專利名稱：一種多功能汽車速度監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種多功能汽車速度監(jiān)測裝置。適用于機動車輛及與交通警察配備。
背景技術：
交通法出臺以后，對于駕車人希望自己自覺遵守交通法，安全行車，同時對于交通管理部門，希望加強管理力度，杜絕超速現(xiàn)象，保障行人駕車人的安全，維護正常的交通秩序，同時，希望在重大交通事故中存在與速度相關的原始數(shù)據(jù)為事故鑒定提供依據(jù)。
現(xiàn)有的車速測量設備大部分為機械式，不僅精度不能保證，而且不具有存儲功能，速度顯示和超速提示功能。還有一些電子式的設備，可以進行存儲，但是不能提供豐富友好的超速提示功能。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種既能幫助駕車人安全行駛，又能為交通部門提供一個新的交通管理工具，可以現(xiàn)場查詢車輛行駛信息，也可以為交通事故提供鑒定數(shù)據(jù)的多功能汽車速度監(jiān)測裝置。
本發(fā)明所采用的技術方案是多功能汽車速度監(jiān)測裝置，其特征在于它由座機部分和手持機部分組成，其中座機部分包括座機嵌入式微處理器、車速傳感器、座機信號接口電路、座機存儲器電路、座機實時時鐘電路、按鈕、座機液晶控制電路、座機IC卡接口電路、蜂鳴器、座機通信接口電路；座機嵌入式微處理器之集成塊U6的P1.0連接車速傳感器信號接口；集成塊U6的P1.4連接按鈕；集成塊U6的P1.6/P1.7/P2.5/P2.6/P2.7/P3.6/P3.7/P5.0～P5.7連接座機通信接口電路；集成塊U6的P2.0～P2.4/P4.0～P4.7連接座機液晶控制電路；集成塊U6的P6.0～P6.6連接座機實時時鐘電路；集成塊U6的P3.0～P3.2連接座機IC卡接口電路；集成塊U6的P3.3～P3.4連接座機存儲器電路；集成塊U6的P3.5連接蜂鳴器；手持機部分包括手持機嵌入式微處理器、手持機液晶顯示電路、手持機鍵盤控制電路、手持機通信接口電路、手持機鋰電池控制電路、手持機存儲器電路；集成塊U6′與各模塊連接關系主要有集成塊U6′的P1.4/P3.0/P3.1連接手持機鍵盤控制電路；集成塊U6′的P1.6/P1.7/P2.5～P2.7/P3.6/P3.7/P5.0～P5.7連接手持機通信接口電路；集成塊U6′的P2.0～P2.4/P4.0～P4.7連接手持機液晶顯示電路；集成塊U6′的P3.3/P3.4連接手持機存儲器電路。
所述座機信號接口電路包括速度信號接口和剎車信號接口，速度信號接口具有上拉電阻R1，其信號線Speed連接座機嵌入式微處理器之集成塊U6的P1.0腳；剎車信號接口具有上拉電阻R2、R17，其信號線Signal 1、Signal 2連接座機嵌入式微處理器之集成塊U6的P1.1、P1.2腳。
所述座機嵌入式微處理器之集成塊U6的P3.5腳與蜂鳴器相連接。
所述座機嵌入式微處理器之集成塊U6的P1.4腳與按鈕相連接。
所述座機嵌入式微處理器之集成塊U6的P2.0～2.4腳及P4.0～4.7腳分別與座機液晶控制電路之集成塊U10的液晶控制線LcdCS1/LcdCS2/LcdDI/LcdRW/LcdE及液晶數(shù)據(jù)線LcdD0～LcdD7相連接。
所述座機嵌入式微處理器之集成塊U6的P3.0～3.2腳與座機IC卡接口電路之集成塊U11的SCL/SDA/SW相連接。
所述座機嵌入式微處理器之集成塊U6的P5.0～5.7腳及P6.0～6.4腳及P6.5/6.6分別與座機實時時鐘電路之集成塊U14的數(shù)據(jù)總線D0～D7及地址總線A0～A4及控制總線we/oe相連接。
