专利名称：车载交通监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及交通管理、计算机技术、自动控制技术、卫星定位导航等技术，具体涉 及到机动车驾驶过程监控及驾驶违章行为预警等的数字化和智能化实现技术。
背录技术
现代都市汽车数量越来越多，截止2007年，仅北京市的机动车保有量已突破400万辆，全 国的机动车和驾驶员数量早已突破l亿。交通事故发生频率越来越高，道路交通日益拥挤和脆 弱。如何对众多驾驶员及道路交通实施有效的管理，减少交通违章，保证安全行车，是交通 管理者每天不得不面对的问题。
目前的交通监管采用的是纸制驾照和行驶证，交警上路巡检、电子警察值勤、证照定期 检査等并不先进的方法，所以，尽管目前的交通管理体系耗费了大量人力、物力进行交通管 理，但只能实现某个时间点的监控，无法实现全程的实时监督，更无法实现预警和控制，因 此，目前的交通监管基本上只停留在对已发生问题的解决上，而对防患于未然的基本安全指 导思想只能采用宣传教育等手段，缺乏有效的监管方法，效果差，漏洞多。对于重大交通事 故，交警的任何处罚对于事故中的受害者已于事无补，因此，交通监管的最终目的应该是交 通安全预警和控制，避免交通事故。
为此，发明一项智能实时跟踪交通管理系统显得尤为必要。
在2007年5月23日授权公告的专利号为ZL20060034290. 2的专利"电子驾照车载智能监视 系统"中公开了一种将驾照电子化，利用单片^^判断驾照是否有效并防止无照驾驶的技术， 但该技术存在如下不足(1)偏重实现纸介质驾驶执照的电子化，在交通监管方面的功能较 弱，智能性不强；(2)在汽车行进过程中，不具备对违章驾驶进行全程、实时跟踪和即时纠 错的功能；(3)不具备对违章行为进行警告预防事故发生的功能；(4)在重大交通事故发生 后，不具备自动报警功能。
发明内容
为解决上述问题，本发明利用计算机、自动控制等技术，设计一种数字化的具有智能判 断功能的驾驶全程监控及预警系统，有效地进行驾驶安全方面的测控，弥补了传统交通监管 方法中存在的大量盲点。
车载交通监测装置由车载终端设备、电子驾照卡和电子行驶证卡组成，其特征在于车 载终端采用单片机为控制核心，并从GPS、安全带传感器、速度计、定时器、IC卡模块等设备
获取相关输入信号，电子驾照和电子行驶证采用了非接触式ic卡或接触式ic，车载终端设备
由MCM微模块、MCU微处理模块、存储器模块、信息输入输出模块和时钟模块构成，电子驾照 卡和电子行驶证卡为Mifare射频卡，存储有驾驶员和车辆的基本信息，并能与终端设备的MCM 模块进行无线通讯。 本发明的有益效果为-
1〉通过对电子驾照卡、电子行驶证卡的信息进行验证和对车辆的密码保护，能有效的 提高车辆的安全性，避免车辆被盜抢事件的发生；
2) 驾驶员必须携带有有效的驾驶证和行驶证后才能驾驶车辆，无证人员不能驾驶车辆， 这样就有效的提高了驾驶的安全性，避免了无证驾驶、驾驶车辆与驾驶证规定车辆 不符合、驾驶证到期后继续驾驶等情况发生，还能对拆卸车牌、涂改车牌等违法行 为起到协助管理作用；
3) 超速管理，对车辆超速能够进行提示，并对长时间处在超速情况下的驾驶员迸行处 罚；
4) 疲劳驾驶管理，对一次驾驶时间超过4小时的驾驶员进行提示，如果继续驾驶，对驾 驶员进行处罚；
5) 故障提示和报警，当车辆发生故障和不测事件时，能有效的进行提示和警示；
6) 语音提示和报警；除了通过信号灯外，还具有语音报警的功能，更加方便驾驶员对 车辆的操作；
7〉设备功耗低，体积小，安装简便，价格低廉；
采用的电子射频卡可靠性高，操作方便、可采用多重加密算法，加密性好，能有效避免 涂改和伪造。
图l是本实用新型的逻辑图。 图2是本实用新型的原理电路图。图3是串行通讯电路图。 图4是读卡模块电路图。
具体实滩方式
本实用新型公开了一种实时跟踪驾驶综合交通管理系统，包括车载终端设备、电子驾照 卡和电子行驶证卡。通过对电子驾照中驾驶员基本信息和电子行驶证中车辆信息对机动车驾 驶员的驾驶行为进行实时监控。
具体实施方式
如下-
1、系统组成
