专利名称：利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪及其数据采集、传输方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆行驶记录仪，特别是一种利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪及其数据采集、传输方法。
背景技术：
随着经济的发展，各类汽车、私家车、客车、货车的数量越来越多，然而与此相对应的是，交通事故也越来越多，越来越频繁。为此，国家于去年发布了GB/T19056-2003《汽车行驶记录仪》的标准，俗称汽车黑匣子的标准。汽车行驶记录仪已经在欧盟、日本等国家和地区得以应用。它可以实时记录15天内车辆运行和驾驶人驾驶活动的有关信息，在遏止疲劳驾驶、车辆超速等严重交通违法行为，预防道路交通事故，保障车辆行驶安全，提高营运管理水平等方面发挥着重要的作用，并将为事故分析鉴定提供原始数据。
现有的汽车行驶记录仪在数据采集方面多数采用优盘，实行一车配备一个，利用读卡器采集数据；也有一部分采用GSM短信，可实时传送数据。但对于大多数的出租车、长途货车，尤其是私家车而言，数据的采集是非常不方便的，首先必须到指定地点(如车管中心)，其次必须在有人管理的情况下才能采集数据。而采用GSM短信提取数据虽然可以改善以上的缺点，但费用较昂贵，而且其数据初始化需要一定时间，不能立即记录数据。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供克服了现有汽车行驶记录仪数据传输时间长、数据提取不便及费用高问题的一种利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪及其数据采集、传输方法。
为了达到上述目的，本发明所设计的一种利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪，车载终端主要由电源单元、车载信号转换单元、微控制器MCU单元、大容量存储器EEPROM及时钟信号单元、发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元构成，电源单元给所有的各单元供电，车载信号转换单元、大容量存储器EEPROM及时钟信号单元都与微控制器MCU单元的I/O口相连，而发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元通过SPI口(或串口)与微控制器的串口(或I/O口)相连。USB通讯接口和串口通讯接口连到微控制器MCU的I/O口，进行数据有线传输连接。
本发明所提供的一种利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪的数据采集、传输方法，它包括作为硬件的车载终端和数据采集终端，数据采集终端(即管理控制平台)主要包括含无线网络卡的PC机、桥接器AP(可将其看成传统局域网中的HUB集线器)；车载终端与数据采集终端间通过无线局域网传送数据连接，车载信号转换单元将与车载信号转换单元连接的车载传感器传送的信号转换成电路使用的数字信号后，输入微控制器MCU单元，经过微控制器MCU将数据保存在EEPROM单元中，而发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元实时向空中发送信号，寻找桥接器AP，查看车辆是否进入无线网的信号覆盖区域，如果已经进入信号覆盖区，则发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元将向管理中心的数据采集终端发送连接请求，管理中心的数据采集终端收到请求并允许发送数据后，发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元发送已储存的数据，管理中心的数据采集终端将接收到的数据存入管理中心的数据采集终端。在发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元将向管理中心的数据采集终端发送连接请求时，管理中心的数据采集终端将发送一串字符，要求车载终端使用有线等效保密WEP钥匙返回密码，只有在密码正确的情况下，才可以和管理中心通信，从而获得IP地址(该IP地址为计算机自动分配获得)。向中心发送已储存的数据。车管中心收到请求后立即允许发送数据，并判断是否在当日已采集过该车的数据。若已采集过，则对数据仅接收但不保存，否则就将接收到的数据存入车管中心。对于这一过程，只要保证车管中心的计算机一直开着，就可以通过管理程序自动完成，而无需人为操作，也不需要派专人去车上采集数据。
本发明使得只要车辆进入无线网络的分布范围，即使在无人管理的情况下，车辆都可以自动传送数据，省时又省力。
本发明所得到的汽车行驶记录仪及其数据采集、传输方法，其积极效果在于采用无线局域网方式进行数据传输，大幅度提高了数据传输的效率；避免了人为管理过程中易出现的失误，譬如管理人员忘记采集、因遗漏而没有采集、夜间到达凌晨又需出发的车辆数据采集不便等，这样也不需要派人值班采集数据；利用无线局域网的传输速率，可将车辆的行驶信息快速地传递给管理中心，使数据采集在不知不觉中完成；只要车辆在无线局域网的接收范围内即可传送数据，不需要将车开到车管中心或将数据送到车管中心，特别适合私家车的管理；同时还可将扩大管理范围，可通过扩大信号覆盖范围或将车管中心的计算机接入有线网的方式，将数据发送给上级管理系统，从而实现更有效的管理。
发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元，采用射频(Radio Frequency；RF)的技术，利用电磁波在空气中发送和接收数据。它是对有线连网方式的一种补充和扩展，使网上的连接设备具有可移动性，能快速方便。
