专利名称：多功能汽车记录器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有关机动车辆管理、计价、监测及记录的装置。
目前现有技术中，作为汽车记录器存在如下不足，一、功能单一，现有的汽车记录器一般有防弊肇事型、出租车计价型、汽车防盗型等，尚未出现多功能型的汽车记录器；二、性能差，如车速传感器不可靠，事故过程的记录及处理不详细，再如出租车计价器缺乏人机对话功能，计价参数不易修改，其使用受到区域和时间的限制，不适合大规模应用，还有，现有的汽车防盗器灵敏度低，易误报。
本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种具有事故记录、出租车计价、防盗防劫等综合功能的多功能汽车记录器。
本实用新型是这样实现的，它包括车速传感器、硬件记录器，车速传感器后串接车速整形器，再与硬件记录器相连，硬件记录器中单片机P1.5、P1.6端产生驱动信号接防盗防劫驱动器。
车速传感器的脉冲码盘为铝板制成的圆盘，在圆盘的边缘均匀分布着30至60个槽齿。
非门电路及由D触发器和R、C组成的单稳整形电路串联而成的车速整形器，它串接于车速传感器与存件记录器单片机INT1端之间。
防盗防劫驱动器，其输入端接硬件记录器单片机P1.5、P1.6，输出端顺序经门1，光耦合器O1及O2，再经电流放大器后驱动继电器，继电器触点端子分别控制点火线圈及啦叭与车灯。
串行通讯器三极管BG1将外来RS232信号转接为0-5V的信号送单片机P3.0脚，运算放大器LM301又将P3.1脚的信号转接为-5～+5V的R232标准信号发射出去。
硬件记录器由单片机通过地址锁存器，由地址译码器输出的片选线、结合其数据总线及地址线分别与可编程并行接口，外部数据存储器、打印锁存器、显示数据锁存器连接，程序存储器通过数据总线、地址线以及PSEN端与单片机相连，由时钟信号发生器产生的信号经若干分频后再经时钟二分频电路，产生秒信号与单片机INT0端连接，防劫信号、计价信号、左右方向信号分别经对应的门电路连接单片机的P1.1～P1.4端；单片机P1.5、P1.6端分别通过门电路后驱动防盗防劫点火线圈及啦叭与灯光线路；由可编程并行接口连接矩阵式键盘及驱动显示插座；三端稳压块将+12V电源输入稳压至+5V。
本实用新型巧妙的将车速传感器、计价器、防盗防劫装置等结合在一起，并且有智能性特点，以单片机为核心，配以大容量的存储器，可以详细真实的记录行车的各种数据、事故前后的操作情况，并可通过打印机将存储的数据打印出来，为车辆管理、事故处理提供科学的依据。
本实用新型还具备完善的计价功能除计量营运价格外，还可以记录每天的起停、日月行车里程等，除此之外，输出密码后可以方便的修改各种计价参数，从而克服了计价器受地域、时间限制的缺陷。
本实用新型具备防盗防劫报警功能。
本实用新型具备简单、实用、可靠性高、便于安装和操作的特点。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型中车速传感器的工作原理图；图2为本实用新型中车速传感器的外型图；图3为本实用新型中车速整形器工作原理图；图4为本实用新型中防盗防劫驱动器电路图；图5为本实用新型中串行通讯器电路图；图6为本实用新型中硬件记录器电路图；本实用新型由车速传感器、车速整形器、防盗防劫驱动器、串行通讯器以及记录器组成。
图1为车速传感器工作原理图，脉冲码盘3系φ1铝板制成的φ39圆盘，在其边缘加工有30个均匀分布的槽齿2，法兰盘4用于连结及固定传感器转轴5与脉冲码盘3，通过小孔4用于连结及固定传感器转轴5与脉冲码盘3，通过小孔4(共3个，120°角分布)固定码盘，再以小孔7(共2个，对称分布)将其用螺丝固定在转轴5上，光耦合器1安装于图2所示的仓室8内，并自动定位于图1所示的位置上，即确保码盘3在其夹缝中运转自由。光耦合器一侧为发光二极管，另一侧为光敏三极管。
图2为传感器外型图，将图1所示的传感部件安装其中。传感器转轴与壳体两端为滑动轴承配接。图2中，9为与汽车变速箱外壳连接螺帽，10为主仓，11为与里程表传动轴外壳连接螺杆，12为传感器引线。传感器转轴5两端分别与变速箱13及里程表的传动轴14连接。
