專利名稱：汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車駕駛狀態(tài)參數(shù)測(cè)錄儀器，用于連續(xù)檢測(cè)并記錄汽車運(yùn)行中的各種狀態(tài)參數(shù)，可供分析、判斷汽車運(yùn)行狀態(tài)及駕駛員操作情況。
采用汽車駕駛狀態(tài)測(cè)錄儀是現(xiàn)代化交通管理的重要措施之一，測(cè)錄儀可連續(xù)檢測(cè)并記錄汽車運(yùn)行狀態(tài)信息，并將檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)在記錄器中，當(dāng)車輛發(fā)生交通事故或交通管理人員需要時(shí)，可將所存儲(chǔ)的信息打印或顯示出來(lái)，從這些信息中可直觀、真實(shí)地反映汽車運(yùn)行狀態(tài)及駕駛員的操作情況，對(duì)維護(hù)交通安全、約束駕駛員的行為以及加強(qiáng)交通管理的科學(xué)性、公正性有重要意義。
現(xiàn)在的汽車駕駛狀態(tài)測(cè)錄儀主要包括傳感器、微處理計(jì)算機(jī)和打印、顯示接口，利用微處理計(jì)算機(jī)完成隨機(jī)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和打印、顯示。由于數(shù)字信號(hào)極易受各種強(qiáng)、弱電磁信號(hào)、電源的干擾，又由于公路行駛環(huán)境條件上的差異，為確保所采集的信號(hào)或存儲(chǔ)的信號(hào)真實(shí)、正確、不失真，要求測(cè)錄儀具有高可靠性及相對(duì)高的信號(hào)采集速度。目前國(guó)內(nèi)一般的汽車駕駛狀態(tài)測(cè)錄儀約30秒采集一次信號(hào)，最快的是每1秒采集一次，此外還有采集數(shù)據(jù)種類少、功能相對(duì)少的缺點(diǎn)，因而遠(yuǎn)不能適應(yīng)許多特殊交通異常情況的檢測(cè)記錄，不利于交通管理及事故分析。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀，在調(diào)查研究和分析汽車工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，針對(duì)我國(guó)公路現(xiàn)狀及市場(chǎng)已有的汽車駕駛狀態(tài)測(cè)錄器的種種不足，使本汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀有良好的抗干擾能力和高可靠性，且采集信號(hào)速度快、功能多。
本實(shí)用新型的汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀，包括順序連接的數(shù)據(jù)測(cè)錄通訊裝置、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和打印、顯示接口，所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括通過(guò)總線連接的中央處理單元、存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)鎖存器，其特征在于所述的數(shù)據(jù)測(cè)錄通訊裝置由速度傳感器和數(shù)據(jù)通訊接口構(gòu)成，速度傳感器插置在汽車車速里程表軸與軟軸間；所述的數(shù)據(jù)通訊接口由光電耦合器組和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成；所述的光電耦合器組中各光電耦合器的輸入分別連接汽車分線匣的喇叭、霧燈、剎車、右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)、近光、小燈、遠(yuǎn)燈、右燈及左燈的開(kāi)關(guān)量參數(shù)輸出端，各光電耦合器輸出及所述的速度傳感器輸出通過(guò)所述的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器接所述中央處理單元各輸入端。
