一种汽车试验记录仪

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一种汽车试验记录仪\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种用于汽车实验的数字电子装置，更具体地是一种可用于出厂汽车上的试验记录仪，属于汽车检测装置技术领域。\n[0002] 技术背景 \n[0003] 随时社会经济的发展，现代交通工具发挥着越来越重要的作用，但日益增多的交通事故也给人们带来了难以计数的人员伤亡和财产损失。汽车试验记录仪作为汽车生产厂商在投产前重要的测试仪器起来很大的作用，测试人员根据试验记录仪预先设定的参数进行各项测试，对汽车的相关数据作相应记录，设计人员根据记录的数据对汽车的薄弱环节作相应改进，目前厂商生产的大部分是汽车行驶记录仪，如申请（专利）号：201020133047.2的智能汽车行驶记录仪，该实用新型公开了一种电子设备，特别涉及一种智能汽车行驶记录仪,以全方位反映汽车行驶状态和各种参数。而专门用于出厂汽车测试的记录仪则很少，并且现在已经存在的记录仪大都采用8位单片机，处理速度受到很大限制，不能够运行操作系统，本实用新型主要用于出厂汽车测试上，采用arm9处理器，系统性能得到很大提升，含有MMU可以运行Wince，linux等操作系统，大大提高处理速度，便于实现图形用户界面，提高人机交互友好型，可以方便开发人员及时了解汽车的各项性能，及时改进。 实用新型内容\n[0004] 本实用新型解决的技术问题是提供一种能实时检测出厂汽车的性能参数的汽车试验记录仪。\n[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型一种汽车试验记录仪，包括依次连接的数据信号采集模块、数据通信模块、中央处理器和人机交互模块，数据信号采集模块将采集到的信号通过数据通信模块发送到中央处理器，中央处理器将信号处理后传输给人机交互模块；\n汽车试验记录仪还包括用于供电的电源模块和用于初始化程序的复位电路，所述复位电路与中央处理器相连。\n[0006] 进一步地，本实用新型汽车试验记录仪，还包括外扩存储模块，该外扩存储模块与中央处理器相连。\n[0007] 进一步地，本实用新型汽车试验记录仪中，外扩存储模块包括1片NOR Flash、2片SDRAM、1片NandFlash和SD卡接口。\n[0008] 进一步地，本实用新型汽车试验记录仪，还包括GPS模块，该GPS模块与所述中央处理器相连。\n[0009] 进一步地，本实用新型汽车试验记录仪中，GPS模块采用GPS25一LVS接收机。\n[0010] 进一步地，本实用新型汽车试验记录仪，还包括语音报警模块，该语音报警模块与所述中央处理器相连。\n[0011] 进一步地，本实用新型汽车试验记录仪中，数据信号采集模块包括用于检测速度、加速度、油量、里程的数字信号采集模块和用于检测水温、油温的模拟信号采集模块。\n[0012] 进一步地，本实用新型汽车试验记录仪中，数据通信模块包括与中央处理器相连的CAN总线和用于无线通信的GPRS模块。\n[0013] 进一步地，本实用新型汽车试验记录仪中，人机交互模块包括用于显示数据的TETLCD和用于选择显示模式的触摸屏。\n[0014] 本实用新型一种汽车试验记录仪与现有技术相比，能实时检测汽车在出厂前的各种性能参数，及时发现存在的问题，便于及时改进，避免了应汽车本身的性能问题造成的交通事故。\n附图说明\n[0015] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。\n[0016] 图1为本实用新型汽车试验记录仪的结构框图。\n[0017] 图2为本实用新型汽车试验记录仪中CAN总线接口电路图。\n[0018] 图3为本实用新型汽车试验记录仪中GPRS通信电路图。\n[0019] 具体实施方式\n[0020] 如图1所示，本实用新型一种汽车试验记录仪中，数据信号采集模块包括用于采集速度、加速度、油量、里程等的数字信号采集模块和用于检测水温、油温的模拟信号采集模块，选用AIN[0],AIN[1]作为水温和油压传感器的输入端口。