專利名稱：汽車安全警示記錄儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是對汽車行駛數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)視、語音速度警示和行駛數(shù)據(jù)記錄的儀器，汽車安全警示記錄儀(汽車黑匣子)及其初始設定、語言警示和PDA解讀方法，適于在機動車上安裝使用。
2、專用數(shù)據(jù)采集器體積大、功能簡單，采集數(shù)據(jù)時需要連接電纜，IC卡不能現(xiàn)場解讀數(shù)據(jù)內(nèi)容，接觸式卡座易受污染而產(chǎn)生接觸不良。
3、一般黑匣子功能側(cè)重于數(shù)據(jù)記錄，沒有警示功能或只對固定的某個速度有超速警告燈或蜂鳴器警告，事故預防的能力較弱。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于針對上述不足之處提供一種新型的汽車安全警示記錄儀(汽車黑匣子)及其初始設定、語音警示和PDA解讀方法，采用速度自適應技術可一次完成初始設定，其系統(tǒng)中配套的數(shù)據(jù)采集器顯示器體積小、功能多，可進行紅外數(shù)據(jù)通信，能采集多種數(shù)據(jù)，能現(xiàn)場解讀數(shù)據(jù)內(nèi)容，可在高速行駛時對各速度段發(fā)出語音警示，有事故預防功能。
汽車安全警示記錄儀是采取以下方案實現(xiàn)的汽車安全警示記錄儀結(jié)構(gòu)具有黑匣子主機、帶有紅外接口的掌上電腦PDA(數(shù)據(jù)采集顯示器)。黑匣子主機包括中央處理器CPU、存儲器、行駛數(shù)據(jù)信號接口、紅外接口、串行接口、語音輸出電路、時鐘電路。行駛數(shù)據(jù)信號接口包括速度信號接口、制動信號接口。存儲器包括串行EEPROM、并行EEPROM、RAM。紅外接口包括紅外數(shù)據(jù)譯碼器、雙向紅外通信口。語音輸出電路包括語言芯片、內(nèi)置或外接揚聲器。速度信號接口和制動信號接口與中央處理器CPU相連接，串行EEPROM與時鐘電路經(jīng)串行總線與中央處理器CPU相連接，RAM、并行EEPROM和語音電路由并行總線經(jīng)鎖存器、地址譯碼器與中央處理器CPU相連接。雙向紅外通信口、紅外數(shù)據(jù)譯碼器和串行雙向通信接口與中央處理器CPU相連接，揚聲器與語音電路相連接。按鍵與中央處理器CPU相連。
在讀取黑匣子數(shù)據(jù)時，帶有紅外接口的掌上電腦PDA通過紅外通信接口或串行雙向通信接口連接黑匣子主機進行數(shù)據(jù)通信。
工作原理汽車的行駛數(shù)據(jù)信號經(jīng)信號接口進入CPU，時鐘芯片提供的日期、時間數(shù)據(jù)也進入CPU，CPU對上述信號和數(shù)據(jù)進行綜合處理，得出汽車行駛的綜合數(shù)據(jù)(行駛?cè)掌?、時間，停駛?cè)掌?、時間，速度、制動、行駛里程等)存入串行EEPROM和并行EEPROM，關閉電源后，EEPROM中的數(shù)據(jù)不會丟失。
當EEPROM中數(shù)據(jù)存滿時，新數(shù)據(jù)會擠掉舊數(shù)據(jù)的空間，即始終存有行車的最新數(shù)據(jù)。由于并行EEPROM的容量比較大，可以存儲相當長一段日期的行駛數(shù)據(jù)。
串行EEPROM用來存儲臨時數(shù)據(jù)和對重要數(shù)據(jù)進行備份，以提高數(shù)據(jù)記錄的可靠性，RAM用于對CPU內(nèi)部RAM的補充。
電源監(jiān)測看門狗對CPU工作電源和程序運行狀態(tài)進行監(jiān)測，當出現(xiàn)電源電壓異?；虺绦蚺茱w時，強制CPU回到正常工作狀態(tài)。
鎖存器和地址譯碼器配合，按CPU指令選擇控制并行總線上連接的RAM、并行EEPROM或語音輸出電路的工作。
語音輸出電路中存有“速度超過XX公里”等各速度段的語音警示信號，當出現(xiàn)超速時，按CPU指令取出相應速度段的語音信號，送至揚聲器發(fā)出警示聲音。
需要解讀黑匣子中存儲的行駛數(shù)據(jù)時，用PDA向黑匣子發(fā)出紅外指令信號，黑匣子中紅外雙向通信口收到紅外信號，送到紅外數(shù)據(jù)譯碼器處理，變成CPU可以識別的數(shù)據(jù)指令，CPU即按指令要求的內(nèi)容從EEPROM中取出相應的記錄，通過紅外數(shù)據(jù)譯碼器處理，變成適合雙向紅外通信口的數(shù)據(jù)格式，經(jīng)雙向紅外通信口變成紅外信號發(fā)送到PDA。
