作用，可以产生显著的社会效益和经济效益。

首先，汽车行驶记录仪在车辆超速或超时行驶时能发出报警声，督促司机安全行车。而且，司机保持车辆中速行驶，对延长车辆使用寿命、节约燃料、减轻耗损都起到重要的作用，可减少企业经营成本。

其次，汽车行驶记录仪能真实、准确反映车辆运行中的实际状况，记录相关的数据。其存储的数据可作为企业加强对车辆的使用、运行、调度的科学管理的依据。

另外，汽车行驶记录仪记录的数据，对交通事故的原因和责任分析，也有一定的作用。

我国公安部为遏制日益频繁的交通事故，责成公安部交通管理科学研究所、中国公路学会客车学会、中国航空工业第611研究所、中国道路运输协会、中国汽车技术研究中心、广州银宜智能交通有限公司参加起草并制定了《汽车行驶记录仪》的国家标准GBIT

9056-2003，并将在我国的营运车辆中运用法规强制安装汽车行驶记录仪。

因此，研制汽车行驶记录仪具有重大的现实意义。

1.3本课题的目标和主要研究内容

1.3.1 课题的总体目标

本课题的目标是，开发符合GB/T19056-2003《汽车行驶记录仪》国家标准的汽车行驶记