\n[0021] 数据通信模块包括与中央处理器相连的CAN总线和用于无线通信的GPRS模块，CAN总线采用独立的带有SPI接口的CAN控制器MCP2510和PCA82C251收发器，不采用TXNRTS和RXNBF等5个引脚,直接通过SPI接口对内部寄存器进行读写操作。为了实现电气隔离,增强节点的抗干扰能力,提高系统可靠性,在控制器和收发器之间采用了6N137光隔,并且采用独立电源供电,利用B0505S进行电源隔离。在CANH和CANL引脚各接了一个小电容,用于消除总线的高频干扰,两者之间使用2个等值电阻和1个旁路电容来提高EMC性能,减少对系统的干扰；其中，GPRS模块电路由MC39i模块及其外围电路组成，该外围电路主要包括电源部分、串口通信部分、音频电路部分、天线及SIM卡接口电路部分，为传输数据、语音、短消息和传真提供快速、可靠、安全的传输渠道，可通过串口实现与主机的连接，方便用户的应用开发与设计，MC39i模块主要由GSM基带处理器、射频电路、电源、FLASH、SRAM、天线接口及一个40脚的ZIF(零阻力插座)连接器组成。其中GSM基带处理器是核心部件，它的作用相当于一个协议处理器，用来处理外部系统通过串口发送过来的AT指令;射频天线部分主要实现信号的调制与解调及外部射频信号与内部基带处理器之间的信号转换;匹配电源为处理器以及射频部分提供所需的电源。MC39i的所有内部资源都通过40脚的ZIF连接器引出，这40个引脚可以划分为5类，即电源、数据输入/输出、SIM卡、音频接口和控制引脚。其中第1一14脚为电源部分，16~23脚为数据输入/输出部分，分别为DSRO，RINGO，RXDO，TXDO，CTSO，RTSO，DTRO和DCDO，24一29为SIM引脚，分别为CCIN，CCRST，CCIO，CCCLK，CCVCC和CCGND，33一40为语音接口引脚。MC39i模块与EMPU是通过串口通讯的，S3C2410A通过串口2与该模块连接，设置串口的波特率为9600比特/秒，MC39i通过串口接收并处理MCU发送的AT指令，MCU则通过分析MC39i模块回复的信息可以了解模块的工作情况。\n[0022] 中央处理器采用三星S3C2410作为嵌入式微处理器，该处理器采用了ARM920T内核，支持JTAG仿真调试，具有MMU，支持wince、linux等操作系统。\n[0023] 外扩存储模块包括1片NOR Flash用于存储Bootloader，使用了S3C2410A的nGCS0片选信号，为了能使用NOR flash 启动系统，所以将其分配到bank0 存储空间，即使用nGCS0片选信号；\n[0024] 2片SDRAM，bootloader将Linux内核文件、根文件系统文件、Linux启动参数文件的内容复制到SDRAM，使用了S3C2410A的nGCS6片选信号，使用两片16位总线宽度色存储芯片来组成32位总线宽度。SDRAM的BA0、BA1应连到S3C2410A的ADDR24、ADDR25引脚；\n[0025] 1片NandFlash用于存储内核映像、根文件系统、用户应用程序等，使用了S3C2410A的NANDFLASH,其I/O0-I/O7引脚直接与S3C2410A的数据总线的DATA0-DATA7 相连，通过数据总线发送地址、命令和数据；\n[0026] SD接口电路，SD卡是一种大容量存储设备，可以用来记录实验测试数据，设计SD卡接口电路时，只需将这些接口相应的接到SD卡座就可以了，SDDAT0-SDDAT3、SDCMD信号线都使用一个电阻上拉至3.3v，EINT18引脚用来检测（当卡插入时，发生中断）对于未完全插入卡座时EINT18位高电平；当卡完全插入卡座时，EINT18被卡座的CARD_INSERT引脚拉低。GPH8信号线用于检测卡是否有写保护，其检测原理和检测卡是否插入的原理相同，其他SD卡的DAT0-DAT3、CMD/DI、CLK/SCK与S3C2410的SDDAT0-SDDAT3、SDCMD、SDCLK相连。