座機通信接口電路和手持機通信接口電路均采用usb接口和uart接口兩種模式。
所述手持機嵌入式微處理器之集成塊U6′的P4.0～P4.7及P2.0～P2.4與手持機液晶顯示電路之集成塊U10′的數(shù)據(jù)線LcdD0～LcdD7及控制信號線LcdCS1/LcdCS2/LcdDI/LcdRW/LcdE相連接。
所述手持機嵌入式微處理器之集成塊U6′的P1.4與手持機鍵盤控制電路之集成塊U11′的鍵盤部分KeyInt相連接，手持機嵌入式微處理器之集成塊U6′的P3.0/P3.1與手持機鍵盤控制電路之集成塊U11′的KeySDA/KeySCL信號線相連接。
本發(fā)明的有益效果是使用多種方式進行超速警告，聲音、圖形、燈光閃爍，使用方便，保證駕車人不會非故意超速；可以通過鍵盤設定各種速度限制，可根據(jù)具體的路況進行調整；并且使用實時時鐘將每個速度值與其對應的時間相對應進行保存，數(shù)據(jù)內容全面。系統(tǒng)預留自標定接口，可以根據(jù)汽車磨損情況，進行系統(tǒng)參數(shù)標定，保證系統(tǒng)測速的精確性；系統(tǒng)存儲器選用非易失存儲器，掉電可保存數(shù)據(jù)，無需備用電源；實時時鐘自帶電源，只需要設定一次，就可以保證時間的準確性；駕駛員信息IC卡接口，提供駕駛員與記錄信息的對應關系，便于交警部門規(guī)范化管理駕駛員；通信接口提供交警進行現(xiàn)場查詢處罰的能力，同時也能讓交警備份記錄數(shù)據(jù)，以供今后鑒定使用。
圖1是發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
圖2(包括2-1、2-2)是本發(fā)明中座機的電原理圖。
圖3(包括3-1、3-2)是本發(fā)明中手持機的電原理圖。
圖4-1是座機信號接口電路中速度信號接口的原理圖。
圖4-2是座機信號接口電路中剎車信號接口的原理圖。
圖5是本發(fā)明座機嵌入式微處理器的原理圖。
圖6是本發(fā)明座機液晶控制電路的原理圖。
圖7是本發(fā)明座機USB通信接口的原理圖。
圖8是本發(fā)明座機無線/有線(UART)通信接口原理圖。
圖9是本發(fā)明座機實時時鐘電路的原理圖。
圖10是本發(fā)明座機IC卡接口電路的原理圖。
圖11是本發(fā)明座機存儲器電路的原理圖。
圖12是本發(fā)明手持機鋰電池控制電路的原理圖。
圖13是本發(fā)明手持機液晶顯示電路的原理圖，圖14是本發(fā)明手持機嵌入式微處理器的原理圖。
圖15是本發(fā)明手持機USB通信接口的原理圖。
圖16是本發(fā)明手持機無線/有線(UART)通信接口原理圖。
圖17是本發(fā)明手持機鍵盤控制電路的原理圖。
圖18是本發(fā)明手持機存儲器電路的原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實施例由座機部分A和手持機部分B組成，其中，座機部分A包括座機嵌入式微處理器1、車速傳感器2、座機信號接口電路3、座機存儲器電路4、座機實時時鐘電路5、按鈕6、座機液晶控制電路7、座機IC卡接口電路8、蜂鳴器9、座機通信接口電路10。
手持機部分B包括手持機嵌入式微處理器11、手持機液晶顯示電路12、手持機鍵盤控制電路13、手持機通信接口電路14、手持機鋰電池控制電路15、手持機存儲器電路16。
下面對本發(fā)明實施例的技術方案作進一步的闡述座機部分A如圖5所示，座機嵌入式微處理器1之集成塊U6負責進行車速計算，數(shù)據(jù)存儲，車速顯示，超速判斷，超速提醒以及通信等功能，為系統(tǒng)的核心部件。采用TI的MSP430F169，與外圍器件采用IO總線方式進行連接。
