基于AT91SAM926的汽車記錄儀方案

車輛電環(huán)境復(fù)雜干擾多，因此采用電流型傳感器。本系統(tǒng)采用CR一606型電容式油位傳感器，當(dāng)油進(jìn) 入容器引起傳感器殼體和感應(yīng)電極之間的變化。適用于任何不導(dǎo)電的液體，油位精度高，油位液在采集小于1 inm.測量誤差小于0.1% ，標(biāo)準(zhǔn)輸出4～2O mA 的線性電流信號。經(jīng)過150 n精密電阻轉(zhuǎn)換至0.6～3 V電壓信號。通過AT91sam9260的A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并保存。

2.9 實時時鐘

主處理器AT91sam9260雖內(nèi)置時鐘，但是當(dāng)處理器斷電后，該實時時鐘所有寄存器的內(nèi)容將全 部丟失。為此，系統(tǒng)需要外部實時時鐘。PCF8563符合這一要求，PCF8563具有掉電檢測器，當(dāng)供電電壓低于某個值時，秒寄存器中的某標(biāo)志位將置 1，指明此時實時時鐘可能會產(chǎn)生不準(zhǔn)確的時鐘/日歷信息，從而避免了記錄儀對錯誤時間的記錄。此外，PCF8563可以工作在1~5.5 V的寬電壓范圍內(nèi)，具有體積小、外圍電路簡單、運行穩(wěn)定性、精度高、功耗低等優(yōu)點。Linux內(nèi)核對其支持穩(wěn)定可靠，滿足本系統(tǒng)的要求。

2.10 通信接口

根據(jù)GB/T19056—2003，標(biāo)準(zhǔn)記錄儀應(yīng)至少配置2種標(biāo)準(zhǔn)接口：USB標(biāo)準(zhǔn)接口、標(biāo)準(zhǔn)RS一232型9針接口。通過RS一232串行El直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸比較容易實現(xiàn)， 可靠性高。

AT91sam9260的串行口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換器MAX232轉(zhuǎn)換為EIMTIA一232一E電平，從而提供標(biāo)準(zhǔn)的RS一232接口。AT91sam9260支持USB主從模式，也可直接外接USB接口。

3 汽車記錄儀軟件設(shè)計

汽車記錄儀是無人控制的，在汽車開始運行時自動啟動，本系統(tǒng)采用Linux操作系統(tǒng)，運行過程為：汽車上電記錄儀啟動，開始引導(dǎo)Bootstrap、Uboot。通過Bootloader調(diào)用Lin—I1x內(nèi)核，加載yafs2文件系統(tǒng)，自動啟動應(yīng)用程序。

3.1 主程序

應(yīng)用程序采用C語言編寫m.主程序負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的初始化，硬件設(shè)備通過信號(軟中斷)與主程序交互數(shù)據(jù)，完成相應(yīng)的操作，主程序流程如圖4所示。

3.2 GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送

本系統(tǒng)設(shè)計記錄的數(shù)據(jù)包括行駛記錄。上電至掉電之間，每3 S保存一次時間、速度、狀態(tài)、GPS定位信息和角度：

疑點記錄，保存每次停車前20 S內(nèi)，每0.2 S的速度和狀態(tài)信息;斷電記錄，保存系統(tǒng)斷電時的時間;疲勞駕駛記錄，保存司機連續(xù)駕車超過4 h的起始時間。所有的記錄數(shù)據(jù)要求保存2個月，因此保存數(shù)據(jù)量大，相應(yīng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也大。

在GPRS傳輸數(shù)據(jù)之前對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮并且在系統(tǒng)出現(xiàn)新記錄時進(jìn)行傳輸。在編譯busybox時選 擇gzip功能，通過gzip對數(shù)據(jù)壓縮，一般壓縮比可達(dá)9：1。由于GPRS透明傳輸要求每次傳輸數(shù)據(jù)最大不超過1 KB，因此將需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分割為每包l 000字節(jié)的數(shù)據(jù)，并為每包數(shù)據(jù)標(biāo)識ID號。

服務(wù)器接收端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)包ID重新組合數(shù)據(jù)。通過解壓縮軟件解壓得到記錄儀的記錄數(shù)據(jù)。

3.3 斷電記錄的實現(xiàn)

在大型車隊及運輸公司， 司機為免受記錄儀的約束。往往在運營過程中對記錄儀非法斷電，使記錄儀不能正常工作，以此躲避監(jiān)控。因此本系統(tǒng)專門設(shè)計斷電記錄。對司機非法斷電的行為進(jìn) 行監(jiān)督。系統(tǒng)啟動時將當(dāng)前時鐘與上次停機時時鐘進(jìn)行對比，Linux從死機至重啟的時間應(yīng)在5 min以內(nèi)，若對比時間超過5 min，說明記錄儀長時間斷電，將上次停機時間作為斷電記錄保存，并發(fā)送至服務(wù)器。

3.4 時問和速度校準(zhǔn)

ARM接收GPS的RMC信息。若GPS時間與當(dāng)前系統(tǒng)時間相差達(dá)到30 S，則以GPS時問為準(zhǔn)并校準(zhǔn)系統(tǒng)時間和硬件時鐘。當(dāng)前速度與GPS速度比較。若GPS速度連續(xù)30 S大于O，而速度采集電路接收始終為O，則判斷速度傳感器故障，并使用GPS速度作為系統(tǒng)當(dāng)前速度，并向監(jiān)控中心報警。

4 樣機測試

經(jīng)過努力，本系統(tǒng)已經(jīng)完成，并生產(chǎn)出樣機。通過樣機安裝在試驗用車進(jìn)行各方面性能和功能測試。測試結(jié)果如表1，表2所示。

5 結(jié)語

該汽車記錄儀結(jié)合GPS和GPRS實現(xiàn)精確定位和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，通過管理軟件可以實時獲取當(dāng)前車輛 狀態(tài)信息，又能及時查看車輛行駛記錄，在車輛實時告警與稽核、公安交警部門的事故處理發(fā)揮重要作用，增加斷電記錄和多種報警功能，即可以防搶防盜，又能滿 足大中型車隊及企業(yè)對于車輛管理和司機操作監(jiān)控的需要。