PDA收到數(shù)據(jù)后保存在內(nèi)部EEPROM中，專用系統(tǒng)軟件可對其進行存儲、通信、顯示、刪除等項操作。
PDA中記錄的數(shù)據(jù)可經(jīng)串行接口送到微機，黑匣子中記錄的數(shù)據(jù)也可經(jīng)串行口直接送到微機，由微機數(shù)據(jù)庫進行管理。
汽車安全警示記錄儀初始設定、語音警示和PDA解讀方法1、采用速度自適應技術，通過對汽車(機動車)規(guī)定的某一實際速度進行一次采樣、自動計算后得到汽車的速度系數(shù)，可用于對已知或未知速度系數(shù)的車輛進行速度系數(shù)的初始設定，具體為(1)汽車行駛至一定速度；(2)按下黑匣子設定按鍵完成設定；(3)黑匣子中的中央處理器CPU對設定時的速度脈沖進行采樣，自動計算后得到該車的速度系數(shù)，并保存在EEPROM中；2、汽車正常行駛時，中央處理器CPU依據(jù)該速度系數(shù)可以計算出汽車實際行駛中的任意行駛速度，CPU同時對速度和時鐘芯片提供的日期、時間數(shù)據(jù)進行處理，將行駛數(shù)據(jù)包括日期、時間、速度、里程等，均記錄在并行EEPROM中，黑匣子對行駛狀態(tài)進行實時監(jiān)視，外接RAM用于補充中央處理器CPU內(nèi)部RAM數(shù)量的不足，串行EEPROM用于存儲臨時記錄和備份重要數(shù)據(jù)，以提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄的可靠性；3、黑匣子對行駛速度進行實時監(jiān)測，當汽車行駛速度超過規(guī)定值時，黑匣子自動發(fā)出各速度段的語音警示，提醒駕駛員不要超速行駛；4、使用帶有紅外接口的掌上電腦PDA作為數(shù)據(jù)采集顯示器，在掌上電腦PDA中寫入專用系統(tǒng)程序，使PDA能夠與黑匣子進行通信，并能夠按需要顯示從黑匣子中取出的數(shù)據(jù)，從而使PDA改裝成為專用的數(shù)據(jù)采集顯示器。
黑匣子可以通過串行接口或紅外接口與掌上電腦PDA進行數(shù)據(jù)通信。進行紅外通信時，紅外數(shù)據(jù)譯碼器對發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)進行處理，使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號特征符合PDA紅外傳輸?shù)囊螅瑢崿F(xiàn)黑匣子與PDA之間的無線數(shù)據(jù)傳輸。
本實用新型的優(yōu)點1、采用速度自適應技術后，可以方便地對任意型號車輛進行速度系數(shù)的初始設定，不必預先知道車輛的速度系數(shù)，不必對新車型進行速度系數(shù)的反復跑車試驗，可以一次完成初始設定，大大簡化了黑匣子的安裝程序，有利黑匣子產(chǎn)品的實際推廣。
2、黑匣子與PDA之間實現(xiàn)了紅外數(shù)據(jù)雙向通信，不需要連接通信電纜，不需要插卡，不存在接觸不良的問題，操作方便、通信可靠。
3、可充分利用PDA本身所具備的強大功能如大容量存儲空間、高分辯率液晶顯示、筆觸式菜單界面、手寫中文輸入、中英文詞典、電話簿、記事本……等多項功能，使整個黑匣子系統(tǒng)體現(xiàn)出高科技產(chǎn)品的技術優(yōu)勢。
4、高速行駛時，黑匣子自動發(fā)出各速度段的語音警示，使駕駛員不必頻繁注視儀表盤即可知道自己的行車速度，既可保證駕駛員集中精力于前方路面，又可提醒駕駛員不要超速行駛，達到預防事故的目的。
圖1是汽車安全警示記錄儀的電原理框圖。
中央處理器CPU采用51系列如89C52或其它系列單片機；串行接口采用標準RS232串行雙向通信接口；串行EEPROM采用24系列或25、93系列可電擦除、改寫的串行EEPROM；并行EEPROM采用29系列可電擦除、改寫的并行EEPROM；時鐘電路采用能提供年、月、日、時、分、秒的串行時鐘芯片；電源監(jiān)測看門狗用MAX813等具有電源監(jiān)測功能和看門狗功能的芯片；紅外數(shù)據(jù)譯碼器單獨使用一片89C2051或其它型號的單片機；雙向紅外通信口采用與PDA一致的紅外發(fā)射和接收芯片；語音電路采用帶有功率輸出的多段語音OTP結(jié)構(gòu)的芯片；鎖存器采用74HC573或373通用8位鎖存器；地址譯碼器采用2-4或3-8譯碼器。
