基于GPS 和GPRS 的多功能汽车记录仪的设计

　　12）数据通信功能车载终端通过内置GPRS 通讯模块实现和监控中心的数据互通； 车载终端设有标准USB 接口，使用U 盘可以把车载终端记录的全部数据取出；通过车载终端的USB 口可以对车载终端进行参数设置也可以对车载终端进行程序装载；

　　13）读取短信功能读取监控平台发送的任意短信内容。

　　2 记录仪硬件设计

　　记录仪总体结构框图如图1 所示， 主要包括ARM 处理器、GPS 模块、GPRS 模块、信号采集电路、实时时钟电路、语音报警电路及数据存储电路。

　　2.1 主处理器

　　为了满足系统对实时性、大量数据处理、GPS 信号接收、GPRS 发送数据控制等各方面的要求， 选用32 位ARM 处理器AT91sam9260。AT91SAM9260 采用ARM926EJ-S 内核，外部总线接口包含诸多控制器， 用于控制SDRAM 以及包括NAND Flash 和Compact Flash 在内的静态存储器，7 路USART、1 个双线接口（TWI）以及4 通道10 位A/D 转换器。

　　2.2 电源电路

　　目前汽车电瓶电压在9～36 V 之间， 而且由于车辆本身环境影响，汽车供电电压不稳定，存在各种干扰，所以本系统采用三级电压转换电路， 如图2 所示。外部电源分别经LM2576HVT-ADJ、LM2940-5.0 和LM1117 转换为7、5 和3 V，供给相应模块。其中第一级LM2576HVT-ADJ 将7～40 V 电压转换至7 V，使本系统可以应用到任何车辆。在电源输入电压转换模块前通过LC 滤波，可以有效地滤除交流干扰，各电源转换器后端均通过100 和0.1 μF 电容并联接地消除纹波电压，保证系统供电稳定。经过测试该电路可以稳定输出5和3.3 V 电压。

2.3 速度采集电路

　　获得准确的速度是记录仪正常工作的基础。大部分汽车都安装有速度传感器，车轮每转动一周则会输出一定数量的脉冲，准确判断这些脉冲是关键。本系统采用的速度采集电路如图3 所示，首先通过前端的RC 滤波去除高频干扰，经过一个跟随器，再通过比较电路输出，控制后端的三极管VQ1的通断，产生稳定的脉冲信号。

　　2.4 GPS

　　GPS 是本系统实现定位的核心部分， 采用Gloabalsat 的ET-318 SiRF Star Ⅲ GPS 芯片组，该模块具有灵敏度高（追踪灵敏度：-159 dbm），低信号下快速TTFF（首次定位时间），20 通道全视野跟踪， 速度精度0.1 m/s， 支持NMEA0183 和SiRF 二进位协议， 通过串口固定输出NMEA0183 规定的数据信息。通信参数：波特率为4 800 b/s，数据位为8 bit，停止位为1 bit，无奇偶校验。ARM 接收其中的RMC（推荐定位信息），获得时间、经纬度、地面速度、地面航向等信息。

　　2.5 GPRS

　　本系统每10 s 钟通过GPRS 将当前速度、经纬度、方向和时间发送到服务器，管理软件读取这些信息就可以监测车辆的当前状态。GPRS 模块采用的是SIM300C，它体积小，采用DIP 板对板连接器，低功耗，高速传输语音、SMS（短信）、数据和传真信息， 最关键的是它内嵌强大的TCP/IP 协议栈，支持标准AT 指令集。本系统通过SIM300C 建立TCP 管道传输数据。建立过程如下：

　　AT+CIPMODE=1；//设置管道模式

　　AT+CGDCONT=1，“IP”，“CMNET”；//配置网络

　　AT+CGATT=1；//连接网络

　　AT +CIPSTART =“TCP”， “218.***.***.***”， “80000”；//配置

　　TCP

　　AT+CIPCCFG=5，2，1024，1；//配置透明传输

　　其中1 024 规定每次传输量最大不超过1 KB。

　　2.6 语音模块

　　系统在超速行驶、疲劳驾驶时，相应的高亮度LED 闪烁，同时启动语音报警功能，发出“超速，请减速”的警告语音，而且记录仪能播放监控平台发送的短信的内容即TTS（从文本到语音）。该记录仪采用语音天下的第二代语音合成器OSYNO 6288。它兼容GB2312、GBK、BIG5 和Unicode 等4 种内码格式文本的合成，可以在9 600，19 200、38 400 b/s 等波特率下正常工作，增加多种控制命令。比如合成、停止合成、暂停合成、继续合成、改变波特率等，可以自动识别词组，多音字。语音通过PWM（脉宽调制）输出至喇叭。为与监控软件、数据库和GPRS 模块兼容， 采用通用性更好的Unicode码，通信参数：波特率为4 800 b/s，数据位为8 bit，停止位为1 bit，无奇偶校验，OSYNO 6288 内置有功放，软件调节音量至11 级，外接8 Ω/0.5 W 喇叭，播放声音洪亮、清电感器厂家晰，即使在较为嘈杂的环境下也可以清楚听到播放内容。

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