專利名稱：一種基于arm11的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于數(shù)據(jù)采集與處理領(lǐng)域，涉及一種車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，特別 涉及一種基于ARMll的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般是采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)雖然具有控制簡單、體積 小和價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但它只能從事低速率、低精度的采集任務(wù)，無法搭載多任務(wù)實(shí)時性強(qiáng) 的操作系統(tǒng)，這使得數(shù)據(jù)存儲和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)困難，增加了多任務(wù)應(yīng)用的復(fù)雜度，不能 夠滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的需求。目前的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正向強(qiáng)實(shí)時、多參數(shù)、高精度的方向發(fā)展；數(shù)據(jù)存儲部分向大 容量、微型化、便攜式的方向發(fā)展；數(shù)據(jù)傳輸部分向多通信方式、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较虬l(fā) 展。而ARM處理器作為嵌入式系統(tǒng)的主流處理器，處理能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性好，已逐漸取代了 單片機(jī)控制技術(shù)。車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)對于車輛稱重儀表、車輛姿態(tài)測量及其他車載傳感器數(shù) 據(jù)的采集與處理有著非常重要的意義。它的主要優(yōu)點(diǎn)是第一，車載傳感器數(shù)據(jù)實(shí)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(tài)信息及其裝載物品的信息；第二，能夠 遠(yuǎn)程傳輸車輛狀態(tài)信息，在車輛或貨物發(fā)生異常時發(fā)出警示信息。工業(yè)級ARMll處理器具有支持高速數(shù)據(jù)處理、支持大容量存儲器接口以及支持多 種通訊方式擴(kuò)展的特點(diǎn)，隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，ARMll處理器在數(shù)據(jù)處理和傳輸方面的優(yōu) 勢逐步體現(xiàn)，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(diǎn)，能滿足特殊領(lǐng)域?qū)τ诓蓸泳群退俾实囊?。因此在現(xiàn)階段，研究一種基于工業(yè)級 ARMll處理器和AD采樣模塊的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，對于車輛行駛過程中的安全隱患 早發(fā)現(xiàn)早處理是有現(xiàn)實(shí)意義的。
發(fā)明內(nèi)容針對車輛在途信息采集與處理中的問題，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于 ARMll的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠采集和處理各車載傳感器模擬信號，并可實(shí) 現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場存儲和向遠(yuǎn)程終端傳輸，克服了傳統(tǒng)的基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)只能從事低 速率、低精度的采集任務(wù)，數(shù)據(jù)存儲和遠(yuǎn)程傳輸實(shí)現(xiàn)困難的缺陷。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)解決方案一種基于ARMll的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，由以下模塊組成數(shù)據(jù)采集模塊用來實(shí)時采集車輛行駛過程中各車載傳感器的信號數(shù)據(jù)，并將采 集的數(shù)據(jù)實(shí)時傳送到數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)存儲模塊用來存儲數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的信息；顯示模塊用來顯示數(shù)據(jù)處理模塊處理的結(jié)果；鍵盤用來根據(jù)用戶輸入的命令向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送不同的控制指令；[0013]微型打印機(jī)用來對數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)及用戶需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場打?。籊PRS通信模塊用來接收用戶遠(yuǎn)程發(fā)來的數(shù)據(jù)上傳命令并對數(shù)據(jù)處理模塊處理 后的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸；數(shù)據(jù)處理模塊用于將數(shù)據(jù)采集的模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)存入到存儲模塊中，并對接 收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后輸出到顯示模塊；車載電源為系統(tǒng)提供電源；所述數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、鍵盤、微型打印機(jī)、GPRS通信模塊和 車載電源分別連接到數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊為微功耗8通道24位高精度的A/D轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)處理模塊為工業(yè)級的ARMl處理器PXA270芯片。所述數(shù)據(jù)處理模塊通過串口通信電路與GPRS模塊相連接。所述數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路與數(shù)字處理模塊相連接。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)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(dá)624MHz。作為一款性能極其強(qiáng)勁的嵌入 式處理器，配合嵌入式Linux或Wince操作系統(tǒng)。2、數(shù)據(jù)采集模塊采用微功耗8通道M位高精度的A/D轉(zhuǎn)換芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)多路傳 感器信號的模數(shù)轉(zhuǎn)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(tǒng)集成現(xiàn)場打印功能，利用微型打印機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的現(xiàn)場報表打 印。