无线局域网具有以下特点1、高可靠通信采用DSSS传输和CCK调制编码技术进行无线通讯，具有抗射频干扰强。直接序列扩频技术的采用，提供了良好的无线网络安全性，网络冲突避免技术的采用，大大提高了无线带宽的利用效率。同时全系列的智能放大器和系列天线产品，具有理想的接受灵敏性，能够提供强大和可靠的无线传输2、多级安全性同时采用了ESSID认证机制和MAC地址访问限制列表和WEP加密功能，充分保护了用户数据的私密性3、技术兼容性提供低价位的全兼容系列方案，同国际标准完全兼容，和Ethernet(IEEE 802.3)以及Token Ring(IEEE 802.5)网络无缝连接保护投资无线技术是今后的有线网络的发展方向，所以选用无线产品需要考虑到对今后投资的保护，型号为AirConl100系列产品采用了和标准完全兼容的设计，同时PC卡用户使用标准的PCMCIA接口PCI网络转接卡，这些都将保护用户今后的投资4、大覆盖范围基本配置的100米工作半径足以满足在办公室内的覆盖，扩展配置(安装智能放大器和天线组)的工作半径可以大于30公里(限于可视范围内)
5、快速安装不需要开挖和在墙面布线，所以安装工作非常简单快捷，同有线网络的安装相比，无线不需要花费大量的劳动力成本，这也是实现无线网络灵活性的一个主要原因6、无线网络漫游支持在多个接入点之间的漫游，这样一方面可以扩展网络的覆盖范围，一方面也可以让用户能够更方便地使用无线服务。
一般架设无线网络的基本配备就是一片无线网络卡及一台桥接器AP，对于本发明则是配备装有无线网卡芯片的汽车行驶记录仪和桥接器(AP)及至少一台计算机(即管理中心)。
由于本发明利用无线局域网采集数据，避免了派专人管理时易出现的失误，使数据采集和管理更加有效，因此可广泛应用于以下领域长途汽车客运管理中心、长途汽车货运管理中心、出租车运管处、私家车停管处、公交公司。
图1是本发明应用示意图；图2是行驶记录仪工作方框图；图3是无线局域网络实施例的电路原理图；图4是射频RF电路的原理图；图5是MPU单元和网卡电路单元原理图；图6无线局域网络原理框图。
具体实施例方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例本实施例描述的一种利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪，车载终端主要由电源单元、车载信号转换单元、微控制器MCU单元、大容量存储器EEPROM及时钟信号单元、发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元构成，电源单元给所有的各单元供电，车载信号转换单元、大容量存储器EEPROM及时钟信号单元都与微控制器MCU单元的I/O口相连，而发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元通过SPI口(或串口)与微控制器的串口(或I/O口)相连。USB通讯接口和串口通讯接口连到微控制器MCU的I/O口，进行数据有线传输连接。
如图1所示，本发明所提供的一种利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪的数据采集、传输方法，它包括作为硬件的车载终端和数据采集终端，数据采集终端(即管理控制平台)主要包括含无线网络卡的PC机、桥接器AP(可将其看成传统局域网中的HUB集线器)；车载终端与数据采集终端间通过无线局域网传送数据连接，车载信号转换单元将与车载信号转换单元连接的车载传感器传送的信号转换成电路使用的数字信号后，输入微控制器MCU单元，经过微控制器MCU将数据保存在EEPROM单元中，而发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元实时向空中发送信号，寻找桥接器AP，查看车辆是否进入无线网的信号覆盖区域，如果已经进入信号覆盖区，则发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元将向管理中心的数据采集终端发送连接请求，管理中心的数据采集终端收到请求并允许发送数据后，发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元发送已储存的数据，管理中心的数据采集终端将接收到的数据存入管理中心的数据采集终端。在发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元将向管理中心的数据采集终端发送连接请求时，管理中心的数据采集终端将发送一串字符，要求车载终端使用有线等效保密WEP钥匙返回密码，只有在密码正确的情况下，才可以和管理中心通信，从而获得IP地址(该IP地址为计算机自动分配获得)。向中心发送已储存的数据。车管中心收到请求后立即允许发送数据，并判断是否在当日已采集过该车的数据。若已采集过，则对数据仅接收但不保存，否则就将接收到的数据存入车管中心。对于这一过程，只要保证车管中心的计算机一直开着，就可以通过管理程序自动完成，而无需人为操作，也不需要派专人去车上采集数据。
本实施例的数据采集终端(即管理控制平台)包括含无线网络卡的PC机、桥接器AP(可将其看成传统局域网中的HUB集线器)。其微控制器(MCU)采用Microchip Technology，Inc.of Chandler，Arizona处购得的PIC16C76，无线网卡芯片采用RealTeK(瑞昱)公司推出的符合802.11b标准的RTL8180L系列芯片。
RTL8180L是一个在一个单芯片中集成了WLAN MAC和基带处理器的高度集成、经济有效的单芯片WLAN网络接口控制器。它采用数字讯号处理(DSP)与模拟数字混合设计的核心技术，并以ASIC方式达成媒体控制器设计。RTL8180L采用0.18微米CMOS制程与128针LQFP包装，其特性包括性能强大的基频处理器，可缩小50％的无线网卡面积，以及节省30％以上的功耗。