如圖5所示，座機嵌入式微處理器1之集成塊U6的P1.0連接車速傳感器2信號接口。P1.4連接按鈕6。P1.6/P1.7/P2.5/P2.6/P2.7/P3.6/P3.7/P5.0～P5.7連接座機通信接口電路10。P2.0～P2.4/P4.0～P4.7連接座機液晶控制電路7。P6.0～P6.6連接座機實時時鐘電路5。P3.0～P3.2連接座機IC卡接口電路8。P3.3～P3.4連接座機存儲器電路4。P3.5連接蜂鳴器9。
車速傳感器2采用霍爾傳感器Z6 325 957 857.1，與變速箱軟軸接頭連接，將變速箱的輸出轉速轉化為電信號。
如圖4所示，座機信號接口電路3包括速度信號接口和剎車信號接口，速度信號接口具有上拉電阻R1，其信號線Speed連接座機嵌入式微處理器1之集成塊U6的P1.0腳；剎車信號接口具有上拉電阻R2、R17，其信號線Signal 1、Signal 2連接座機嵌入式微處理器1之集成塊U6的P1.1、P1.2腳。
如圖11所示，座機存儲器電路4采用非易失的EEPROM，ATMEL公司的AT24C512(U12、U13、U15、U16)。該芯片容量可以提供達500個小時的速度數(shù)據(jù)記錄以及其他相關數(shù)據(jù)記錄。同時，電路提供容量擴展預留，最高可以擴展8倍現(xiàn)有存儲容量。調電以后還可以保存數(shù)據(jù)，無需備用電源。與微處理器采用I2C總線相連。I2C總線分為SCL，SDA兩條信號線，連接微處理器P3.3和P3.4，該總線上可以掛接4個同樣的存儲設備。
如圖9所示，座機實時時鐘電路5中的時鐘集成塊U14(MAX1511w)采用MAXIM公司的RTC模塊，可以為系統(tǒng)速度值提供時間參考，提供秒、分、時、日、星期、月、年等數(shù)據(jù)信息。時鐘自帶備用電池，可以在掉電情況下，保持10年的時間數(shù)據(jù)有效性。所述座機嵌入式微處理器1之集成塊U6的P5.0～5.7腳及P6.0～6.4腳及P6.5/6.6分別與座機實時時鐘電路5之集成塊U14的數(shù)據(jù)總線D0～D7及地址總線A0～A4及控制總線we/oe相連接。
如圖6所示，液晶采用清達HG128642-LY-LV。此器件的數(shù)據(jù)存儲速度較慢，因此采用擴展IO的方式進行控制。微處理器通過數(shù)據(jù)總線將控制信號與數(shù)據(jù)信號，鎖存到液晶的相應接口。即所述座機嵌入式微處理器1之集成塊U6的P2.0～2.4腳及P4.0～4.7腳分別與座機液晶控制電路7之集成塊U10的液晶控制線LcdCS1/LcdCS2/LcdDI/LcdRW/LcdE及液晶數(shù)據(jù)線LcdD0～LcdD7相連接。
如圖10所示，駕駛員信息IC卡采用符合ISO7816的接觸式IC卡，為方便記錄駕駛員信息，采用的IC卡芯片是EEPROM芯片，ATMEL公司的AT24C01A。通過I2C總線與核心處理器相連，其SCL/SDA/SW連接微處理器U6的P3.0～P3.2。
座機通信接口電路10有兩種形式，分別為usb接口和uart接口，圖7所示的是座機usb通信接口，usb接口采用philips公司的PDIUSBD12芯片，該芯片通過8bit數(shù)據(jù)總線UsbD0～UsbD7連接微處理器P5.0～P5.7和5bit控制總線UsbInt/Usb CS連接微處理器P1.6/P1.7，UsbRd/UsbWr/UsbA連接微處理器P2.5～P2.7與核心處理器相連。usb接口支持usb1.l規(guī)范，提供數(shù)據(jù)查詢與備份功能。圖8所示的是座機無線/有線(UART)通信接口，uart接口能夠提供無線/有線通信，供交警進行現(xiàn)場查詢，uart接口通過Txd/Rxd兩條信號線連接微處理器U6P3.6和P3.7。
