專利名稱：一種基于arm11的車載數據采集與處理系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于數據采集與處理領域，涉及一種車載數據采集與處理系統，特別 涉及一種基于ARMll的車載數據采集與處理系統。
背景技術：
傳統的數據采集系統一般是采用單片機來實現，單片機雖然具有控制簡單、體積 小和價格低廉等優點，但它只能從事低速率、低精度的采集任務，無法搭載多任務實時性強 的操作系統，這使得數據存儲和遠程數據傳輸實現困難，增加了多任務應用的復雜度，不能 夠滿足數據采集系統的需求。目前的數據采集系統正向強實時、多參數、高精度的方向發展；數據存儲部分向大 容量、微型化、便攜式的方向發展；數據傳輸部分向多通信方式、遠距離數據傳輸的方向發 展。而ARM處理器作為嵌入式系統的主流處理器，處理能力強，可擴展性好，已逐漸取代了 單片機控制技術。車載數據采集與處理系統對于車輛稱重儀表、車輛姿態測量及其他車載傳感器數 據的采集與處理有著非常重要的意義。它的主要優點是第一，車載傳感器數據實時采集、 處理并顯示，能夠較直觀的顯示車輛自身的某種狀態信息及其裝載物品的信息；第二，能夠 遠程傳輸車輛狀態信息，在車輛或貨物發生異常時發出警示信息。工業級ARMll處理器具有支持高速數據處理、支持大容量存儲器接口以及支持多 種通訊方式擴展的特點，隨著嵌入式技術的發展，ARMll處理器在數據處理和傳輸方面的優 勢逐步體現，可以最大程度地滿足用戶的使用需求。而AD采樣模塊具有高性能、高精度的 特點，能滿足特殊領域對于采樣精度和速率的要求。因此在現階段，研究一種基于工業級 ARMll處理器和AD采樣模塊的車載數據采集與處理系統，對于車輛行駛過程中的安全隱患 早發現早處理是有現實意義的。
發明內容針對車輛在途信息采集與處理中的問題，本實用新型的目的在于，提供一種基于 ARMll的車載數據采集與處理系統，該系統能夠采集和處理各車載傳感器模擬信號，并可實 現數據現場存儲和向遠程終端傳輸，克服了傳統的基于單片機的數據采集系統只能從事低 速率、低精度的采集任務，數據存儲和遠程傳輸實現困難的缺陷。為達到上述目的，本實用新型采用如下的技術解決方案一種基于ARMll的車載數據采集與處理系統，由以下模塊組成數據采集模塊用來實時采集車輛行駛過程中各車載傳感器的信號數據，并將采 集的數據實時傳送到數據處理模塊；數據存儲模塊用來存儲數據處理模塊發送的信息；顯示模塊用來顯示數據處理模塊處理的結果；鍵盤用來根據用戶輸入的命令向數據處理模塊發送不同的控制指令；[0013]微型打印機用來對數據采集模塊采集的數據及用戶需要的數據進行現場打印；GPRS通信模塊用來接收用戶遠程發來的數據上傳命令并對數據處理模塊處理 后的數據進行遠程傳輸；數據處理模塊用于將數據采集的模塊發送來的數據存入到存儲模塊中，并對接 收到的數據進行處理后輸出到顯示模塊；車載電源為系統提供電源；所述數據采集模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、鍵盤、微型打印機、GPRS通信模塊和 車載電源分別連接到數據處理模塊；所述數據采集模塊為微功耗8通道24位高精度的A/D轉換芯片。所述存儲模塊采用SD卡。所述顯示模塊采用LED液晶顯示屏。所述數據處理模塊為工業級的ARMl處理器PXA270芯片。所述數據處理模塊通過串口通信電路與GPRS模塊相連接。所述數據采集模塊通過數字模擬轉換電路與數字處理模塊相連接。本實用新型具有以下優點1、采用英特爾公司推出的高性能PXA270系列嵌入式處理器，PXA270系列嵌入式 處理器基于ARMv5E的fecale核心，最高頻率可達624MHz。作為一款性能極其強勁的嵌入 式處理器，配合嵌入式Linux或Wince操作系統。2、數據采集模塊采用微功耗8通道M位高精度的A/D轉換芯片，能夠實現多路傳 感器信號的模數轉化，支持各種電壓電流型傳感器輸入信號，可編程控制增益。3、系統集成現場打印功能，利用微型打印機可以實現對采集數據的現場報表打 印。