所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包括有掉電保護(hù)自動(dòng)復(fù)位電路，由鋰電池及其充電電路、集成可編程電路和微處理器監(jiān)測(cè)電路連接構(gòu)成；鋰電池及其充電電路輸出接微處理器監(jiān)測(cè)電路電源端，微處理器監(jiān)測(cè)電路的掉電保護(hù)信號(hào)輸出端接所述存儲(chǔ)器的片選端，控制存儲(chǔ)器處于靜止?fàn)顟B(tài)，微處理器監(jiān)測(cè)電路的復(fù)位控制信號(hào)端分別接中央處理單元及集成可編程電路的復(fù)位端，中央處理單元及集成可編程電路分別有輸出端接微處理器監(jiān)測(cè)電路的控制端。
所述的速度傳感器包括外殼和設(shè)置在外殼內(nèi)的銅軸、霍爾元件及依序套置在銅軸上的下軸承、下傳感片、磁鐵、上傳感片、螺帽、上軸承；所述的上、下傳感片周緣有間隔分布的凸緣，所述的霍爾元件設(shè)置在磁鐵側(cè)且可與上、下傳感片的凸緣處上、下對(duì)應(yīng)。
所述的霍爾元件是集成化的霍爾開(kāi)關(guān)傳感器。
本實(shí)用新型的汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀，由速度傳感器接收并向中央處理單元輸送汽車運(yùn)行時(shí)的速度參數(shù)，由汽車分線匣獲取的喇叭、左右轉(zhuǎn)、左右燈等十種開(kāi)關(guān)量動(dòng)態(tài)參數(shù)也同時(shí)送中央處理單元，中央處理單元連續(xù)不斷地檢測(cè)并循環(huán)實(shí)時(shí)記錄汽車在運(yùn)行中的各種狀態(tài)參數(shù)，檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，通過(guò)打印、顯示接口在打印機(jī)、顯示器上顯示。通過(guò)軟件編程及硬件設(shè)置，本汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀的數(shù)據(jù)采集速率可達(dá)0.5秒/次，可顯示出停車前10分鐘內(nèi)的最大速度值，可打印出停車(或事故)前三分鐘內(nèi)的速度--時(shí)間曲線；停車(或事故)前一分半鐘內(nèi)喇叭、大燈、小燈、左右轉(zhuǎn)彎、剎車、霧燈等在每0.5秒時(shí)的狀態(tài)；停車前15小時(shí)內(nèi)每分種最大速度--時(shí)間曲線。通過(guò)設(shè)置掉電保護(hù)自動(dòng)復(fù)位電路，使存儲(chǔ)的信息在掉電720小時(shí)內(nèi)不會(huì)丟失。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)。


圖1、本汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀與汽車電器連接示意圖圖2、汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀實(shí)施電路圖一圖3、汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀實(shí)施電路圖二圖4、車速傳感器外形結(jié)構(gòu)示意圖圖5、車速傳感器縱向半剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖6、車速傳感器傳感片平面結(jié)構(gòu)示意圖參見(jiàn)圖1，圖中10為汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀，20為專用打印機(jī)，30為顯示器，60為車速傳感器，70為車速里程表，71為軟軸，50為汽車電源(12v)，向測(cè)錄儀10及向傳感器60(S1、S2)供電，40為汽車分線匣。車速傳感器60將車速信號(hào)經(jīng)S3送測(cè)錄儀10，汽車分線匣40的喇叭LB、霧燈FW、剎車SC、右轉(zhuǎn)YZ、左轉(zhuǎn)ZZ、近光JG、小燈XD、遠(yuǎn)光YG、右燈YD及左燈ZD十個(gè)汽車狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)導(dǎo)線傳送給測(cè)錄儀10，實(shí)施時(shí)可采用專用航空插座采集信號(hào)。專用打印機(jī)20及顯示器30與測(cè)錄儀10的打印、顯示接口連接。從汽車的車速里程表上取下軟軸71，將車速傳感器60插置在車速里程表軸與軟軸之間，就可接收車速信號(hào)。