由于车型不同，传动器转轴5两端加工成不同形状，以便配接型号及构造不同的车辆。
其车速脉冲整形器如图3所示。由车速传感器1送出的车速脉冲不很规则，尤其是其上升与下降沿并非十分理想，故先将其脉冲经非门2整形。实践证明，经门电路后输出的脉冲还有许多毛刺干扰，这些干扰突变极易引起记录失真，此情况在低车速情况下尤甚。D触发器3及R、C组成的特殊电路正为此而设计，由图看出，D触发器3的CP与D端接地，视为无效。经非门2后的车速脉冲上升沿触发其量零端(R)，使Q端输出为低电平，引起CPU中断，以实现风速加1处理。此时，加压R端的上升沿抖动对D触发器状态无任何影响，同时，Q端输出高电平，通过电阻R给电容C充电，当“A”点电位达到D触发器置位高度时，D触发器翻转，Q端变为高电平，此时A点电位虽由于Q端的变低而降为O，但由于D触发器维持特性将保持此状态不变，合理选择RC时间常数(200uS左右)，可获得极高的抗干扰能力，并输出宽度恒定的负矩形波。该设计实为用D触发器实现了单稳功能。D触发器2占用了1/2块4013，另一半用作实时钟分频电路(见附图5)，十分经济实用。
其防盗防劫驱动器如图4所示。当防盗密码设定后，若有人移动车辆(不启动汽车亦然)后，记录器发出一低电平输入至1的AA端，同时输出一间隔时间为1秒的报警方波至BB端。图中1为四双与非门(仅用二只)，经1反相后，使光耦合器3在O1点输出高电平，驱动射极跟随器BG1使继电器6工作，其常闭接点断开，(1)、(2)两端串接于点火线圈初级端，故此时被断开，发动机自动熄火。同时，光耦合器4在O2点输出方波，驱动射极跟随器BG2使继电器5时通时断，(3)、(4)两端串接于汽车喇叭及灯光回路中，故引起声光自动报警。该设计具有防剪断功能，若AA、BB点与记录器断开，由于R5、R6接地，系统自动处报警态，光耦合器3与4的作用有两个，一是增强抗干扰能力，二是实现5至12V的电平转移，图中的C1D1与C2D2均为消干扰而设计，本驱动器的常态为记录器提供给AA、BB端高电平，继电器处体闲态。防劫工作原理与上述完全相同，当遇劫后，司机只需按一下隐藏的开关，在软件控制下，3分钟后将自动进入上述报警态。电源提供需隐藏处理。
其串行通讯器如图5所示。本记录器记录了大量的珍贵行车数据，这些数据块均储存于外部数据存储器(RAM)中，按其性质，数据块包括正常及事故前后的行车信息，日行车，计价，起停记录，月行车记录，当次出租计价记录以及日行车里程记录等。通过串行通讯器与PC机可联机通讯，以便利用PC机的丰富软硬件源对数据加工处理。图5中#1、#2、#3、#7等为RS232接脚编号，#2为输入，#3为输出，工作于双工模式，波特率为2400，由#2脚引入的PC机命令经BG1整形转换后，送到CPU(80C31)的P3.0接脚，而来自CPU(8031)P3，接脚的发射讯号送于运算放大器LM3011的反向输入端，1输出的标准RS232信号由#3脚送至PC，在通讯软件控制下，完成双向信息交换任务。2为负电压发生器7660，其作用为提供给运算放大器1所需的-5V电源电压。
其硬件记录器如图6所示。1为单片机80C31,2为可编程并行接口8155,3为地址锁存器74HC373,4为程序存储器27C64,5为外部数据存储器62256,6为打印锁存器，7为显示数据锁存器，8为地址译码器，9为译码选通门，10为时钟信号发生器，11为实钟二分频器(1/2个4013),12为防盗防劫喇叭灯光输出，13为防盗防劫点火线圈输出，14为防劫信号门，15为计价器信号门，16为左方向输入门，17为右方向输入门，18为总价显示框，19为单价显示框，20为时间显示框，21为车速、里程显示框，22为键盘，23为打印机插座，24为三端稳压7805。
