1引言
　　汽車行駛記錄儀是一種在汽車上使用的記錄裝置。此設(shè)備能對車輛的行駛速度、里程以及有關(guān)車輛行駛的其他狀態(tài)信息進行記錄存儲并可通過接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出。無線行駛記錄儀把無線通信方式與汽車行駛記錄儀結(jié)合，實現(xiàn)記錄儀功能的同時方便用戶對數(shù)據(jù)的讀取和信息處理，可解決傳統(tǒng)記錄儀通過U盤等介質(zhì)導(dǎo)取數(shù)據(jù)的弊端。
　　無線通信有多種方式，其中在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的有ZigBee無線通信，RF無線通信和Wi‐Fi無線通信。ZigBee主要用于傳輸?shù)蛿?shù)據(jù)率的通信，具有超低的功率損耗，主要目標(biāo)是提供設(shè)備控制信道。RF廣泛應(yīng)用于通信、汽車、醫(yī)療、IT等領(lǐng)域，安全性好，主要目標(biāo)是提供設(shè)備控制信道，缺點抗干擾能力差?；赪i‐Fi通信的模塊廣泛應(yīng)用于通信，控制領(lǐng)域。通信距離遠，安全性好，組網(wǎng)簡單，二次開發(fā)技術(shù)成熟，價格便宜。因此，在實現(xiàn)無線行駛記錄儀無線通信方案時，選用基于Wi‐Fi通信模塊組成WLAN網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)記錄儀的無線通信。無線行駛記錄記錄儀可用于所有類型車輛，特別適用于企事業(yè)單位，如：擁有大型車隊的物流公司、場站、機場、部隊后勤保障等部門。
　　2系統(tǒng)組成
　　無線行駛記錄儀系統(tǒng)主要包括無線行駛記錄儀，接收基站和記錄儀管理軟件3部分，其系統(tǒng)組成如圖1所示。

　　其中無線行駛記錄儀主要完成信號采集，數(shù)據(jù)存儲，數(shù)據(jù)傳輸。無線行駛記錄儀主要功能如下：
　　1）能對車輛的如下動作進行實時記錄：左閃燈、右閃燈、倒車燈、車門狀態(tài)、遠光燈、近光燈、剎車燈、汽車?yán)龋?br /> 　　2）車輛行駛速度和里程的測量、記錄、存儲，疑點數(shù)據(jù)的記錄和存儲；
　　3）車輛部分相關(guān)參數(shù)記錄（如車輛識別代號、車牌號碼、駕駛員代碼、駕駛證證號、實時時鐘、公安交通管理部門核發(fā)的機動車駕駛證證號、車輛速度）；
　　4）通過U盤讀取數(shù)據(jù)或無線傳輸?shù)姆绞絺魉蛙囕v的行駛數(shù)據(jù)；
　　5）駕駛時間記錄、超速，疲勞駕駛報警。
　　接收基站主要功能是接收無線行駛記錄儀發(fā)送的數(shù)據(jù)，并傳送到上位機。無線行駛記錄儀通過配置可作為接收基站使用，功能如下：
　　1）對記錄儀傳輸過來的信息進行相應(yīng)的處理；
　　2）通過串口發(fā)送到記錄儀管理軟件計算機；
　　3）接收上位機的相應(yīng)指令并轉(zhuǎn)發(fā)給記錄儀；
　　4）數(shù)據(jù)無線傳輸功能。
　　記錄儀管理軟件主要完成記錄儀采集數(shù)據(jù)的解析，數(shù)據(jù)管理功能，配置記錄儀功能。功能如下：
　　1）實時描述整個駕駛過程，對駕駛員整個駕駛過程進行回放管理；
　　2）讀取記錄儀記錄的各項原始數(shù)據(jù)；
　　3）查詢數(shù)據(jù)庫中各項數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析不同記錄儀所上傳的各項數(shù)據(jù)；
　　4）對獲得數(shù)據(jù)進行圖表處理，獲得管理參考。
　　3無線行駛記錄儀設(shè)計與應(yīng)用
　　3.1無線行駛記錄儀硬件設(shè)計
　　無線行駛記錄儀硬件主要實現(xiàn)信號采集，數(shù)據(jù)存儲和無線通信功能。硬件電路包括：MCU控制單元設(shè)計、電源電路設(shè)計、車速信號和開關(guān)采集電路設(shè)計、數(shù)據(jù)存儲單元設(shè)計、無線通信模塊接口設(shè)計、USB電路設(shè)計等，硬件組成如圖2所示。

　　3.1.1 MCU單元設(shè)計
　　無線行駛記錄儀的MCU選用LPC 1766，該MCU屬于LPC 1700系列Cortex - M3微控制器。該微控制器的外設(shè)組件包含高達512 KB的Flash存儲器、64KB的數(shù)據(jù)存儲器、USB主機/從機/OTG接口、4個UART、2個SSP控制器、SPI接口、3個I2C接口、2－輸入和2－輸出的I2S接口、8通道的12位ADC、內(nèi)置時鐘、4個通用定時器、6－輸出的通用PWM、帶獨立電池供電的超低功耗RTC和多達70個的通用I/O管腳。
　　3.1.2電源電路設(shè)計
　　電源電路的主要功能是將車載直流電源12 V或24 V，轉(zhuǎn)化為3 V（DC）和5 V（DC）電源，提供記錄儀各功能模塊供電。
　　電源輸入端增加TVS二極管保護電路，可抑制瞬態(tài)電壓尖峰。供電電源通過LM2676‐5芯片把電源轉(zhuǎn)化5 V，通過LM1117‐3.3芯片把5V轉(zhuǎn)化為3.3 V，電路如圖3所示。

