基于WindowsCE嵌入式系統(tǒng)的汽車行駛記錄儀的研究

摘 要：汽車行駛記錄儀是一種實時收集和記錄汽車運行狀況的電子設(shè)備，在汽車運行中汽車行駛記錄儀顯示出越來越重要的地位。本文通過對基于WindowsCE嵌入式系統(tǒng)在汽車行駛記錄儀中的應(yīng)用，分析和總結(jié)了微處理器、信息儲存、信息傳輸、數(shù)據(jù)收集等汽車行駛記錄儀內(nèi)部等硬件設(shè)計與軟件設(shè)計的主要步驟。

關(guān)鍵詞：Windows CE；汽車行駛記錄儀；嵌入式系統(tǒng)

汽車行駛記錄儀是一種對車輛的時間、行駛速度、行駛狀況等信息通過儲存的電子記錄裝置記錄下來。也就是人們常說的汽車“黑匣子”，汽車電子記錄裝置由端口將汽車的運行狀態(tài)通過軟件傳輸?shù)诫娔X上。同時，汽車行駛記錄儀不僅具有事故分析能力，而且在駕駛員超速行駛時會發(fā)出超速警報提醒駕駛員、疲勞駕駛提醒等，可大大減少交通事故的發(fā)生。汽車的每次啟動時間、行駛狀況等都會有詳細的記錄，交通管理部門可根據(jù)汽車行駛記錄儀中的數(shù)據(jù)對車輛行駛進行高效管理。

1 汽車行駛記錄儀的設(shè)計方案

依據(jù)我國汽車行駛記錄儀的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)具備以下幾個功能：汽車行駛速度、駕駛時間、里程數(shù)的記錄儲存以及這些數(shù)據(jù)信息的輸出等功能。其記錄儀的硬件系統(tǒng)科接受在復(fù)雜環(huán)境下可保持正常工作狀態(tài)，額定電壓在8V～35V之間，具備防御反接、電磁輻射干擾、點火干擾可儲存近半個月數(shù)據(jù)的儲存量，儲存時間在12年以上，具備斷電保護功能、可靠性能高等優(yōu)點。

由于汽車行駛記錄儀需具備多方面的性能要求，具體設(shè)計框架如圖1所示，該系統(tǒng)中的微處理器、LED接口、Flash存儲器、SD卡接口、GPS接收機以及控制系統(tǒng)等部分組成。在汽車行駛記錄儀運行時微處理器由前端的接口通過電路采集汽車行駛的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)，其中包括：車速、駕駛員狀態(tài)、車輛的各種設(shè)備開關(guān)狀態(tài)燈。汽車行駛記錄儀以時鐘為時間標(biāo)準(zhǔn)將車輛信息按類別的不同儲存進Flash存儲器中。同時，根據(jù)汽車的實際需要將汽車行駛記錄儀由RS232串口與電腦進行連接通信，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)交換的目的。

2 嵌入式系統(tǒng)硬件部分設(shè)計

基于汽車行駛記錄儀的視頻終端需要具備可擴展性、核心模塊等方面的考慮，系統(tǒng)硬件部分應(yīng)用分塊設(shè)計，處理器采用ARM處理器構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)的主電路板，完成基本功能的屬正常運行，將總線路與II線連接，其他輔助功能通過模塊化思路設(shè)計構(gòu)成嵌入系統(tǒng)的子電路板，其線路分別于主電路板相連接。

2.1 微處理器模塊

S3C2440A為該系統(tǒng)的主電路板，這是系統(tǒng)防盜中心最為重要的組成部分，它主要有S3C2440A處理器、兩個32M SDRAM、外圍II線電路構(gòu)成。S3C2440A處理器是韓國Samsung公司生產(chǎn)的32位的微處理器，具備400MHz的主頻、1.2內(nèi)核供電、擁有四個通道的DMA、支持存儲器到存儲器數(shù)據(jù)流通?？杀３諭O空間到存儲器或存儲器到IO間的轉(zhuǎn)換，同時配備觸發(fā)傳輸模式來加快傳輸效率。處理器中的DART有三個通道，在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計只能怪只用了到兩個，作為GPS模塊和單片機通信等。在1通道內(nèi)設(shè)置I2C總線端口，雙向傳輸信息、觸摸屏等配備。在S3C2440A處理器中配備24通道中斷電源和120和通用的IO空間，這一配置為手持設(shè)備和各類嵌入式軟件提供了物美價廉、耗能低的微控制器設(shè)計的最佳解決途徑。