单片机系统工作于外部扩展模式，外接8K字节EPROM程序存储器4及32K字节(仅用16K)外部数据存储器5，车速传感器经整形电路后，其脉冲由CC点送入1的INT1(P3.3)端，INT0接外部时钟发生器10经11分频后的秒信号，刹车信号由KK端R1、R2分压后送到1的P1.7脚，左方向、右方向由GG、FF端分压并分别经门16、17反向后送1的P1.2、P1.1脚0计价信号经R5、R6分压后经门15反向后送1的P3.5脚；防劫信号经R7、R8分压后经门14送2的P0.3脚，1的串行通讯发射端(P3.1)经EE点送至串行通讯器#3，而接收端(P3.0)则用串行通讯器#2引入。防盗防劫喇叭灯光及点火线圈输出信号分别由门12和门13由BB及AA点送出。汽车在行进中车速传感器输出的车速脉冲每次引起单片机1中断，对应于INT1的中断程序首先判别其脉冲是否在40us内连续为O(整形后的车速脉冲RC为200us)，若否则无动作返回，若真则在行车数据缓冲区(内部RAM)记录字节实现加1功能并存储，以确保中断信号的真实。于此同时，T1口为方式1下的定时工作方式，定时常数为125ms，每当中断发生后，单片机1读取数据缓冲区内的速度记录，并存放于外部数据存储器5的某一原始速度采样区内，以实现每秒钟一次的采样与暂存功能。车辆在正常存储过程中，每隔一秒钟将原始采样区内的8个车速数据加权平均，以滚动方式存储于外部数据存储器5的行车数据存储区中。当有刹车或负向车速突变(如碰撞过程)，单片机1自动进入加密采存模式，将原始速度采样区内的数据原样搬至外部RAM行车数据区，并在其数据块首尾置入刹车或碰撞过程的起始与结束标志，以便完整详尽地保留事故发生前后的车速及行车状态参数(如方向、刹车、车灯等)，在此过程处理中，单片机1同时完成行车距离及刹车距离以及一系列计价计算，并分别存于起停区，日月行车区及当次收费暂存区。行车数据存储区长度为16K字节，可载有3个小时连续行车的全部信息，起停存储为起始时间，收费单价、结束时间等，共可存64组，日、月行车区存储有每天的行车公里及月行车公里数，共计128组。
与此同时，记录器在时间显示框20内显示实时钟，在车速里程框21内显示车速。
当K0闭合，即按下计价开关后，记录器在不影响行车及事故记录的情况下(因上述功能由中断完成)自动进入计价模式，此时总价及单价显示框18,19先有0000000闪灼(15秒钟)，以告知顾客计价器刚刚按下，此后在总价显示框18显示总价，在单价显示框19显示单价，在时间显示框20显示侯等时间，在车速、里程显示框21显示行车里程。其计算标准与累计均自动完成，并在顾客下车前打印出完整的收据，内容为车号，乘车时间，起步价，单价里程，总价等，以便于顾客丢失物品查找或投诉。
当遇劫时，司机可乘其不备按动隐敝防劫开关K1，该车自动进入防劫工作态，当车辆行进3分钟后，记录器将报警信号分别经门12与门13驱动防盗防劫驱动电路，在切断点火线圈的同时发出声光报警信号，解警的唯一方法是输入司机自己定义的密码，并按解除键。
防盗保护由软硬件配合完成，单片机1在用密码设警后自动进入防盗状态，此时记录器通过加在INT1端的车速信号判断是否有人动车，若车速连续10秒内有脉冲输出，记录器则通过门12与13立即发生报警讯号。切断点火线圈电源并发出声光报警。
键盘22为一16键操作键盘，有时，计价参数(夜间起步价、白天、夜间单价、返程分里数，白、夜等侯价，相当于1公里的侯时值，白、夜往返单价，夜间起始与结束时间)多达20多个，均由密号打开并一次输入，车号输入亦采用密码制，可输出任何省份与地区的汉字码及车号，并在打印时打印出来。键盘同时兼有调时对时功能，调整后，实时钟系统自动运行并具有万年历功能，打印部份由锁存器6及打印接口23组成，可实现事故曲线，当日、月行车，月行车、起停及出租单据等五种打印功能，均由键盘简单操作完成。
对于事故曲线的打印，其内容有车型图样、车号、现行时间、速度坐标轴、正常行驶曲线(一般为3分钟)、刹车或速度负突变标志、事故发生准确时间、刹车曲线及车方向、车灯等。刹车或速度负突变后，曲线双打，左方向有效时，打印上曲线，右方向有效时打印下曲线。该项打印有无限次推打功能，可以追溯以前的车辆行进情况，或移车破坏现场。交通管理人员可以依据曲线直观迅速地了解车辆行驶及操作情况，做出科学合理的判断。