手持機部分B如圖14所示，手持機嵌入式微處理器11負責進行控制通信，控制數(shù)據(jù)存儲，控制顯示，接收鍵盤控制命令等功能，為系統(tǒng)的核心部件。本例集成塊U6′采用TI的MSP430F169，與外圍器件采用IO總線方式進行連接。其中，集成塊U6′與各模塊連接關系主要有，P1.4/P3.0/P3.1連接手持機鍵盤控制電路13。P1.6/P1.7/P2.5～P2.7/P3.6/P3.7/P5.0～P5.7連接手持機通信接口電路14。P2.0～P2.4/P4.0～P4.7連接手持機液晶顯示電路12。P3.3/P3.4連接手持機存儲器電路16。
如圖13所示，微處理器11之集成塊U6′的P4.0～P4.7及P2.0～P2.4與手持機液晶顯示電路12之集成塊U10′的數(shù)據(jù)線LcdD0～LcdD7及控制信號線LcdCS 1/LcdCS2/LcdDI/LcdRW/LcdE相連接。
如圖17所示，所述手持機嵌入式微處理器11之集成塊U6′的P1.4與手持機鍵盤控制電路13之集成塊U11′的鍵盤部分KeyInt相連接，手持機嵌入式微處理器11集成塊U6′的P3.0/P3.1與手持機鍵盤控制電路13之集成塊U11′的KeySDA/KeySCL信號線相連接。該電路提供“0～9”，以及“確定”，“取消”共12個按鈕，其接口冗余可以提供16個按鈕擴展。鍵盤芯片采用周立功公司的芯片zlg7290。
手持機通信接口電路14中的usb接口采用philips公司的PDIUSBD12芯片，支持usb1.1規(guī)范，提供數(shù)據(jù)查詢與備份功能，usb接口電路如圖15所示，8bit數(shù)據(jù)總線UsbD0～UsbD7連接微處理器P5.0～P5.7，5bit控制總線UsbInt/Usb CS連接微處理器P1.6/P1.7，UsbRd/UsbWr/UsbA連接微處理器P2.5～P2.7。uart接口能夠提供無線/有線通信接口，供交警對座機進行現(xiàn)場查詢，uart接口電路如圖16所示。uart接口通過Txd/Rxd兩條信號線連接微處理器P3.6和P3.7。
如圖18所示，手持機存儲器電路16采用非易失的EEPROM，ATMEL公司的AT24C512，同時，電路提供容量擴展預留，最高可以擴展16倍現(xiàn)有存儲容量。調電以后還可以保存數(shù)據(jù)，無需備用電源。與微處理器采用I2C總線相連，I2C總線分為SCL，SDA兩條信號線，連接微處理器P3.3和P3.4，該總線上可以掛接4個同樣的存儲設備。
圖12所示的是手持機鋰電池控制電路，手持機采用鋰電池供電，同時提供電量檢測和內置鋰電池充電功能。鋰電池控制電路采用MAXIM的鋰電池管理芯片MAX1555ezk-t，該電路為全部電路提供3.3v工作電壓，同時連接/CHG到微處理器11之集成塊U6′的P1.4提供充電檢測。
本發(fā)明的工作原理是車速傳感器2將車速轉換成與之相應的脈沖信號，該電信號進入座機信號接口電路3經過濾波、整形后，送入到座機嵌入式微處理器1進行計算、存儲，該信號的正跳變都會觸發(fā)微處理器產生一個中斷信號，中斷服務程序中對脈沖進行計數(shù)，或者信號的正跳變使計數(shù)器遞增。