RTL8180L提供32位高性能的PCI通道，完全遵循IEEE 802.11和IEEE 802.11b国际标准，传输速率可根据实际应用环境自由在1M、2M、5.5M或者11Mbps之中切换(根据传输距离不同、干扰大小或信噪比不同自动进行切换)。RTL8180L支持内、外置天线架构，在安全性方面，它可采用128位的高性能WEP加密方式。支持现在主流操作系统的电源管理界面的高级配置(ACPI)和PCI电源管理，使得整个网络应用更加低功耗成为可能。同时RTL8180L还支持远程唤醒功能。
一般架设无线网络的基本配备就是一片无线网络卡及一台桥接器AP，对于本发明则是配备装有无线网卡芯片的汽车行驶记录仪和桥接器(AP)及至少一台计算机(即管理中心)。
如图2所示，使用时可通过车上电瓶取12V电源，经过滤除干扰信号电路中央处理单元提高稳定的12V直流电源，再经过电压转换电路把12V直流电转换成5V为终端供电；微控制器MCU的晶振电路输入、输出端OSC1、OSC2通过电容与晶振电路连接；MCU的I/O口与RS232接口电路的相应端口连接，从而与计算机PC通讯；MCU的I/O口连接大容量存储器EEPROM及时钟模块的相应接口，以便时钟模块能将数据传送给MCU并保存在EEPROM中；USB通讯模块与MCU的I/O口相连，将数据传送给优盘，然后将优盘中的数据传给读卡器，继而传送给计算机PC，从而完成数据的采集。
本实施例利用无线局域网技术传输、提取车载信息，如图6的无线局域网络原理框图及图3无线局域网络流程图所示，无线局域网模块电路由以下几部分组成中央处理MPU单元(主要选用ARM芯片)、网卡电路单元、射频RF发射接收单元。图4和图5是实施例的原理图，其中图4是射频RF电路的原理图，图5是MPU单元和网卡电路单元。
无线网卡上电后，无线网卡中的MPU(ARM芯片)就对网卡芯片进行初始化，当通过射频RF发射接收单元(以下简称RF电路)检测到有效无线AP的信号并通过密码验证后，就可以进行数据传输了。数据传输过程如下MPU把从串口(或SPI口)接到的数据进行处理后打包，然后发送给网卡芯片，由网卡芯片进行相应处理，再传给RF电路进行电平转换和功率放大处理，最后通过天线发送给无线AP。同样，当网卡芯片通过RF电路接收到无线AP发过来的有效信号后，通知MPU(或者由MPU查询)读取数据并由MPU进行判断，然后由MPU把数据发送到串口。
权利要求
1.一种利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪，其特征是车载终端主要由电源单元、车载信号转换单元、微控制器MCU单元、大容量存储器EEPROM及时钟信号单元、发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元构成，电源单元给所有的各单元供电，车载信号转换单元、大容量存储器EEPROM及时钟信号单元都与微控制器MCU单元的I/O口相连，而发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元通过SPI口(或串口)与微控制器的串口(或I/O口)相连。
2.根据权利要求1所述的利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪，其特征是USB通讯接口和串口通讯接口连到微控制器MCU的I/O口，进行数据有线传输连接。
3.一种利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪的数据采集、传输方式，它包括作为硬件的车载终端和数据采集终端，数据采集终端主要包括含无线网络卡的PC机、桥接器AP；其特征是车载终端与数据采集终端间通过无线局域网传送数据连接，车载信号转换单元将与车载信号转换单元连接的车载传感器传送的信号转换成电路使用的数字信号后，输入微控制器MCU单元，经过微控制器MCU将数据保存在EEPROM单元中，而发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元实时向空中发送信号，寻找桥接器AP，查看车辆是否进入无线网的信号覆盖区域，如果已经进入信号覆盖区，则发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元将向管理中心的数据采集终端发送连接请求，管理中心的数据采集终端收到请求并允许发送数据后，发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元发送已储存的数据，管理中心的数据采集终端将接收到的数据存入管理中心的数据采集终端。
4.根据权利要求3所述的利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪的数据采集、传输方式，其特征是在发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元将向管理中心的数据采集终端发送连接请求时，管理中心的数据采集终端将发送一串字符，要求车载终端使用保密钥匙返回密码，只有在密码正确的情况下，才可以和管理中心通信，从而获得IP地址。
全文摘要
本发明所公开了一种利用无线局域网传送数据的汽车行驶记录仪及其数据采集、传输方法，车载终端主要由电源单元、车载信号转换单元、微控制器MCU单元、大容量存储器EEPROM及时钟信号单元、发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元构成，电源单元给所有的各单元供电，车载信号转换单元、大容量存储器EEPROM及时钟信号单元都与微控制器MCU单元的I/O口相连，而发送和接收无线局域网数据(WLAN)单元通过SPI口(或串口)与微控制器的串口(或I/O口)相连。采用这种方式进行数据传输，大幅度提高了数据传输的效率；避免了人为管理过程中易出现的失误；并且可将车辆的行驶信息快速地传递给管理中心，只要车辆在无线局域网的接收范围内即可传送数据，同时还可将扩大管理范围，从而实现更有效的管理。
文档编号H04L12/28GK1716892SQ20051005083
公开日2006年1月4日 申请日期2005年7月25日 优先权日2005年7月25日
发明者黄迎胜 申请人:杭州中导科技开发有限公司