此外，也具有丰富的显示查询功能，可以配合键盘22及密码操作查阅及浏览内外存储区内的所有记录和参数。
记录器具有与CPU联机能力，RS232接口被此连接后，由PC机通过DD端发出数据，请求命令，记录器将依照PC机的要求进行响应，并将其所需数据通过EE端传送到PC机，以便PC机获得真实的行车记录，为车辆管理事故分析提供依据。记录器具有省电睡眠功能，在停车及无操作时自动进入睡眠态，所有显示均熄灭，但仍可维持时钟运行，防盗警戒功能，亦然有效。按任一按键或车辆起步可将其唤醒。
本实用新型工作时，车速传感器串接于汽车变速箱与码表间，各种行车参数由不同输入端分别接入，防盗防劫驱动器电源线隐蔽安装，并将其连于记录器AA、BB端上，1、2安接于点火线圈初级，3、4端装接于喇叭及灯光连线中，隐蔽安装防劫开关，初次使用，利用键盘以人机交互方式输入各种车辆及计价参数，调整时间，安装好计价器开关。汽车发动后，随着车辆起转，记录器被唤醒，车速传感器及方向传感器均工作，车速脉冲经INT1端送至记录器，在软件控制下，记录器以每秒8次速率连续采样车速及行车参数，并按要求自动实现平均或加密记录，计算并存储日月行车公里值，在记录以上数据同时，记录器不停地扫描键盘及各种输入信息口，监视刹车、方向、负向速度突变以及计价开关，防劫开关等情况，并自动进入相应的工作模式。外备打印机可进行出租单据，当日月行车，月行车，起停及事故曲线打印。事故打印提供出详尽的车速及时间变化曲线，并表示出刹车有无、刹车时间，车速变化率，刹车距离及方向左、右等情况，为肇事处理提供科学依据。
本打印具有无限向前功能。同时，在行车过程中，遇劫时按隐藏按钮，可在3分钟内熄火报警，在车停后，可用自定义密码设警以保护车辆。且防劫防盗系统具有防剪断功能。
权利要求1.一种多功能汽车记录器，它包括车速传感器、硬件记录器，其特征在于车速传感器后串接车速整形器，再与硬件记录器相连，硬件记录器中单片机P1.5、P1.6端产生驱动信号接防盗防劫驱动器。
2.根据权利要求1所述的多功能汽车记录器，其特征在于车速传感器的脉冲码盘为铝板制成的圈盘，在圆盘的边缘均匀分布着30至60个槽齿。
3.根据权利要求1或2所述的多功能汽车记录器，其特征在于非门电路及由D触发器和R、C组成的单稳整形电路串联而成的车速整形器，它串接于车速传感器与存件记录器单片机INT1端之间。
4.根据权利要求3所述的多功能汽车记录器，其特征在于防盗防劫驱动器，其输入端接硬件记录器单片机P15、P16，输出端顺序经门1，光耦合器O1及O2，再经电流放大器后驱动继电器，继电器触点端子分别控制点火线圈及啦叭与车灯。
5.根据权利要求4所述的多功能汽车记录器，其特征在于串行通讯器三极管BG1将外来RS232信号转接为0-5V的信号送单片机P3.0脚，运算放大器LM301又将P3.1脚的信号转接为-5～+5V的R232标准信号发射出去。
6.根据权利要求5所述的多功能汽车记录器，其特征在于硬件记录器由单片机通过地址锁存器，由地址译码器输出的片选线、结合其数据总线及地址线分别与可编程并行接口，外部数据存储器、打印锁存器、显示数据锁存器连接，程序存储器通过数据总线、地址线以及PSEN端与单片机相连，由时钟信号发生器产生的信号经若干分频后再经时钟二分频电路，产生秒信号与单片机INT0端连接，防劫信号、计价信号、左右方向信号分别经对应的门电路连接单片机的P1.1～P1.4端；单片机P1.5、P1.6端分别通过门电路后驱动防盗防劫点火线圈及啦叭与灯光线路；由可编程并行接口连接矩阵式键盘及驱动显示插座；三端稳压块将+12V电源输入稳压至+5V。
专利摘要本实用新型涉及一种有关机动车辆管理、计价、监测及记录的装置。它在原有的车速传感器、硬件记录器基础上增设车速整形器、防盗防劫驱动器、串行通讯器。克服了现有汽车记录器存在的功能单一、性能差的缺陷,且具有简单、实用、可靠性高、便于安装和操作的特点。
文档编号G07B13/00GK2328057SQ97233870
公开日1999年7月7日 申请日期1997年7月29日 优先权日1997年7月29日
发明者龚德俊 申请人:龚德俊