在黑匣子中裝置了紅外接口，該紅外接口帶有能兼容PDA紅外數(shù)據(jù)特征的紅外數(shù)據(jù)譯碼器，使黑匣子具備了與PDA進行紅外數(shù)據(jù)通信的功能。
汽車安全警示記錄儀初始設定、語音警示和PDA解讀方法黑匣子經(jīng)過信號接口電路接受汽車行駛數(shù)據(jù)信號，當符合初始設定的條件時(黑匣子處于設定狀態(tài)、汽車行駛速度為60km/h或某一規(guī)定速度)撳下按鍵，即完成初始設定。黑匣子對設定時采集的數(shù)據(jù)進行計算得到該汽車的速度系數(shù)并保存在EEPROM中，依據(jù)該速度系數(shù)可計算出汽車實際行駛中任意速度。汽車正常行駛時，黑匣子對行駛狀態(tài)進行實時監(jiān)視，行駛數(shù)據(jù)(如日期、時間、速度、里程等)均記錄在并行EEPROM中，外接RAM用于補充CPU內(nèi)部RAM數(shù)量的不足，串行EEPROM用于存儲臨時記錄和備份重要數(shù)據(jù)，以提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄的可靠性，行駛速度超過規(guī)定值時，黑匣子自動發(fā)出各速度段的語音警示，提醒駕駛員不要超速行駛。
黑匣子可以通過串行接口或紅外接口與PDA進行數(shù)據(jù)通信，PDA作為數(shù)據(jù)采集顯示器。進行紅外通信時，紅外數(shù)據(jù)譯碼器對發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)進行雙向處理，使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號的特征符合PDA紅外傳輸?shù)囊?，實現(xiàn)黑匣子與PDA之間的無線數(shù)據(jù)傳輸。在PDA中寫入專用系統(tǒng)程序，使PDA能夠與黑匣子進行通信，并能按需要顯示黑匣子中取出的數(shù)據(jù)。掌上電腦PDA中存儲的汽車行駛數(shù)據(jù)可通過串行通信傳到微機(計算機)，由微機數(shù)據(jù)庫管理。黑匣子中汽車行駛數(shù)據(jù)也可直接傳到微機，由微機顯示、管理。
權利要求1.一種汽車安全警示記錄儀，其特征在于結(jié)構(gòu)具有黑匣子主機、帶有紅外接口的掌上電腦PDA，黑匣子主機包括中央處理器CPU、存儲器、行駛數(shù)據(jù)信號接口、紅外接口、串行接口、語音輸出電路、時鐘電路；行駛數(shù)據(jù)信號接口包速度信號接口、制動信號接口；存儲器包括串行EEPROM、并行EEPROM、RAM；紅外接口包括紅外數(shù)據(jù)譯碼器、雙向紅外通信口；語音輸出電路包括語言芯片、內(nèi)置或外接揚聲器。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽車安全警示記錄儀，其特征在于速度信號接口和制動信號接口與中央處理器CPU相連接，串行EEPROM與時鐘電路經(jīng)串行總線與中央處理器CPU相連接，RAM、并行EEPROM和語音電路由并行總線經(jīng)鎖存器、地址譯碼器與中央處理器CPU相連接；雙向紅外通信口、紅外數(shù)據(jù)譯碼器和串行雙向通信接口與中央處理器CPU相連接，揚聲器與語音電路相連接；按鍵與中央處理器CPU相連；在讀取黑匣子數(shù)據(jù)時，帶有紅外接口的掌上電腦PDA通過紅外通信接口或串行雙向通信接口與黑匣子進行數(shù)據(jù)通信。
專利摘要本實用新型汽車安全警示記錄儀及其初始測定、語音警示和PDA解讀方法，適于在機動車上安裝使用。結(jié)構(gòu)具有黑匣子主機、帶有紅外接口的掌上電腦PDA。黑匣子主機包括中央處理器CPU、存儲器、行駛數(shù)據(jù)信號接口、紅外接口、串行接口、語音輸出電路、時鐘電路。速度信號接口和制動信號接口、雙向紅外通信口、串行雙向通信接口與中央處理器CPU相連接；串行EEPROM與時鐘電路經(jīng)串行總線與中央處理器相連；RAM、并行EEPROM和語音電路由并行總線經(jīng)鎖存器、地址譯碼器與中央處理器CPU相連；揚聲器與語音電路相連接；在讀取黑匣子數(shù)據(jù)時，帶有紅外接口的掌上電腦PDA通過紅外通信接口或串行雙向通信接口與黑匣子進行數(shù)據(jù)通信。
文檔編號B60R99/00GK2589291SQ0229304
公開日2003年12月3日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權日2002年12月27日
發(fā)明者史建軍 申請人:昆山飛達科技發(fā)展有限公司