4、對系統車載電源加入過流、過壓和抗電磁干擾等措施，提高了電源模塊供電的 穩定性，能夠達到GB/T 21437. 2-2008/IS0 7637-2:2004《道路車輛由傳導和耦合引起的電 騷擾第2部分沿電源線的電瞬態傳導》標準中的各項試驗要求。5、系統集成GPRS數據傳輸模塊，具備數據遠程上傳功能，可根據用戶的需要或者 遠程終端發來的數據傳送指令進行數據上傳。通過GPRS將數據進行遠程發送，提高了數據 采集與處理的效率。6、該系統輕小、便攜和低功耗，適合車輛駕駛室的安裝環境。本實用新型將嵌入式技術應用到車載系統中，能夠實時地對在途車輛的狀態信息 及裝載貨物的相關信息進行采集處理，對經過處理的數據做出評價判定，實現了安全隱患 早發現早處理。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的工作流程圖。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的解釋說明。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的基于ARMll的車載數據采集與處理系統由以下模塊組 成數據采集模塊采用微功耗8通道M位高精度的A/D轉換芯片。用來實時采集車 輛行駛過程中各車載傳感器的信號數據，并將采集的數據實時傳送到數據處理模塊；數據存儲模塊采用SD卡。用來存儲數據處理模塊發送的信息；顯示模塊采用LED液晶顯示屏。用來顯示數據處理模塊處理的結果；鍵盤用來根據用戶輸入的命令向數據處理模塊發送不同的控制指令；微型打印機用來對數據采集模塊采集的數據及用戶需要的數據進行現場打印；GPRS通信模塊用來接收用戶遠程發來的數據上傳命令并對數據處理模塊處理 后的數據進行遠程傳輸；數據處理模塊工業級的ARMll處理器PXA270芯片。用于將數據采集模塊發送的 數據存入到存儲模塊中，并對接收到的數據進行處理后輸出到顯示模塊；車載電源為系統提供電源；所述數據采集模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、鍵盤、微型打印機、GPRS通信模塊和 車載電源分別連接到數據處理模塊；所述數據處理模塊通過串口通信電路與GPRS模塊相連接，實現各車載傳感器與 數據處理模塊的數據通信；所述數據采集模塊通過數字模擬轉換電路與數字處理模塊相連接。另外，本系統可以加入防火防盜及抗沖擊措施。本系統采用支架方式固定在車輛 駕駛室內。參見圖2，在實際使用過程中，本實用新型的工作流程如下車輛開始行駛，車載電源供電，本系統初始化，各車載傳感器開始工作。數據采集 模塊實時采集各車載傳感器數據，這些車載傳感器數據包括行車過程中的車速、車體俯仰 和橫滾的角度、車輛的地理位置、車載貨物的重量等狀態參數，并將采集到的數據通過數字 模擬轉換電路轉變為數字信號，然后將數字信號發送到數據處理模塊；數據處理模塊對接 收到的數字信號進行處理后輸出到顯示模塊，同時存放于數據存儲模塊；車輛駕駛員根據 需要利用鍵盤控制操作，鍵盤將接收到的指令數據發送到數據處理模塊，數據處理模塊實 時判斷接收到的指令數據，并對接收到的指令數據進行判斷，實時控制數據采集系統對各 車載傳感器的數據進行采集，并實時控制其他模塊，具體如下系統初始化后進入系統調度過程，也即是數據處理模塊實時判斷接收到的鍵盤指 令數據并執行按鍵判斷是，則進入步驟A ；否則返回系統調度，繼續判斷；采樣判斷是，則進入步驟B ；否則返回系統調度，繼續判斷；結束作業判斷是，則進入步驟C ；否則返回系統調度，繼續判斷；打印判斷是，則進入步驟D ；否則返回系統調度，繼續判斷；系統出錯判斷是，則進入步驟E ；否則返回系統調度，繼續判斷；步驟A 數據處理模塊進行按鍵處理，即更新全局變量并存儲系統變量，顯示模塊 顯示結果；