实时跟踪驾驶综合交通管理系统，包括车载终端设备、电子驾照卡和电子行驶证卡等三 部分。车载终端设备由MCM微模块、MCU微处理模块、存储器模块、信息输入输出模块和 时钟模块构成。电子驾照卡和电子行驶证卡为Mifare射频卡，存储有驾驶员和车辆的基本信 息，并能与终端设备的MCM模块进行无线通讯。
MCM模块和电子驾照卡、电子行驶证卡(射频卡)配套使用，用于读取卡内的基本信 息。MCM模块采用PHILIPS高集成IS01443A读卡芯片MFRC500，其内部带有串行接口， 能外接RS232和RS422芯片，具有自动波特率探测、控制线输出、蜂鸣器信号输出等端口。 其工作原理如下当其工作时，MCM模块不断向外发出一组固定频率的电磁波，当有射频 卡靠近时，由于卡片内有一个LC串联谐振电路，如果其频率和读写器的发射频率相同，这 样在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，使电容充电。当电容器充电达到2V时，电容 器就作为电源供给卡上的其他电路工作。MCM模块就可以向卡内发送数据或者接收射频卡 发送的数据进行保存。该模块工作频率为13.5MHz，采用标准5V电压工作，工作电流不大 于75mA，读写卡片距离为5cm，最高通讯频率可达106Kbps，并具备有防卡片重叠工作。模 块内部带有存储器，可以存储相关信息。
MCU微处理模块采用C8051F022单片机，该单片机带有64个I/O 口、 2个串行通讯口 和一个SPI总线接口，分别和输入输出模块、存储器模块、计时模块和MCM模块相连。单 片机内部带有看门狗电路，对系统进行检测，能防止系统死机。
存储器模块用于存储电子驾照卡和电子行驶证卡的相关信息，包括卡号、准驾车型、所 驾驶车辆型号和预先设置的密码等等。
输入输出模块包括开关输入，用于报警；20键键盘输入，其中包括10个数字键、4个字 符键、确认键、取消键、密码键、*键、故障键和査询键，可以用于设置密码、査询信息和故 障输出等功能，还能对限定速度进行设置。输出包括信号输出和语音提示输出。信号输出采 用发光二极管，用于提示鳘告信息、道路限速、汽车时速和显示需査询的信息； 语音输出模块采用ISD2560系列语音芯片，用于播放已录制好的警告和提示音。语音输 出模块通过控制端口和微处理模块地址端口进行相连。
时钟模块能记录当前时间，通过SPI总线接口和微处理模块相连，通过系统时钟，可以 验证驾照的使用期限、记录违章的时间，时钟还配有电池，保证掉电后时钟正常运行。
Mifare射频卡是非接触式IC卡，拥有多套密匙，可进行多次证实和数据加密，可靠性高， 防伪性能好。射频卡采用的是MF1 IC S50，内部带有8Kbit的EEPROM存储器，掉电不会 丢失数据。
2、 相互连接关系
单片机的PO口被配置为两个串行通讯口、一个SPI总线接口和计数器接口和两个控制口， 分别和两个MCM模块、时钟模块、车辆里程计输出和语音输出模块相连；Pl、 P2口用于和 开关输入、信号输出相连；P3、 P4口用于和键盘相连；P5， P6， P7和存储器相连。
3、 系统工作流程
电子驾照卡和电子行驶证卡的内部信息通过车管所进行输入，包括驾驶证号，准驾车型， 发照时间、驾驶证有效期限、行驶证号、车辆信息等等。在车辆驾驶过程中，要求将电子驾 照卡和电子行驶证卡长期插入制定的系统读卡槽内。
车辆在驾驶前，首先打开实时跟踪驾驶综合交通管理系统电源，系统首先验证电子驾照 卡和电子行驶证卡和存储器中存储的卡号是否一致，如不一致，系统出现故障提示，同时对 电子驾照的有效期限、累计处罚、准驾车型等信息进行识别，如发现超过有效期限，累计处 罚已超过12分，准驾车型和所驾驶车型不吻合等情况，系统出现故障提示。如果吻合，系统 要求输入密码，密码一致后，才能发动车辆。
在驾驶过程中，可以预先设置行驶速度上限，通过对里程计输出的脉冲信号进行计数得 到速度信息，如果速度超过设定时速，通过语音模块和信号灯进行报警，速度越快，报警声 频率越快，信号灯闪烁越快，如果在长时间超速，系统将对电子驾照卡内积分自动进行扣除 并对当前的时间进行记录。系统同时还可通过MCM模块对无线信息进行接收，得到当前地 段的限速信息，从而对超速行为进行监控和处罚。
在行驶过程中，系统自动对行驶时间进行计算，如果单人驾驶时间超过规定的时间，系 统出现报警，包括报警提示音和报警信号灯。此时，必须更换电子驾照卡，同时更换新的密 码。如果超过一定时间后，系统自动对电子驾照内积分进行扣除。