4、對系統(tǒng)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(wěn)定性，能夠達(dá)到GB/T 21437. 2-2008/IS0 7637-2:2004《道路車輛由傳導(dǎo)和耦合引起的電 騷擾第2部分沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)》標(biāo)準(zhǔn)中的各項試驗要求。5、系統(tǒng)集成GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊，具備數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上傳功能，可根據(jù)用戶的需要或者 遠(yuǎn)程終端發(fā)來的數(shù)據(jù)傳送指令進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳。通過GPRS將數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程發(fā)送，提高了數(shù)據(jù) 采集與處理的效率。6、該系統(tǒng)輕小、便攜和低功耗，適合車輛駕駛室的安裝環(huán)境。本實(shí)用新型將嵌入式技術(shù)應(yīng)用到車載系統(tǒng)中，能夠?qū)崟r地對在途車輛的狀態(tài)信息 及裝載貨物的相關(guān)信息進(jìn)行采集處理，對經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)做出評價判定，實(shí)現(xiàn)了安全隱患 早發(fā)現(xiàn)早處理。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的工作流程圖。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的解釋說明。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的基于ARMll的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)由以下模塊組 成數(shù)據(jù)采集模塊采用微功耗8通道M位高精度的A/D轉(zhuǎn)換芯片。用來實(shí)時采集車 輛行駛過程中各車載傳感器的信號數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時傳送到數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)存儲模塊采用SD卡。用來存儲數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的信息；顯示模塊采用LED液晶顯示屏。用來顯示數(shù)據(jù)處理模塊處理的結(jié)果；鍵盤用來根據(jù)用戶輸入的命令向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送不同的控制指令；微型打印機(jī)用來對數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)及用戶需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場打印；GPRS通信模塊用來接收用戶遠(yuǎn)程發(fā)來的數(shù)據(jù)上傳命令并對數(shù)據(jù)處理模塊處理 后的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸；數(shù)據(jù)處理模塊工業(yè)級的ARMll處理器PXA270芯片。用于將數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的 數(shù)據(jù)存入到存儲模塊中，并對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后輸出到顯示模塊；車載電源為系統(tǒng)提供電源；所述數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、鍵盤、微型打印機(jī)、GPRS通信模塊和 車載電源分別連接到數(shù)據(jù)處理模塊；所述數(shù)據(jù)處理模塊通過串口通信電路與GPRS模塊相連接，實(shí)現(xiàn)各車載傳感器與 數(shù)據(jù)處理模塊的數(shù)據(jù)通信；所述數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路與數(shù)字處理模塊相連接。另外，本系統(tǒng)可以加入防火防盜及抗沖擊措施。本系統(tǒng)采用支架方式固定在車輛 駕駛室內(nèi)。參見圖2，在實(shí)際使用過程中，本實(shí)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(tǒng)初始化，各車載傳感器開始工作。數(shù)據(jù)采集 模塊實(shí)時采集各車載傳感器數(shù)據(jù)，這些車載傳感器數(shù)據(jù)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(tài)參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)字 模擬轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，然后將數(shù)字信號發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊對接 收到的數(shù)字信號進(jìn)行處理后輸出到顯示模塊，同時存放于數(shù)據(jù)存儲模塊；車輛駕駛員根據(jù) 需要利用鍵盤控制操作，鍵盤將接收到的指令數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊實(shí) 時判斷接收到的指令數(shù)據(jù)，并對接收到的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，實(shí)時控制數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對各 車載傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并實(shí)時控制其他模塊，具體如下系統(tǒng)初始化后進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)度過程，也即是數(shù)據(jù)處理模塊實(shí)時判斷接收到的鍵盤指 令數(shù)據(jù)并執(zhí)行按鍵判斷是，則進(jìn)入步驟A ；否則返回系統(tǒng)調(diào)度，繼續(xù)判斷；采樣判斷是，則進(jìn)入步驟B ；否則返回系統(tǒng)調(diào)度，繼續(xù)判斷；結(jié)束作業(yè)判斷是，則進(jìn)入步驟C ；否則返回系統(tǒng)調(diào)度，繼續(xù)判斷；打印判斷是，則進(jìn)入步驟D ；否則返回系統(tǒng)調(diào)度，繼續(xù)判斷；系統(tǒng)出錯判斷是，則進(jìn)入步驟E ；否則返回系統(tǒng)調(diào)度，繼續(xù)判斷；步驟A 數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行按鍵處理，即更新全局變量并存儲系統(tǒng)變量，顯示模塊 顯示結(jié)果；
