多功能嵌入式車輛行駛監(jiān)控終端設(shè)計(jì)

摘要 介紹基于LPC2292和μClinux系統(tǒng)的多功能嵌入式車輛行駛監(jiān)控終端的結(jié)構(gòu)和功能模塊的設(shè)計(jì)；對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件和軟件部分進(jìn)行詳細(xì)的分析，并就嵌入式系統(tǒng)中的驅(qū)動程序的建立進(jìn)行詳細(xì)討論。監(jiān)控終端可以對車輛各種性能參數(shù)進(jìn)行全方位監(jiān)控，并將總線接口作為車輛在途維護(hù)與診斷工具；結(jié)合無線通信模塊可以建立遠(yuǎn)程車輛的全方位監(jiān)控系統(tǒng)，提高車輛管理水平。
關(guān)鍵詞 嵌入式系統(tǒng) 車輛監(jiān)控CAN驅(qū)動程序 CTM8251 TJA1020

1 終端功能
本監(jiān)控終端除了具有傳統(tǒng)的記錄儀所擁有的事故分析功能外，還能在汽車駕駛員超速行駛時(shí)發(fā)出超速報(bào)警聲，以提醒駕駛員減速行駛，并詳細(xì)記錄車輛每次的開車時(shí)間、行駛里程、行駛時(shí)間、最高車速，以及每次最高車速的持續(xù)時(shí)間，方便交通管理部門根據(jù)所記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)對車輛進(jìn)行有效的管理；同時(shí)，該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)多種信息處理，顯示汽車狀況，進(jìn)行自我診斷，對車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、油壓、剎車氣壓、輪胎壓力和蓄電池電壓等一系列參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)控；通過控制發(fā)光二極管、液晶顯示、蜂鳴器等報(bào)警手段，為司乘人員提供直接的汽車狀況信息并發(fā)出各種超限情況的報(bào)警等，可有效防范和化解車輛事故的發(fā)生。另外，終端具有GPRS和GPS模塊，可將各種監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳至公司管理中心，方便了公司車輛的統(tǒng)一調(diào)度和行車監(jiān)測，利于提高公司管理水平。

2 終端功能模塊設(shè)計(jì)
選用帶有ARM7TDMI-S內(nèi)核的LPC2292微控制器，可實(shí)現(xiàn)對車速、轉(zhuǎn)速信號、開關(guān)量信號以及水溫、剎車氣壓、輪胎壓力等模擬量信號的采集、處理以及數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲和顯示，通過串口、USB接口可以實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，通過 CAN和LIN總線接口可實(shí)現(xiàn)與汽車上的CAN或LIN節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信。該系統(tǒng)的外圍接口模塊有電源模塊、車速等脈沖信號采集模塊、水溫等模擬信號采集模塊、鍵盤接口模塊、存儲器模塊、GPS定位模塊、GPRS通信模塊、LCD顯示模塊、胎壓監(jiān)測以及通信接口模塊，系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示。限于篇幅，本文僅就若干特色功能模塊設(shè)計(jì)作詳細(xì)分析。

2．1 車速、轉(zhuǎn)速信號采集電路設(shè)計(jì)
現(xiàn)有運(yùn)輸車輛一般都裝有霍爾式集成傳感器，車速轉(zhuǎn)換成的電壓信號直接送至車速表，信號采集比較方便，具體處理方法是直接從車速表的接線端子取得車速信號。具體接線方式根據(jù)車速表信號輸出電路來確定。信號出車速表端子后送至光耦4N35高速隔離開關(guān)，再送至集成運(yùn)放LM358D前置差分電路，進(jìn)一步去除干擾并有效放大，由LM358D輸出端(7腳)送至9013進(jìn)行次級放大，至此車速信號已是占空比為50％的方波信號，并已剔除雜波，可直接送至微控制器定時(shí)捕獲端口進(jìn)行計(jì)數(shù)，具體電路如圖2所示。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，本電路抗干擾能力很強(qiáng)，實(shí)車測試時(shí)無論低速狀態(tài)或超過110 km／h車速時(shí)，均可穩(wěn)定準(zhǔn)確地檢測到速度信號。同理，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號亦可采取類似方法進(jìn)行處理(在此不再贅述)。