\n[0027] GPS模块采用的是GRAMIN公司的GPS25一LVS接收机，其内置了GPS250EM板，是一款体积小、功耗低、定位快、精度高、接口方便的GPS接收机,它具有2个串行口，支持标准的RS232协议,数据通讯须通过UART串行口来实现。GPS25--LVS可以同时跟踪多达12颗卫星，定位速度快，精度高。在定位时间上，重新捕获时间小于25:冷启动小于455;热启动小于巧秒;自动定位约1.5min;搜索天空约5min:数据更新率约1S。GPS25一LVS接收机的输入电压为3.6v一6.0V，在本实用新型中采用5V供电，大线供电电压为5v，可直接利用主板电源供电，它具有2个串行口，支持标准的RS232协议，所以不用改动任何驱动程序即可实现GPS数据的读写，与S3C2410A的UARTO相连，而且支持标准NMEA0183语句并可选择输出。GPS信号接收机，可以在任何时候用其进行导航定位测址。根据使用日的的不同，用户可以选择不同的GPS信号接收机，对于车载接收机，它主要用于运动车辆的监控定位，实时给出车辆的位置和速度。\n[0028] 电源模块：包括一组3.3v电源和一组1.8V电源。\n[0029] 复位电路：考虑到系统的成本控制和可靠性，本实用新型采用简单经典的RC复位电路，实现系统复位控制。\n[0030] 人机交互模块：显示配置了8英寸640*480TFT液晶屏，并在彩色液晶屏上带有触摸屏；显示配置了8英寸640*480TFT液晶屏，并在彩色液晶屏上带有触摸屏。TFT LCD 模块用5V电源供电，根据其数据手册知，它的 最小值为2.3V，所以直接使用S3C2410A的控制口线和它相连，不需要加电平转换电路。LCD液晶屏有18根数据线（RGB各6根），S3C2410A的控制器应选应16BPP模式，将S3C2410A的VD2~VD7与液晶屏的B0~B5,VD10~VD15与G0~G5相连，VD18~VD23与R0~R5相连。\n[0031] 彩色液晶屏上带有触摸屏（为四线电阻式触摸屏），用于检测屏幕触摸输入信号，有利于提高人机交互的友好型。在使用触摸屏时需要一套切换控制及ADC转换电路，用于切换触摸屏的X、Y轴输入，并进行A/D转换,触摸屏驱动电路，直接使用S3C2410A内置的触摸屏接口+ADC进行采样，其中其中的速度、加速度曲线显示通过基于QT/Embedded和QTopia的图形用户界面实现，当需要显示某段曲线时可以通过触摸屏选中两点，然后将这两点之间的曲线放大。\n[0032] 本实用新型还包含语音报警模块，当加速度、油量不符合预先设计要求时会有语音提示，使本实用新型更加人性化，由于S3C2410A内置IIS音频借口，只需外接一个数字音频解码器即可实现音频输入/出，系统采用数字音频解码器为UDA1341TS，UDA1341TS具有数字电源和模拟电源引脚，为防止相互干扰，所以使用磁珠来隔离着两组电路。S3C2410A的IIS总线 CDCLK 、I2SSRCK、 I2SLRCK、I2SSDI 、I2SSDO分别连接到UDA1341TS的SYSCLK、 BCK 、WS、 DATAO、DATAI 引脚上，UDA1341TS的L3MODE由GPB2信号控制，UDA1341TS的L3CLOCK由GPB4信号控制，UDA1341TS的L3DATA由GPB3信号控制。为了使用方便，硬件上设计由双声道功率放大电路，并安装了两个0.5W的小喇叭。\n[0033] 本实用新型专门用于即将出厂汽车测试上，能够实时的对车辆的行驶速度、时间、里程及其它状态信息进行记录，以ARM9为嵌入式微处理器，通过速度、加速度等传感器采集汽车行驶状态。将采集到的要素通过微处理器处理，将速度加速度曲线通过TFTLCD（带触摸屏）以曲线的形式显示，以曲线显示的好处是，通过对比以往历史曲线很明显的观察到车身的异常，通过对这些信息的采集，将相关信息进行检查、监控、反馈和互动管理，从而能够检测出汽车的各项性能，GPS定位系统可以方便的检测汽车当前所处的位置，发现不同的地理环境对汽车性能的影响及GPRS信号的强弱。最后研发人员可以将存储在SD卡中拷贝至计算机中进行的数据分析，以便查找车身的性能，及时改进。