多功能嵌入式车辆行驶监控终端设计

摘要 介绍基于LPC2292和μClinux系统的多功能嵌入式车辆行驶监控终端的结构和功能模块的设计；对系统设计的硬件和软件部分进行详细的分析，并就嵌入式系统中的驱动程序的建立进行详细讨论。监控终端可以对车辆各种性能参数进行全方位监控，并将总线接口作为车辆在途维护与诊断工具；结合无线通信模块可以建立远程车辆的全方位监控系统，提高车辆管理水平。
关键词 嵌入式系统 车辆监控CAN驱动程序 CTM8251 TJA1020

1 终端功能
本监控终端除了具有传统的记录仪所拥有的事故分析功能外，还能在汽车驾驶员超速行驶时发出超速报警声，以提醒驾驶员减速行驶，并详细记录车辆每次的开车时间、行驶里程、行驶时间、最高车速，以及每次最高车速的持续时间，方便交通管理部门根据所记录的有关数据对车辆进行有效的管理；同时，该设备可实现多种信息处理，显示汽车状况，进行自我诊断，对车速、发动机转速、水温、油压、刹车气压、轮胎压力和蓄电池电压等一系列参数进行有效监控；通过控制发光二极管、液晶显示、蜂鸣器等报警手段，为司乘人员提供直接的汽车状况信息并发出各种超限情况的报警等，可有效防范和化解车辆事故的发生。另外，终端具有GPRS和GPS模块，可将各种监测数据实时传至公司管理中心，方便了公司车辆的统一调度和行车监测，利于提高公司管理水平。

2 终端功能模块设计
选用带有ARM7TDMI-S内核的LPC2292微控制器，可实现对车速、转速信号、开关量信号以及水温、刹车气压、轮胎压力等模拟量信号的采集、处理以及数据的实时存储和显示，通过串口、USB接口可以实现与PC机之间的数据通信，通过 CAN和LIN总线接口可实现与汽车上的CAN或LIN节点间的数据通信。该系统的外围接口模块有电源模块、车速等脉冲信号采集模块、水温等模拟信号采集模块、键盘接口模块、存储器模块、GPS定位模块、GPRS通信模块、LCD显示模块、胎压监测以及通信接口模块，系统的组成框图如图1所示。限于篇幅，本文仅就若干特色功能模块设计作详细分析。

2．1 车速、转速信号采集电路设计
现有运输车辆一般都装有霍尔式集成传感器，车速转换成的电压信号直接送至车速表，信号采集比较方便，具体处理方法是直接从车速表的接线端子取得车速信号。具体接线方式根据车速表信号输出电路来确定。信号出车速表端子后送至光耦4N35高速隔离开关，再送至集成运放LM358D前置差分电路，进一步去除干扰并有效放大，由LM358D输出端(7脚)送至9013进行次级放大，至此车速信号已是占空比为50％的方波信号，并已剔除杂波，可直接送至微控制器定时捕获端口进行计数，具体电路如图2所示。经反复实验优化，本电路抗干扰能力很强，实车测试时无论低速状态或超过110 km／h车速时，均可稳定准确地检测到速度信号。同理，发动机转速信号亦可采取类似方法进行处理(在此不再赘述)。