速度計算采用脈沖記數(shù)法。單位時間T內的脈沖數(shù)M乘上系數(shù)K(每個脈沖對應的距離數(shù)值，與系統(tǒng)自身參數(shù)有關)，就得到此采樣周期內的平均速度值V＝M*K/T，其中M就是上述微處理器的計數(shù)值。同時，與系統(tǒng)實時時鐘U14提供的時間數(shù)據(jù)，構成速度-時間數(shù)據(jù)，壓縮以后存入系統(tǒng)非易失存儲器AT24C512，進行保存。存儲采用先入先出的形式，新存入的數(shù)據(jù)覆蓋最早的數(shù)據(jù)。
速度獲得以后，系統(tǒng)采用多種形式輸出給駕車人。首先，采用蜂鳴器，液晶速度顯示和背光閃爍的形式向駕車人進行超速提醒。當車速超過預設速度限制時，液晶屏上顯示超速行駛，同時，蜂鳴器發(fā)出數(shù)聲“滴”音。若速度降回速度限制線以下，液晶回到速度曲線顯示功能。圖5包含了蜂鳴器驅動電路。微處理器U6通過IO口操作輸出PWM，通過限流電阻R8，使蜂鳴器鳴響；相反，輸出固定電平則抑制蜂鳴器。
其次，液晶屏上可以顯示最近一段時間(至少30分鐘內)的車速曲線，以柱狀圖形式顯示。
此外，系統(tǒng)還可以通過按鈕進行參數(shù)標定。在速度計算中，系數(shù)K表示傳感器單個脈沖對應的行駛距離，這個參數(shù)對不同的車型，不同的輪胎，不同的傳感器，而變化很大，所以系統(tǒng)允許根據(jù)不同的車況來標定參數(shù)K。首先，利用手持機控制座機進入標定界面；然后行駛，系統(tǒng)自動記錄傳感器信號數(shù)量，行駛完1公里，停車；然后利用鍵盤進行確認，系統(tǒng)自動計算出K，標定完成。
權利要求1.一種多功能汽車速度監(jiān)測裝置，其特征在于它由座機部分(A)和手持機部分(B)組成，其中座機部分(A)包括座機嵌入式微處理器(1)、車速傳感器(2)、座機信號接口電路(3)、座機存儲器電路(4)、座機實時時鐘電路(5)、按鈕(6)、座機液晶控制電路(7)、座機IC卡接口電路(8)、蜂鳴器(9)、座機通信接口電路(10)；座機嵌入式微處理器(1)之集成塊U6的P1.0連接車速傳感器(2)信號接口；集成塊U6的P1.4連接按鈕(6)；集成塊U6的P1.6、P1.7、P2.5、P2.6、P2.7、P3.6、P3.7、P5.0～P5.7連接座機通信接口電路(10)；集成塊U6的P2.0～P2.4、P4.0～P4.7連接座機液晶控制電路(7)；集成塊U6的P6.0～P6.6連接座機實時時鐘電路(5)；集成塊U6的P3.0～P3.2連接座機IC卡接口電路(8)；集成塊U6的P3.3～P3.4連接座機存儲器電路(4)；集成塊U6的P3.5連接蜂鳴器(9)；手持機部分(B)包括手持機嵌入式微處理器(11)、手持機液晶顯示電路(12)、手持機鍵盤控制電路(13)、手持機通信接口電路(14)、手持機鋰電池控制電路(15)、手持機存儲器電路(16)；集成塊U6′與各模塊連接關系主要有集成塊U6′的P1.4、P3.0、P3.1連接手持機鍵盤控制電路(13)；集成塊U6′的P1.6、P1.7、P2.5～P2.7、P3.6、P3.7、P5.0～P5.7連接手持機通信接口電路(14)；集成塊U6′的P2.0～P2.4、P4.0～P4.7連接手持機液晶顯示電路(12)；集成塊U6′的P3.3、P3.4連接手持機存儲器電路(16)。
2.根據(jù)權利要求1所述的多功能汽車速度監(jiān)測裝置，其特征在于所述座機信號接口電路(3)包括速度信號接口和剎車信號接口，速度信號接口具有上拉電阻R1，其信號線Speed連接座機嵌入式微處理器(1)之集成塊U6的P1.0腳；剎車信號接口具有上拉電阻R2、R17，其信號線Signal 1、Signal 2連接座機嵌入式微處理器(1)之集成塊U6的P1.1、P1.2腳。