　　3.1.3車速信號采集
　　車速傳感器是用來采集車速脈沖。汽車特征系數(shù)是記錄儀計算車速極為重要的一個參數(shù)，它關(guān)系到車速和里程數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。經(jīng)過大量實踐，總結(jié)出一個可行的方法：車輛特征系數(shù)就是車輛每行駛1km時傳感器輸出的脈沖數(shù)，它等于里程表傳動比和傳感器每圈脈沖數(shù)的乘積，即：
　　特征系數(shù)＝i6（8）
　　式中：i：里程表速比6（8）：車速傳感器脈沖數(shù)是6或8.
　　例如，桑塔納轎車?yán)锍瘫磙D(zhuǎn)速比為975∶1，其傳感器每圈輸出的脈沖數(shù)為6，它的特征系數(shù)為5850，即每千米5860個脈沖。脈沖采集電路如圖4所示。

　　3.1.4數(shù)據(jù)存儲單元硬件設(shè)計
　　無線行駛記錄儀數(shù)據(jù)存儲單元采用鐵電和Flash芯片組合方式組成。在汽車行駛過程中，記錄儀會按秒（用戶可配置）時間間隔，對采集的數(shù)據(jù)存放到鐵電里面，在鐵電內(nèi)部存儲區(qū)域劃分為5個塊：設(shè)置參數(shù)記錄塊、運行參數(shù)記錄塊、疑點記錄塊、疲勞記錄塊、普通記錄存儲塊。數(shù)據(jù)存滿鐵電后，把數(shù)據(jù)挪移到Flash里。
　　鐵電芯片選用RAM TRON公司的FM24CL64，通過I2C接口與MCU連接。Flash芯片選用ATMEL公司的AT45DB128，通過SPI接口與MCU連接。接口電路連接圖如圖5所示。

　　3.1.5開關(guān)信號采集硬件設(shè)計
　　無線行駛記錄儀采集8個開關(guān)信號，采用統(tǒng)一的硬件接口電路，對于信號的有效電平通過配制區(qū)分，以剎車電路為例介紹開關(guān)采集接口電路如圖6所示。

　　3.1.6無線通信模塊硬件設(shè)計
　　對于無線通信的可靠性與安全性，無線通用模塊的糾錯機制是采用重發(fā)機制，當(dāng)把要發(fā)送的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容填到要發(fā)送緩存區(qū)里面，發(fā)送時模塊會加上CRC校驗。如果接收方收到錯誤的數(shù)據(jù)幀，會丟掉不返回任何信息，而沒收到應(yīng)答的發(fā)送方會啟動重發(fā)機制。
　　無線通信模塊選用中電華大電子有限公司的TL0902GU無線通信模塊，無線通信模塊參數(shù)如表1所示。

　　無線通信模塊接口電路如圖7所示。

　　3.2記錄儀軟件設(shè)計
　　根據(jù)無線行駛記錄儀軟件的功能，將記錄儀軟件主函數(shù)分成不同時序的任務(wù)流程，如表2所示。

　　軟件流程如圖8所示。

　　3記錄儀管理軟件設(shè)計
　　無線行駛記錄儀管理軟件采用VC＋＋6.0設(shè)計開發(fā)，軟件的主要功能是完成無線行駛記錄儀數(shù)據(jù)的解析，記錄儀配置，數(shù)據(jù)管理。軟件架構(gòu)如圖9所示。

　　管理軟件以窗口顯示模塊為人機交互接口，調(diào)用基站通信模塊、文件處理模塊，記錄儀通信模塊、數(shù)據(jù)庫模塊，實現(xiàn)基站通信，文件處理、記錄儀通信和數(shù)據(jù)庫的處理操作；文件處理模塊、基站通信模塊、記錄儀通信模塊都調(diào)用數(shù)據(jù)庫模塊，對數(shù)據(jù)進行處理；記錄儀通信模塊通過調(diào)用串口通信模塊和記錄儀構(gòu)成通信鏈路和記錄進行數(shù)據(jù)交互，基站通信模塊調(diào)用網(wǎng)絡(luò)通信模塊和基站構(gòu)成通信鏈路，實現(xiàn)和基站的數(shù)據(jù)交互。
　　3.3.1管理軟件主界面
　　軟件界面的主窗口以里程統(tǒng)計窗口為顯示主界面，顯示車場、場站下屬單位、車牌號的內(nèi)容。里程統(tǒng)計窗口可以通過車隊、車輛、駕駛員的內(nèi)容查詢行駛的里程信息，并統(tǒng)計總的里程數(shù)。
　　行駛曲線窗口用來顯示某車牌號的車輛在某段時間的行駛曲線。行駛信息以實時曲線的形式表達出來使行駛信息更加直觀可讀，同時也方便用戶查看某一時刻的速度情況和開關(guān)信息情況，如圖10所示。

　　3.3.2配置界面
　　用戶設(shè)置記錄儀時，使用串口設(shè)置工具通過串口線連接記錄儀，用戶必須配置的信息包括：場站ID、車牌號、汽車特征系數(shù)、初始里程累積數(shù)據(jù)。配置界面如圖11所示。