參見(jiàn)圖2、圖3，圖2中右側(cè)線與圖3中左側(cè)線對(duì)應(yīng)連接，構(gòu)成汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀的實(shí)施電路。
微處理器U1(89C52，帶內(nèi)部程序存儲(chǔ)器)、數(shù)據(jù)鎖存器U4(74LS373)和靜態(tài)存儲(chǔ)器U5(6264)通過(guò)總線連接構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，光電耦合器U11、U12、U9、U10(TLP521)分別接收、轉(zhuǎn)換霧燈FW、剎車SC右轉(zhuǎn)YZ、右燈YD、左轉(zhuǎn)ZZ、左燈ZD、近光JG、小燈XD、遠(yuǎn)光YG及喇叭LB的狀態(tài)信號(hào)，反相器U8(LS04)及雙向數(shù)據(jù)傳送器U6(LS245)構(gòu)成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，將各種汽車狀態(tài)參數(shù)送微處理器U1?？删幊唐骷2(GAL16V8)、微處理器監(jiān)測(cè)電路U3(MAX691)、鋰電池E及由穩(wěn)壓器件U13(7805)、二極管D1、D2等連接構(gòu)成掉電保護(hù)自動(dòng)復(fù)位電路，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器U7(LS377)構(gòu)成打印、顯示接口。圖1中U8的一個(gè)輸入端1與車速傳感器S3連接。
由電容C12、C13、晶振JZ組成的時(shí)鐘發(fā)生電路向U1(18、19腳)提供時(shí)鐘信號(hào)。需要采集的汽車狀態(tài)數(shù)據(jù)FW、SC、YZ、ZZ、JG、XD、YG、LB、YD、ZD由汽車分線匣輸入后，經(jīng)光電耦合器U11、U12、U9、U10采樣為有效信號(hào)，其中FW、SC信號(hào)經(jīng)反相器U8(13、3腳)送U1的1、3腳，其余8個(gè)信號(hào)經(jīng)雙向數(shù)據(jù)傳送器U6送U1的32至39腳。由速度傳感器采集的電平信號(hào)S3也經(jīng)反相器U8送U1的12或14或15腳。
中央處理單元(CPU)U1對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，結(jié)果送存儲(chǔ)器U5或打印、顯示接口U7。U1的讀、寫(16、17腳)控制信號(hào)分別送存儲(chǔ)器U5的WE(27腳)及OE(22腳)，對(duì)存儲(chǔ)器U5進(jìn)行數(shù)據(jù)讀、寫控制。
存儲(chǔ)器U5的20、26(CE1、CE2)腳為片選控制端，當(dāng)其信號(hào)有效時(shí)，U5的11-19腳為數(shù)據(jù)輸入輸出口，3-10腳為地址A0-A7，2、21、23-25腳為地址A8-A12，分別與中央處理單元的相應(yīng)腳連接。
數(shù)據(jù)鎖存器U4，由于其1腳使能端接地，因而始終處于允許輸出狀態(tài)。其11腳與U1的30腳連接，U1的32至39腳為三態(tài)雙向口，由U1的30腳(ALE)控制傳送數(shù)據(jù)或低位地址，當(dāng)ALE為高電平時(shí)，U4將U1的地址數(shù)據(jù)送U5；當(dāng)ALE為低電平時(shí)，U4輸出端被鎖存，總線讓給U1傳送數(shù)據(jù)。
雙向數(shù)據(jù)傳送器U6用于驅(qū)動(dòng)8個(gè)汽車狀態(tài)信號(hào)，當(dāng)其1腳(DIR)為高電平時(shí)，2至9腳為輸入端，11-18腳為輸出端，19腳為允許端，受可編程器件的相應(yīng)信號(hào)輸出端控制。
輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)器U7將來(lái)自中央處理單元U1或存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器U5的信號(hào)驅(qū)動(dòng)后送打印機(jī)、顯示器，其1腳為允許端受可編程器件U2的信號(hào)控制，11腳為輸出控制端，受中央處理單元U1的寫信號(hào)WR控制，當(dāng)11腳為“1”，1腳為“0”時(shí)，U7有輸出。