5[0057]步驟B 初始化數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊采集數(shù)據(jù)后發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù) 據(jù)處理模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果發(fā)送到顯示模塊顯示；步驟C 數(shù)據(jù)處理模塊初始化文件系統(tǒng)，然后創(chuàng)建保存文件，通過串口通信電路和 GPRS模塊通信，從而遠(yuǎn)程發(fā)送文件數(shù)據(jù)，最后置位等待下回操作，并將文件數(shù)據(jù)用顯示模塊顯不。步驟D 打印機(jī)初始化，數(shù)據(jù)處理模塊從數(shù)據(jù)存儲模塊中讀取并處理需要打印的 內(nèi)容，然后將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到串口通信電路，最后置位等待下回操作，并將上傳的結(jié)果 用顯示模塊顯示。步驟E 數(shù)據(jù)處理模塊讀取出錯數(shù)據(jù)，并進(jìn)行錯誤處理，如果處理成功，則從數(shù)據(jù) 存儲模塊中消除出錯數(shù)據(jù)，否則進(jìn)行系統(tǒng)重啟；然后系統(tǒng)初始化；重新進(jìn)入系統(tǒng)調(diào)度階段。為了保證采集數(shù)據(jù)的安全性，可以利用數(shù)據(jù)處理模塊將數(shù)據(jù)加密后再發(fā)送到數(shù)據(jù) 存儲模塊。同時，數(shù)據(jù)存儲模塊的數(shù)據(jù)可以由遠(yuǎn)程發(fā)送的控制命令而進(jìn)行清空處理，以保證 采集數(shù)據(jù)的保密性。利用數(shù)據(jù)存儲模塊將該系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)下載到本地的計算機(jī)中，再由相關(guān)處理軟 件進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫、分析處理，可實(shí)現(xiàn)車輛的離線狀態(tài)判定，尤其是在車輛發(fā)生事故時，可 分析車輛故障的原因，并對相關(guān)現(xiàn)場信息進(jìn)行回放恢復(fù)處理，從而為事故鑒定者提供科學(xué) 的判定依據(jù)。本實(shí)用新型存儲容量大，實(shí)時記錄，數(shù)據(jù)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(huán)境。
權(quán)利要求1.一種基于ARMll的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于，由以下模塊組成 數(shù)據(jù)采集模塊用來實(shí)時采集車輛行駛過程中各車載傳感器的信號數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時傳送到數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)存儲模塊用來存儲數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的信息； 顯示模塊用來顯示數(shù)據(jù)處理模塊處理的結(jié)果； 鍵盤用來根據(jù)用戶輸入的命令向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送不同的控制指令； 微型打印機(jī)用來對數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)及用戶需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場打印； GPRS通信模塊用來接收用戶遠(yuǎn)程發(fā)來的數(shù)據(jù)上傳命令并對數(shù)據(jù)處理模塊處理后的 數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸；數(shù)據(jù)處理模塊用于將數(shù)據(jù)采集的模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)存入到存儲模塊中，并對接收到的 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后輸出到顯示模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、鍵盤、微型打印機(jī)和GPRS通信模塊分別 連接到數(shù)據(jù)處理模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的基于ARMll的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù) 采集模塊為微功耗8通道M位高精度的A/D轉(zhuǎn)換芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的基于ARMll的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲 模塊采用SD卡。
4.如權(quán)利要求1所述的基于ARMll的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示 模塊采用LED液晶顯示屏。
5.如權(quán)利要求1所述的基于ARMll的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù) 處理模塊為工業(yè)級的ARMll處理器PXA270芯片。
6.如權(quán)利要求1所述的基于ARMll的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù) 處理模塊通過串口通信電路與GPRS模塊相連接。
7.如權(quán)利要求1所述的基于ARMll的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù) 采集模塊通過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路與數(shù)字處理模塊相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于ARM11的車載數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其特征在于，由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、鍵盤、微型打印機(jī)、GPRS通信模塊和數(shù)據(jù)處理模塊組成，所述數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、顯示模塊、鍵盤、微型打印機(jī)和GPRS通信模塊分別連接到數(shù)據(jù)處理模塊；本實(shí)用新型能夠通過GPRS通信模塊接收遠(yuǎn)程終端發(fā)送的命令信息或在特定時間約束條件下向后臺遠(yuǎn)程上位機(jī)傳送采集到的數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)車輛在途實(shí)時數(shù)據(jù)采集、處理、存儲及傳輸功能，具有便攜性好、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)和數(shù)據(jù)處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。
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(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者余騰, 史昕, 惠飛, 楊瀾, 趙祥模, 雷濤 申請人:長安大學(xué)