2.2 汽車狀態(tài)檢測與控制模塊

車載視頻記錄儀是依靠汽車狀態(tài)監(jiān)測與汽車控制來對汽車狀態(tài)的評估和控制的儀器，處理器的主電路板在串II以及通信模板來獲取汽車的發(fā)送指令。其核心模板是依靠單片機芯片、傳感器、繼電器以及電路組成的單片控制系統(tǒng)，傳感器負責(zé)汽車運行狀態(tài)的測試，比如：震動傳感器。在汽車受到撞擊時，傳感器受即被觸發(fā)，立即與單片機終端，單片機根據(jù)中斷的類型不同來斷定企業(yè)碰撞事件的類型，并通過串II向主板發(fā)送判定事件的信息數(shù)據(jù)。在接受到指令后，磁盤內(nèi)的數(shù)據(jù)就像是想SD卡內(nèi)進行存儲。另外，在汽車狀態(tài)檢測與控制模塊設(shè)計中配備了獨立的內(nèi)部振蕩器，通過編程后可設(shè)定為看門狗定時器（WDT，Watch Dog Timer）。

2.3 數(shù)據(jù)存儲模塊的設(shè)計

對WindowsCE嵌入式系統(tǒng)來說，在數(shù)據(jù)的采集于存儲采取了鐵電存儲器與FLASH并用的兩極架構(gòu)。第一級為大容量的FLASH存儲器，具有讀寫快、造價低、芯片小巧等優(yōu)點十分適合作為大容量的存儲設(shè)備。該設(shè)計采用的是韓國Samsung公司型號為K9F1208的FLASH存儲器。第二級為鐵電存儲器，它具備了非易失性（non-volatile memory）和隨機記憶體，具有讀寫快、耗能低的特點在斷電后仍可保存12年左右。鐵電存儲器在WindowsCE嵌入式系統(tǒng)中可作為臨時的緩沖處理，同時可應(yīng)對斷電狀況以及來及不存入FLASH存儲器的數(shù)據(jù)。通過兩極架構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲模塊的設(shè)計可顯著改善汽車行駛狀況，可大大減少汽車事故的發(fā)生率，同時可準(zhǔn)確完整的記錄下事故發(fā)生的整體過程，可延長汽車數(shù)據(jù)記錄儀的使用年限，為再現(xiàn)事故過程提供真實可信的現(xiàn)實依據(jù)。

3 WindowsCE嵌入式系統(tǒng)軟件部分設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)存顯示模塊設(shè)計

數(shù)據(jù)存顯示好比為數(shù)據(jù)的寄存裝置，采用曲線數(shù)據(jù)的設(shè)計可明確的觀察出數(shù)據(jù)的顯示操作狀況，同時也便于將數(shù)據(jù)導(dǎo)入文件內(nèi)部作為備份記錄處理。數(shù)據(jù)存顯示的設(shè)計師依靠LED顯示屏的分辨率為依托，通過將顯示屏劃分為同等分的小方格對虛擬的坐標(biāo)進行描繪，運用記錄筆當(dāng)做箭頭來完成汽車速度、檔位以及位置方面的調(diào)整。在數(shù)據(jù)顯示設(shè)計中以實時更新的顯示屏采用機械運作模擬展現(xiàn)原理，通過曲線向下移動的方式完成信息內(nèi)容的更新，采用此種方式可將顯示屏信息展現(xiàn)的更加明確，也保證了數(shù)據(jù)的及時更新，有利于用戶對汽車實時信息的掌握。但在LED顯示屏內(nèi)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)與內(nèi)部的數(shù)據(jù)更新都需要通過PC端的輔助才可以完成以上操作。

3.2 數(shù)據(jù)掃描功能設(shè)計

汽車行駛記錄儀的數(shù)據(jù)掃描功能的實現(xiàn)工作人員每天查看當(dāng)天汽車狀態(tài)數(shù)據(jù)記錄的主要途徑，該程序進行時應(yīng)在汽車行駛記錄儀處于停止時進行。記錄儀在掃描功能進行時，必須有上下鍵的設(shè)計，在設(shè)計中需注明汽車的里程表、最高數(shù)據(jù)編輯框等，同時設(shè)置儀0.5秒/次，為掃描的間隔時間。通過上下方的數(shù)據(jù)曲線來表示數(shù)據(jù)，從而幫助工作人員回顧數(shù)據(jù)記錄。設(shè)置掃面方向鍵了便于工作人員對行駛記錄儀的操作與查看數(shù)據(jù)，方面工作人員更明顯的掌握汽車行駛記錄儀在數(shù)據(jù)掃描中的數(shù)據(jù)與信息。

4 結(jié)語

本文介紹了使用samsung公司的S3C2440A處理器開發(fā)板開發(fā)一個帶有視頻數(shù)據(jù)采集和顯示的汽車行駛記錄儀的基本過程。該設(shè)計從功能上彌補了傳統(tǒng)汽車行駛記錄儀不具備采集直觀視頻信息的缺憾\"通過實際開發(fā)本系統(tǒng)已具有一定的實用性，如能夠進一步加以優(yōu)化和完善將會有很強的社會和經(jīng)濟效益。

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