5[0057]步驟B 初始化數據采集模塊，數據采集模塊采集數據后發送到數據處理模塊，數 據處理模塊對數據進行處理，并將處理結果發送到顯示模塊顯示；步驟C 數據處理模塊初始化文件系統，然后創建保存文件，通過串口通信電路和 GPRS模塊通信，從而遠程發送文件數據，最后置位等待下回操作，并將文件數據用顯示模塊顯不。步驟D 打印機初始化，數據處理模塊從數據存儲模塊中讀取并處理需要打印的 內容，然后將處理后的數據發送到串口通信電路，最后置位等待下回操作，并將上傳的結果 用顯示模塊顯示。步驟E 數據處理模塊讀取出錯數據，并進行錯誤處理，如果處理成功，則從數據 存儲模塊中消除出錯數據，否則進行系統重啟；然后系統初始化；重新進入系統調度階段。為了保證采集數據的安全性，可以利用數據處理模塊將數據加密后再發送到數據 存儲模塊。同時，數據存儲模塊的數據可以由遠程發送的控制命令而進行清空處理，以保證 采集數據的保密性。利用數據存儲模塊將該系統獲得的數據下載到本地的計算機中，再由相關處理軟 件進行數據的讀寫、分析處理，可實現車輛的離線狀態判定，尤其是在車輛發生事故時，可 分析車輛故障的原因，并對相關現場信息進行回放恢復處理，從而為事故鑒定者提供科學 的判定依據。本實用新型存儲容量大，實時記錄，數據不壓縮，且體積小(30*15*10 (cm))，重量 輕(不大于3KG)，非常適合車輛駕駛室的安裝環境。
權利要求1.一種基于ARMll的車載數據采集與處理系統，其特征在于，由以下模塊組成 數據采集模塊用來實時采集車輛行駛過程中各車載傳感器的信號數據，并將采集的數據實時傳送到數據處理模塊；數據存儲模塊用來存儲數據處理模塊發送的信息； 顯示模塊用來顯示數據處理模塊處理的結果； 鍵盤用來根據用戶輸入的命令向數據處理模塊發送不同的控制指令； 微型打印機用來對數據采集模塊采集的數據及用戶需要的數據進行現場打印； GPRS通信模塊用來接收用戶遠程發來的數據上傳命令并對數據處理模塊處理后的 數據進行遠程傳輸；數據處理模塊用于將數據采集的模塊發送的數據存入到存儲模塊中，并對接收到的 數據進行處理后輸出到顯示模塊；所述數據采集模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、鍵盤、微型打印機和GPRS通信模塊分別 連接到數據處理模塊。
2.如權利要求1所述的基于ARMll的車載數據采集與處理系統，其特征在于，所述數據 采集模塊為微功耗8通道M位高精度的A/D轉換芯片。
3.如權利要求1所述的基于ARMll的車載數據采集與處理系統，其特征在于，所述存儲 模塊采用SD卡。
4.如權利要求1所述的基于ARMll的車載數據采集與處理系統，其特征在于，所述顯示 模塊采用LED液晶顯示屏。
5.如權利要求1所述的基于ARMll的車載數據采集與處理系統，其特征在于，所述數據 處理模塊為工業級的ARMll處理器PXA270芯片。
6.如權利要求1所述的基于ARMll的車載數據采集與處理系統，其特征在于，所述數據 處理模塊通過串口通信電路與GPRS模塊相連接。
7.如權利要求1所述的基于ARMll的車載數據采集與處理系統，其特征在于，所述數據 采集模塊通過數字模擬轉換電路與數字處理模塊相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基于ARM11的車載數據采集與處理系統，其特征在于，由數據采集模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、鍵盤、微型打印機、GPRS通信模塊和數據處理模塊組成，所述數據采集模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、鍵盤、微型打印機和GPRS通信模塊分別連接到數據處理模塊；本實用新型能夠通過GPRS通信模塊接收遠程終端發送的命令信息或在特定時間約束條件下向后臺遠程上位機傳送采集到的數據。本實用新型能夠實現車輛在途實時數據采集、處理、存儲及傳輸功能，具有便攜性好、環境適應能力強和數據處理效率高等優點。
文檔編號G05B19/04GK201859322SQ201020593099
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月5日 優先權日2010年11月5日
發明者余騰, 史昕, 惠飛, 楊瀾, 趙祥模, 雷濤 申請人:長安大學