基于USB-HOST接口芯片SL811和现场总线是汽车行驶记录仪的应用方案

基于USB-HOST接口芯片SL811和现场总线是汽车行驶记录仪的应用方案

1. 概述

（1） 数据通信的可靠性 CAN总线每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，具有极好的检错效果，并且CAN节点在错误严重的情况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的操作不受影响。

（2） 数据通信的实时性 CAN总线的通信速率可达1Mbps，在报文标识符上，CAN上的节点分成不同的优先级，优先级高的数据享有占用总线的优先权，优先权高的数据最多可在134ms内得到传输。

（3） 数据通信的灵活性 CAN总线是一种多主总线结构，各个节点之间相互独立，总线上任何一个节点均可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息。面向数据块的通信方式，每帧数据量为8字节，通信介质为双绞线、同轴电缆或者光纤。由于CAN通信协议仅包括物理层和数据链路层说明，并未对应用层的功能和实现进行定义，因此，用户既可以采用国际CAN总线用户及制造商协会或其他一些组织制定的开放式高层协议，也可以在工程种灵活的实现自己的应用层。

3. 系统总体结构设计

3.1 CAN接口设计

图1 系统总体结构图

图2 CAN总线传输数据结构图

（1）CAN控制器 选用Philips的SJA1000，它是一种独立控制器，用于移动目标和一般工业环境中的区域网络控制CAN。其中SJA1000的PeliCAN这种工作模式支持具有很多新特性的CAN2.0B协议。

（2）CAN 驱动器 选用PCA82C250，也即CAN 协议控制器和物理总线的接口。此器件对总线提供差动发送能力，对CAN 控制器提供差动接收能力，它主要是为汽车中高速通讯（高达1Mbps）应用而设计，完全符合“ISO11898”标准，具有限流电路和热保护功能。CANH、CANL 两条线可防止在汽车环境下可能发生的电气瞬变现象。

图3 CAN接口模块图

3.2 CPU与存储器

记录仪接收总线上的数据，汇总后进行数据的存储，并可根据事先确定的警戒值进行语音报警提示。核心是数据的准确可靠存储。

多功能汽车行驶记录仪对存储器的要求很高，要对大量的数据进行存储，需要外扩数据存储器。它所记录的数据包括两部分：一为停车前的疑点数据，存放停车前20秒的数据，用于分析事故发生的原因和事故的责任；二为历史记录，存放汽车整个行驶过程中的数据，用于考核驾驶员和汽车的运行状况。

3.4 通信接口

根据GB/T 19056—2003的国家标准，标准型记录仪应至少配置两种标准接口：（1）USB（通用串行总线）标准接口；（2）标准RS232D型9针接口。

4. 软件设计

多功能汽车行驶记录仪的软件设计分为系统软件和管理软件两部分。

管理软件是多功能汽车行驶记录仪配套的管理软件，通过全球卫星定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）实现对车辆的全程跟踪，将车辆的各种违章事件都直观的反映出来，便于处理。它是建立在Microsoft Windows的基础上，以Mapinfo公司的地图二次开发控件MAPX为GIS软件开发平台，可以使用VB，VC等多种语言，进行开发。

管理软件具有数据智能分析功能。对记录仪记下的大量数据进行筛选、初步评价，给出智能报告。该数据分析功能可以分析以下数据：1、疑点数据；2、车辆行驶速度及里程数据（日期，时间，速度，里程）；3、连续驾驶时间数据（起始日期，起始时刻，结束日期，结束时刻，驾驶证号码）；4、车辆识别代号、车辆特征系数、车牌号码、车牌分类；5、驾驶员代码、驾驶证证号。为了提高分析数据的效率，可以分三类分析：1、超速（起始日期，起始时间，结束日期，结束时间）；2、里程（起始日期，起始时间，结束日期，结束时间，行驶里程）；3、疲劳驾驶（起始日期，起始时间，结束日期，结束时间）。超速是根据数据库内有记录的相应路段所对应的超速值来查询内存中1 h 内的超速数据；里程能提供30 d 内的任意时段的行驶里程；疲劳驾驶则是表示两个日历天内的疲劳驾驶数据。

5. 结论

本文详细介绍了一种基于CAN总线的多功能汽车行驶记录仪，对CPU的选择、CAN接口模块、存储器、通信模块、内部软件以及管理中心的建设做了深入的分析和说明。在标准汽车行驶记录仪的基础上，增加了USB移动磁盘采集数据，GSM/GPRS远程数据传输等功能，并与CAN总线技术相结合，增强了可扩展性。本多功能汽车行驶记录仪，已经开发成功，并且做了相应的实验，工作稳定性好、具有抗干扰的性能，使用效果良好。

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