在行驶过程中出现故障，可以通过键盘上故障按钮进行故障瞀示。当按下故障键后，故 障提示灯闪烁，可以告诉身后的车辆和交通警察，所驾驶车辆出现问题，请求帮助。
如果遭到不测事件，通过报警开关进行报警。按下故障开关后，报警灯闪烁，语音模块
发出报警提示。
4、 其他功能
1) 密码修改 密码的修改通过按密码键后，根据提示音进行修改。
2) 密码取消和设定
密码可以通过按下*号键进行取消，在这种情况下，可以不输入密码。在按下*号键可进 行设置。
5、 系统特点
1) 通过对电子驾照卡、电子行驶证卡的信息进行验证和对车辆的密码保护，能有效的提 高车辆的安全性，避免车辆被盗抢事件的发生；
2) 驾驶员必须携带有有效的驾驶证和行驶证后才能驾驶车辆，无证人员不能驾驶车辆， 这样就有效的提高了驾驶的安全性，避免了无证驾驶、驾驶车辆与驾驶证规定车辆不符合、 驾驶证到期后继续驾驶等情况发生，还能对拆卸车牌、涂改车牌等违法行为起到协助管理作 用；
3) 超速管理，对车辆超速能够进行提示，并对长时间处在超速情况下的驾驶员进行处罚；
4) 疲劳驾驶管理，对一次驾驶时间超过4小时的驾驶员进行提示，如果继续驾驶，对驾 驶员进行处罚；
5) 故障提示和报警，当车辆发生故障和不测事件时，能有效的进行提示和警示；
6) 语音提示和报警；除了通过信号灯外，还具有语音报瞀的功能，更加方便驾驶员对车 辆的操作；
7) 设备功耗低，体积小，安装简便，价格低廉；
8) 采用的电子射频卡可靠性高，操作方便、可采用多重加密算法，加密性好，能有效避 免涂改和伪造。
本发明不限于此实例，凡是利用本设计的设计思路，做一些简单变化的设计都应进入该 发明的范围之内。
权利要求1.车载交通监测装置由车载终端设备、电子驾照卡和电子行驶证卡组成，其特征在于车载终端采用单片机为控制核心，并从GPS、安全带传感器、速度计、定时器、IC卡模块等设备获取相关输入信号，电子驾照和电子行驶证采用了非接触式IC卡或接触式IC。
2. 根据权利要求1所述的车载交通监测装置，其特征在于，车载终端设备由MCM微模块、 MCU微处理模块、存储器模块、信息输入输出模块和时钟模块构成，电子驾照卡和电子 行驶证卡为Mifare射频卡，存储有驾驶员和车辆的基本信息，并能与终端设备的MCM 模块进行无线通讯。
3. 根据权利要求2所述的车载交通监测装置，其特征在于，MCM模块采用PHILIPS高集成 IS01443A读卡芯片MFRC500，其内部带有串行接口，能外接RS232和RS422芯片，具 有自动波特率探测、控制线输出、蜂鸣器信号输出端口。
4. 根据权利要求2所述的车载交通监测装置驾驶监控系统，其特征在于，MCU微处理模块 采用C8051F022单片机，该单片机带有64个I/O 口、 2个串行通讯口和一个SPI总线接 口，分别和输入输出模块、存储器模块、计时模块和MCM模块相连,单片机内部带有看 门狗电路，对系统进行检测，能防止系统死机。
5. 根据权利要求2所述的车载交通监测装置驾驶监控系统，其特征在于，输入输出模块包 括开关输入，用于报警；20键键盘输入，其中包括10个数字键、4个字符键、确认键、 取消键、密码键、*键、故障键和查询键，可以用于设置密码、查询信息和故障输出。
6. 根据权利要求2所述的车载交通监测装置驾驶监控系统，其特征在于，时钟模块能记录 当前时间，通过SPI总线接口和微处理模块相连。
专利摘要车载交通监测装置由车载终端设备、电子驾照卡和电子行驶证卡组成，其特征在于车载终端采用单片机为控制核心，并从GPS、安全带传感器、速度计、定时器、IC卡模块等设备获取相关输入信号，电子驾照和电子行驶证采用了非接触式IC卡或接触式IC，车载终端设备由MCM微模块、MCU微处理模块、存储器模块、信息输入输出模块和时钟模块构成，电子驾照卡和电子行驶证卡为Mifare射频卡，存储有驾驶员和车辆的基本信息，并能与终端设备的MCM模块进行无线通讯。
文档编号B60R25/00GK201196791SQ20072030949
公开日2009年2月18日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者何宁轩 申请人:何宁轩