可編程器件U2，由軟件編程后形成邏輯控制單元，使控制信號(hào)更靈活，并增加保密性。其2、3、4腳為控制信號(hào)輸入端，與U1的26、27、28腳連接，其11、5腳分別接入U(xiǎn)1的WR、RD信號(hào)，其8、9腳接入U(xiǎn)1的控制信號(hào)，其6腳接入微處理器監(jiān)測(cè)電路U3的復(fù)位控制信號(hào)，上述輸入控制信號(hào)的邏輯組合，產(chǎn)生如下輸出控制信號(hào)其19腳輸出時(shí)鐘脈沖信號(hào)控制U7(1腳)的數(shù)據(jù)輸出速率；其17腳輸出信號(hào)至U6的19腳控制8種汽車運(yùn)行狀態(tài)信息的采集；其18腳連接U3的13腳，通知U3立即發(fā)出掉電保護(hù)信號(hào)至U5。
微處理器監(jiān)測(cè)電路U3，其1腳與鋰電池E的充電電路連接，其2腳為電源輸出端與U5的28腳(VCC)連接，其6、12腳輸出掉電保護(hù)信號(hào)共同控制U5的片選端(20、26腳)，其11腳接入U(xiǎn)1的控制信號(hào)，其16腳輸出復(fù)位信號(hào)至U1的復(fù)位端(9腳)，其15腳發(fā)出復(fù)位控制信號(hào)至U2的6腳。
當(dāng)汽車電源工作正常時(shí)，對(duì)鋰電池E充電，此時(shí)U3的各輸入、輸出信號(hào)正常；當(dāng)汽車電源突然掉電時(shí)，由鋰電池E供電，并由6、12腳發(fā)出信號(hào)至U5的片選端，使存儲(chǔ)器U5處于禁止讀寫狀態(tài)，并由U3(1腳)對(duì)U5供電，保護(hù)存儲(chǔ)器內(nèi)數(shù)據(jù)；當(dāng)汽車電源恢復(fù)正常后，由U3的16腳發(fā)出復(fù)位信號(hào)至中央處理單元U1，使CPU自動(dòng)復(fù)位，重新工作，其他控制信號(hào)也進(jìn)入正常狀態(tài)。
本實(shí)施電路中，各集成電路的工作電源端均對(duì)地并接電容，提高線路的抗干擾能力。
參見(jiàn)圖4、圖5、圖6、，圖中1為銅軸，2為上軸承，3為螺母(兩只)，4為上傳感片，5為磁鐵，6為下傳感片，7為下軸承，8為霍爾元件，9為屏蔽線，11為傳感器殼體，12為傳感器蓋。
傳感器外殼11、12采用非導(dǎo)磁材料，磁鐵5為環(huán)形永磁體，上、下傳感片4、6采用鍍鋅鐵片。霍爾元件8是一種集成化的霍爾開(kāi)關(guān)傳感器，集磁敏霍爾效應(yīng)片和集成電路為一體，如UGN3100系列，由霍爾電勢(shì)發(fā)生器、差分放大器、電壓調(diào)節(jié)器和施密特觸發(fā)器連接構(gòu)成。處于磁場(chǎng)中的霍爾電勢(shì)發(fā)生器所產(chǎn)生的電勢(shì)經(jīng)差分放大器放大后加至斯密特觸發(fā)器，差分放大器的輸出電壓決定斯密特觸發(fā)器的工作狀態(tài)，斯密特觸發(fā)器的輸出脈沖經(jīng)反相后直接送中央處理器。車速傳感器輸出脈沖幅度為TTL電平，脈沖周期取決于汽車行駛速度。圖6中上、下傳感片4、6的周緣等間隔設(shè)置了4個(gè)凸緣，當(dāng)汽車行駛時(shí)，連接到汽車轉(zhuǎn)速里程表上的傳感器隨之同步轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)傳感器內(nèi)的永磁體及傳感片一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化，處于變化磁場(chǎng)中的霍爾器件產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)發(fā)生變化，上、下傳感片每旋轉(zhuǎn)一周，可產(chǎn)生4個(gè)脈沖信號(hào)。
本實(shí)用新型的汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀，采用光電耦合器件采集狀態(tài)信號(hào)和采用獨(dú)特結(jié)構(gòu)的車速傳感器，并在軟件編程中采取多種抗干擾措施，提高了信號(hào)采集的抗干擾能力；硬件電路中采用可編程器件及微處理器監(jiān)測(cè)電路，共同構(gòu)成掉電保護(hù)自動(dòng)復(fù)位電路，增強(qiáng)了工作可靠性及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；通過(guò)記錄車速、喇叭、燈、轉(zhuǎn)彎、剎車等多種汽車運(yùn)行動(dòng)態(tài)參數(shù)，并提高數(shù)據(jù)采集速率，從而更準(zhǔn)確、更全面、更科學(xué)地反映汽車運(yùn)行及駕駛員的操作，為公正、準(zhǔn)確地判斷事故責(zé)任提供了有力的證據(jù)，對(duì)現(xiàn)代化交通管理有積極意義。