3.根據(jù)權利要求1所述的多功能汽車速度監(jiān)測裝置，其特征在于所述座機嵌入式微處理器(1)之集成塊U6的P3.5腳與蜂鳴器(9)相連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的多功能汽車速度監(jiān)測裝置，其特征在于所述座機嵌入式微處理器(1)之集成塊U6的P1.4腳與按鈕(6)相連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的多功能汽車速度監(jiān)測裝置，其特征在于所述座機嵌入式微處理器(1)之集成塊U6的P2.0～2.4腳及P4.0～4.7腳分別與座機液晶控制電路(7)之集成塊U10的液晶控制線LcdCS1、LcdCS2、LcdDI、LcdRW、LcdE及液晶數(shù)據(jù)線LcdD0～LcdD7相連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的多功能汽車速度監(jiān)測裝置，其特征在于所述座機嵌入式微處理器(1)之集成塊U6的P3.0～3.2腳與座機IC卡接口電路(8)之集成塊U11的SCL、SDA、SW相連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的多功能汽車速度監(jiān)測裝置，其特征在于所述座機嵌入式微處理器(1)之集成塊U6的P5.0～5.7腳及P6.0～6.4腳及P6.5/6.6分別與座機實時時鐘電路(5)之集成塊U14的數(shù)據(jù)總線D0～D7及地址總線A0～A4及控制總線we/oe相連接。
8.根據(jù)權利要求1所述的多功能汽車速度監(jiān)測裝置，其特征在于座機通信接口電路(10)和手持機通信接口電路(14)均采用usb接口和uart接口兩種模式。
9.根據(jù)權利要求1所述的多功能汽車速度監(jiān)測裝置，其特征在于所述手持機嵌入式微處理器(11)之集成塊U6′的P4.0～P4.7及P2.0～P2.4與手持機液晶顯示電路(12)之集成塊U10′的數(shù)據(jù)線LcdD0～LcdD7及控制信號線LcdCS1、LcdCS2、LcdDI、LcdRW、LcdE相連接。
10.根據(jù)權利要求1所述的多功能汽車速度監(jiān)測裝置，其特征在于所述手持機嵌入式微處理器(11)之集成塊U6′的P1.4與手持機鍵盤控制電路(13)之集成塊U11′的鍵盤部分KeyInt相連接，手持機嵌入式微處理器(11)之集成塊U6′的P3.0/P3.1與手持機鍵盤控制電路(13)之集成塊U11′的KeySDA/KeySCL信號線相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能汽車速度監(jiān)測裝置。本實用新型所要解決的技術問題是提供一種既能幫助駕車人安全行駛，又能為交通部門提供一個新的交通管理工具，可以現(xiàn)場查詢車輛行駛信息，也可以為交通事故提供鑒定數(shù)據(jù)的多功能汽車速度監(jiān)測裝置。解決該問題的技術方案是監(jiān)測裝置由座機部分和手持機部分組成，座機部分包括座機嵌入式微處理器；座機信號接口電路；座機存儲器電路；座機實時時鐘電路；座機IC卡接口電路；座機通信接口電路。手持機部分包括手持機嵌入式微處理器；手持機通信接口電路；手持機鋰電池控制電路；手持機存儲器電路。本實用新型可用于機動車輛及與交通警察配備。
文檔編號G08G1/052GK2857133SQ20052010258
公開日2007年1月10日 申請日期2005年5月30日 優(yōu)先權日2005年5月30日
發(fā)明者王偉成 申請人:王偉成