专利名称：汽车安全警示记录仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是对汽车行驶数据进行实时监视、语音速度警示和行驶数据记录的仪器，汽车安全警示记录仪(汽车黑匣子)及其初始设定、语言警示和PDA解读方法，适于在机动车上安装使用。
2、专用数据采集器体积大、功能简单，采集数据时需要连接电缆，IC卡不能现场解读数据内容，接触式卡座易受污染而产生接触不良。
3、一般黑匣子功能侧重于数据记录，没有警示功能或只对固定的某个速度有超速警告灯或蜂鸣器警告，事故预防的能力较弱。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述不足之处提供一种新型的汽车安全警示记录仪(汽车黑匣子)及其初始设定、语音警示和PDA解读方法，采用速度自适应技术可一次完成初始设定，其系统中配套的数据采集器显示器体积小、功能多，可进行红外数据通信，能采集多种数据，能现场解读数据内容，可在高速行驶时对各速度段发出语音警示，有事故预防功能。
汽车安全警示记录仪是采取以下方案实现的汽车安全警示记录仪结构具有黑匣子主机、带有红外接口的掌上电脑PDA(数据采集显示器)。黑匣子主机包括中央处理器CPU、存储器、行驶数据信号接口、红外接口、串行接口、语音输出电路、时钟电路。行驶数据信号接口包括速度信号接口、制动信号接口。存储器包括串行EEPROM、并行EEPROM、RAM。红外接口包括红外数据译码器、双向红外通信口。语音输出电路包括语言芯片、内置或外接扬声器。速度信号接口和制动信号接口与中央处理器CPU相连接，串行EEPROM与时钟电路经串行总线与中央处理器CPU相连接，RAM、并行EEPROM和语音电路由并行总线经锁存器、地址译码器与中央处理器CPU相连接。双向红外通信口、红外数据译码器和串行双向通信接口与中央处理器CPU相连接，扬声器与语音电路相连接。按键与中央处理器CPU相连。
在读取黑匣子数据时，带有红外接口的掌上电脑PDA通过红外通信接口或串行双向通信接口连接黑匣子主机进行数据通信。
工作原理汽车的行驶数据信号经信号接口进入CPU，时钟芯片提供的日期、时间数据也进入CPU，CPU对上述信号和数据进行综合处理，得出汽车行驶的综合数据(行驶日期、时间，停驶日期、时间，速度、制动、行驶里程等)存入串行EEPROM和并行EEPROM，关闭电源后，EEPROM中的数据不会丢失。
当EEPROM中数据存满时，新数据会挤掉旧数据的空间，即始终存有行车的最新数据。由于并行EEPROM的容量比较大，可以存储相当长一段日期的行驶数据。
串行EEPROM用来存储临时数据和对重要数据进行备份，以提高数据记录的可靠性，RAM用于对CPU内部RAM的补充。
电源监测看门狗对CPU工作电源和程序运行状态进行监测，当出现电源电压异常或程序跑飞时，强制CPU回到正常工作状态。
锁存器和地址译码器配合，按CPU指令选择控制并行总线上连接的RAM、并行EEPROM或语音输出电路的工作。
语音输出电路中存有“速度超过XX公里”等各速度段的语音警示信号，当出现超速时，按CPU指令取出相应速度段的语音信号，送至扬声器发出警示声音。
需要解读黑匣子中存储的行驶数据时，用PDA向黑匣子发出红外指令信号，黑匣子中红外双向通信口收到红外信号，送到红外数据译码器处理，变成CPU可以识别的数据指令，CPU即按指令要求的内容从EEPROM中取出相应的记录，通过红外数据译码器处理，变成适合双向红外通信口的数据格式，经双向红外通信口变成红外信号发送到PDA。
PDA收到数据后保存在内部EEPROM中，专用系统软件可对其进行存储、通信、显示、删除等项操作。
PDA中记录的数据可经串行接口送到微机，黑匣子中记录的数据也可经串行口直接送到微机，由微机数据库进行管理。
汽车安全警示记录仪初始设定、语音警示和PDA解读方法1、采用速度自适应技术，通过对汽车(机动车)规定的某一实际速度进行一次采样、自动计算后得到汽车的速度系数，可用于对已知或未知速度系数的车辆进行速度系数的初始设定，具体为(1)汽车行驶至一定速度；(2)按下黑匣子设定按键完成设定；(3)黑匣子中的中央处理器CPU对设定时的速度脉冲进行采样，自动计算后得到该车的速度系数，并保存在EEPROM中；2、汽车正常行驶时，中央处理器CPU依据该速度系数可以计算出汽车实际行驶中的任意行驶速度，CPU同时对速度和时钟芯片提供的日期、时间数据进行处理，将行驶数据包括日期、时间、速度、里程等，均记录在并行EEPROM中，黑匣子对行驶状态进行实时监视，外接RAM用于补充中央处理器CPU内部RAM数量的不足，串行EEPROM用于存储临时记录和备份重要数据，以提高系统数据记录的可靠性；3、黑匣子对行驶速度进行实时监测，当汽车行驶速度超过规定值时，黑匣子自动发出各速度段的语音警示，提醒驾驶员不要超速行驶；4、使用带有红外接口的掌上电脑PDA作为数据采集显示器，在掌上电脑PDA中写入专用系统程序，使PDA能够与黑匣子进行通信，并能够按需要显示从黑匣子中取出的数据，从而使PDA改装成为专用的数据采集显示器。
