基于AT91SAM926的汽車記錄儀方案

車輛電環(huán)境復(fù)雜干擾多，因此采用電流型傳感器。本系統(tǒng)采用CR一606型電容式油位傳感器，當(dāng)油進(jìn) 入容器引起傳感器殼體和感應(yīng)電極之間的變化。適用于任何不導(dǎo)電的液體，油位精度高，油位液在采集小于1 inm.測(cè)量誤差小于0.1% ，標(biāo)準(zhǔn)輸出4～2O mA 的線性電流信號(hào)。經(jīng)過(guò)150 n精密電阻轉(zhuǎn)換至0.6～3 V電壓信號(hào)。通過(guò)AT91sam9260的A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量并保存。

2.9 實(shí)時(shí)時(shí)鐘

主處理器AT91sam9260雖內(nèi)置時(shí)鐘，但是當(dāng)處理器斷電后，該實(shí)時(shí)時(shí)鐘所有寄存器的內(nèi)容將全 部丟失。為此，系統(tǒng)需要外部實(shí)時(shí)時(shí)鐘。PCF8563符合這一要求，PCF8563具有掉電檢測(cè)器，當(dāng)供電電壓低于某個(gè)值時(shí)，秒寄存器中的某標(biāo)志位將置 1，指明此時(shí)實(shí)時(shí)時(shí)鐘可能會(huì)產(chǎn)生不準(zhǔn)確的時(shí)鐘/日歷信息，從而避免了記錄儀對(duì)錯(cuò)誤時(shí)間的記錄。此外，PCF8563可以工作在1~5.5 V的寬電壓范圍內(nèi)，具有體積小、外圍電路簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定性、精度高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。Linux內(nèi)核對(duì)其支持穩(wěn)定可靠，滿足本系統(tǒng)的要求。

2.10 通信接口

根據(jù)GB/T19056—2003，標(biāo)準(zhǔn)記錄儀應(yīng)至少配置2種標(biāo)準(zhǔn)接口：USB標(biāo)準(zhǔn)接口、標(biāo)準(zhǔn)RS一232型9針接口。通過(guò)RS一232串行El直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸比較容易實(shí)現(xiàn)， 可靠性高。

AT91sam9260的串行口經(jīng)電平轉(zhuǎn)換器MAX232轉(zhuǎn)換為EIMTIA一232一E電平，從而提供標(biāo)準(zhǔn)的RS一232接口。AT91sam9260支持USB主從模式，也可直接外接USB接口。

3 汽車記錄儀軟件設(shè)計(jì)

汽車記錄儀是無(wú)人控制的，在汽車開始運(yùn)行時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)，本系統(tǒng)采用Linux操作系統(tǒng)，運(yùn)行過(guò)程為：汽車上電記錄儀啟動(dòng)，開始引導(dǎo)Bootstrap、Uboot。通過(guò)Bootloader調(diào)用Lin—I1x內(nèi)核，加載yafs2文件系統(tǒng)，自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)用程序。

3.1 主程序

應(yīng)用程序采用C語(yǔ)言編寫m.主程序負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的初始化，硬件設(shè)備通過(guò)信號(hào)(軟中斷)與主程序交互數(shù)據(jù)，完成相應(yīng)的操作，主程序流程如圖4所示。

3.2 GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)記錄的數(shù)據(jù)包括行駛記錄。上電至掉電之間，每3 S保存一次時(shí)間、速度、狀態(tài)、GPS定位信息和角度：

疑點(diǎn)記錄，保存每次停車前20 S內(nèi)，每0.2 S的速度和狀態(tài)信息;斷電記錄，保存系統(tǒng)斷電時(shí)的時(shí)間;疲勞駕駛記錄，保存司機(jī)連續(xù)駕車超過(guò)4 h的起始時(shí)間。所有的記錄數(shù)據(jù)要求保存2個(gè)月，因此保存數(shù)據(jù)量大，相應(yīng)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也大。

在GPRS傳輸數(shù)據(jù)之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮并且在系統(tǒng)出現(xiàn)新記錄時(shí)進(jìn)行傳輸。在編譯busybox時(shí)選 擇gzip功能，通過(guò)gzip對(duì)數(shù)據(jù)壓縮，一般壓縮比可達(dá)9：1。由于GPRS透明傳輸要求每次傳輸數(shù)據(jù)最大不超過(guò)1 KB，因此將需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分割為每包l 000字節(jié)的數(shù)據(jù)，并為每包數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)ID號(hào)。

服務(wù)器接收端根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)包ID重新組合數(shù)據(jù)。通過(guò)解壓縮軟件解壓得到記錄儀的記錄數(shù)據(jù)。

3.3 斷電記錄的實(shí)現(xiàn)

在大型車隊(duì)及運(yùn)輸公司， 司機(jī)為免受記錄儀的約束。往往在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中對(duì)記錄儀非法斷電，使記錄儀不能正常工作，以此躲避監(jiān)控。因此本系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)斷電記錄。對(duì)司機(jī)非法斷電的行為進(jìn) 行監(jiān)督。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)將當(dāng)前時(shí)鐘與上次停機(jī)時(shí)時(shí)鐘進(jìn)行對(duì)比，Linux從死機(jī)至重啟的時(shí)間應(yīng)在5 min以內(nèi)，若對(duì)比時(shí)間超過(guò)5 min，說(shuō)明記錄儀長(zhǎng)時(shí)間斷電，將上次停機(jī)時(shí)間作為斷電記錄保存，并發(fā)送至服務(wù)器。

3.4 時(shí)問(wèn)和速度校準(zhǔn)

ARM接收GPS的RMC信息。若GPS時(shí)間與當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間相差達(dá)到30 S，則以GPS時(shí)問(wèn)為準(zhǔn)并校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)間和硬件時(shí)鐘。當(dāng)前速度與GPS速度比較。若GPS速度連續(xù)30 S大于O，而速度采集電路接收始終為O，則判斷速度傳感器故障，并使用GPS速度作為系統(tǒng)當(dāng)前速度，并向監(jiān)控中心報(bào)警。

4 樣機(jī)測(cè)試

經(jīng)過(guò)努力，本系統(tǒng)已經(jīng)完成，并生產(chǎn)出樣機(jī)。通過(guò)樣機(jī)安裝在試驗(yàn)用車進(jìn)行各方面性能和功能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表1，表2所示。

5 結(jié)語(yǔ)

該汽車記錄儀結(jié)合GPS和GPRS實(shí)現(xiàn)精確定位和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)管理軟件可以實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前車輛 狀態(tài)信息，又能及時(shí)查看車輛行駛記錄，在車輛實(shí)時(shí)告警與稽核、公安交警部門的事故處理發(fā)揮重要作用，增加斷電記錄和多種報(bào)警功能，即可以防搶防盜，又能滿 足大中型車隊(duì)及企業(yè)對(duì)于車輛管理和司機(jī)操作監(jiān)控的需要。