權(quán)利要求1.一種汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀，包括順序連接的數(shù)據(jù)測(cè)錄通訊裝置、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和打印、顯示接口，所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括通過(guò)總線連接的中央處理單元、存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)鎖存器，其特征在于所述的數(shù)據(jù)測(cè)錄通訊裝置由速度傳感器和數(shù)據(jù)通訊接口構(gòu)成，速度傳感器插置在汽車車速里程表軸與軟軸間；所述的數(shù)據(jù)通訊接口由光電耦合器組和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成；所述的光電耦合器組中各光電耦合器的輸入分別連接汽車分線匣的喇叭、霧燈、剎車、右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)、近光、小燈、遠(yuǎn)燈、右燈及左燈的開(kāi)關(guān)量參數(shù)輸出端，各光電耦合器輸出及所述的速度傳感器輸出通過(guò)所述的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器接所述中央處理單元各輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包括有掉電保護(hù)自動(dòng)復(fù)位電路，由鋰電池及其充電電路、集成可編程電路和微處理器監(jiān)測(cè)電路連接構(gòu)成；鋰電池及其充電電路輸出接微處理器監(jiān)測(cè)電路電源端，微處理器監(jiān)測(cè)電路的掉電保護(hù)信號(hào)輸出端接所述存儲(chǔ)器的片選端，控制存儲(chǔ)器處于靜止?fàn)顟B(tài)，微處理器監(jiān)測(cè)電路的復(fù)位控制信號(hào)端分別接中央處理單元及集成可編程電路的復(fù)位端，中央處理單元及集成可編程電路分別有輸出端接微處理器監(jiān)測(cè)電路的控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀，其特征在于所述的速度傳感器包括外殼和設(shè)置在外殼內(nèi)的銅軸、霍爾元件及依序套置在銅軸上的下軸承、下傳感片、磁鐵、上傳感片、螺帽、上軸承；所述的上、下傳感片周緣有間隔分布的凸緣，所述的霍爾元件設(shè)置在磁鐵側(cè)且可與上、下傳感片的凸緣處上、下對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車駕駛狀態(tài)智能測(cè)錄儀，其特征在于所述的霍爾元件是集成化的霍爾開(kāi)關(guān)傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種汽車駕駛狀態(tài)參數(shù)測(cè)錄儀,包括與汽車車速里程表連接的車速傳感器,由光電耦合器組及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器連接構(gòu)成的數(shù)據(jù)通訊接口,由中央處理單元、存儲(chǔ)器、掉電保護(hù)自動(dòng)復(fù)位電路等連接構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),和打印、顯示接口電路。光電耦合器通過(guò)汽車分線匣采集左右轉(zhuǎn)、左右燈、喇叭、剎車等十種汽車動(dòng)態(tài)參數(shù),中央處理單元連續(xù)檢測(cè)并循環(huán)實(shí)時(shí)記錄,將處理運(yùn)算結(jié)果送存儲(chǔ)器儲(chǔ)存。可顯示速度,打印t－v曲線等。
文檔編號(hào)G07C5/02GK2287736SQ9720229
公開(kāi)日1998年8月12日 申請(qǐng)日期1997年3月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月6日
發(fā)明者曹榮良 申請(qǐng)人:無(wú)錫市富威電器有限公司