黑匣子可以通过串行接口或红外接口与掌上电脑PDA进行数据通信。进行红外通信时，红外数据译码器对发送和接收的数据进行处理，使传输的数据信号特征符合PDA红外传输的要求，实现黑匣子与PDA之间的无线数据传输。
本实用新型的优点1、采用速度自适应技术后，可以方便地对任意型号车辆进行速度系数的初始设定，不必预先知道车辆的速度系数，不必对新车型进行速度系数的反复跑车试验，可以一次完成初始设定，大大简化了黑匣子的安装程序，有利黑匣子产品的实际推广。
2、黑匣子与PDA之间实现了红外数据双向通信，不需要连接通信电缆，不需要插卡，不存在接触不良的问题，操作方便、通信可靠。
3、可充分利用PDA本身所具备的强大功能如大容量存储空间、高分辩率液晶显示、笔触式菜单界面、手写中文输入、中英文词典、电话簿、记事本……等多项功能，使整个黑匣子系统体现出高科技产品的技术优势。
4、高速行驶时，黑匣子自动发出各速度段的语音警示，使驾驶员不必频繁注视仪表盘即可知道自己的行车速度，既可保证驾驶员集中精力于前方路面，又可提醒驾驶员不要超速行驶，达到预防事故的目的。
图1是汽车安全警示记录仪的电原理框图。
中央处理器CPU采用51系列如89C52或其它系列单片机；串行接口采用标准RS232串行双向通信接口；串行EEPROM采用24系列或25、93系列可电擦除、改写的串行EEPROM；并行EEPROM采用29系列可电擦除、改写的并行EEPROM；时钟电路采用能提供年、月、日、时、分、秒的串行时钟芯片；电源监测看门狗用MAX813等具有电源监测功能和看门狗功能的芯片；红外数据译码器单独使用一片89C2051或其它型号的单片机；双向红外通信口采用与PDA一致的红外发射和接收芯片；语音电路采用带有功率输出的多段语音OTP结构的芯片；锁存器采用74HC573或373通用8位锁存器；地址译码器采用2-4或3-8译码器。
在黑匣子中装置了红外接口，该红外接口带有能兼容PDA红外数据特征的红外数据译码器，使黑匣子具备了与PDA进行红外数据通信的功能。
汽车安全警示记录仪初始设定、语音警示和PDA解读方法黑匣子经过信号接口电路接受汽车行驶数据信号，当符合初始设定的条件时(黑匣子处于设定状态、汽车行驶速度为60km/h或某一规定速度)揿下按键，即完成初始设定。黑匣子对设定时采集的数据进行计算得到该汽车的速度系数并保存在EEPROM中，依据该速度系数可计算出汽车实际行驶中任意速度。汽车正常行驶时，黑匣子对行驶状态进行实时监视，行驶数据(如日期、时间、速度、里程等)均记录在并行EEPROM中，外接RAM用于补充CPU内部RAM数量的不足，串行EEPROM用于存储临时记录和备份重要数据，以提高系统数据记录的可靠性，行驶速度超过规定值时，黑匣子自动发出各速度段的语音警示，提醒驾驶员不要超速行驶。
黑匣子可以通过串行接口或红外接口与PDA进行数据通信，PDA作为数据采集显示器。进行红外通信时，红外数据译码器对发送和接收的数据进行双向处理，使传输的数据信号的特征符合PDA红外传输的要求，实现黑匣子与PDA之间的无线数据传输。在PDA中写入专用系统程序，使PDA能够与黑匣子进行通信，并能按需要显示黑匣子中取出的数据。掌上电脑PDA中存储的汽车行驶数据可通过串行通信传到微机(计算机)，由微机数据库管理。黑匣子中汽车行驶数据也可直接传到微机，由微机显示、管理。
权利要求1.一种汽车安全警示记录仪，其特征在于结构具有黑匣子主机、带有红外接口的掌上电脑PDA，黑匣子主机包括中央处理器CPU、存储器、行驶数据信号接口、红外接口、串行接口、语音输出电路、时钟电路；行驶数据信号接口包速度信号接口、制动信号接口；存储器包括串行EEPROM、并行EEPROM、RAM；红外接口包括红外数据译码器、双向红外通信口；语音输出电路包括语言芯片、内置或外接扬声器。
2.根据权利要求1所述的汽车安全警示记录仪，其特征在于速度信号接口和制动信号接口与中央处理器CPU相连接，串行EEPROM与时钟电路经串行总线与中央处理器CPU相连接，RAM、并行EEPROM和语音电路由并行总线经锁存器、地址译码器与中央处理器CPU相连接；双向红外通信口、红外数据译码器和串行双向通信接口与中央处理器CPU相连接，扬声器与语音电路相连接；按键与中央处理器CPU相连；在读取黑匣子数据时，带有红外接口的掌上电脑PDA通过红外通信接口或串行双向通信接口与黑匣子进行数据通信。
专利摘要本实用新型汽车安全警示记录仪及其初始测定、语音警示和PDA解读方法，适于在机动车上安装使用。结构具有黑匣子主机、带有红外接口的掌上电脑PDA。黑匣子主机包括中央处理器CPU、存储器、行驶数据信号接口、红外接口、串行接口、语音输出电路、时钟电路。速度信号接口和制动信号接口、双向红外通信口、串行双向通信接口与中央处理器CPU相连接；串行EEPROM与时钟电路经串行总线与中央处理器相连；RAM、并行EEPROM和语音电路由并行总线经锁存器、地址译码器与中央处理器CPU相连；扬声器与语音电路相连接；在读取黑匣子数据时，带有红外接口的掌上电脑PDA通过红外通信接口或串行双向通信接口与黑匣子进行数据通信。
文档编号B60R99/00GK2589291SQ0229304
公开日2003年12月3日 申请日期2002年12月27日 优先权日2002年12月27日
发明者史建军 申请人:昆山飞达科技发展有限公司