基于Zigbee的汽車無線黑匣子

摘要：本系統實現了以MG2455微處理器為核心的基于Zigbee無線射頻技術的汽車黑匣子的功能。它可以存儲車輛行駛過程中不同時段的操作和狀態信息(如時間、溫度、胎壓等)，如果該指標超過正常范圍則報警。需要使用行車數據時，可通過USB接口直接讀取數據到計算機上。
關鍵詞：Zigbee；汽車；行駛狀態記錄儀

0 引言
汽車黑匣子又稱汽車行駛狀態記錄系統，主要由汽車行駛狀態記錄儀、手持讀碼器和管理計算機組成。記錄儀安裝于汽車上，實時監測并記錄車輛的行駛數據；手持讀碼器由掌上電腦和應用軟件組成，用于控制和操作記錄儀的運行及通過RS232串行口對記錄儀進行數據讀取；管理計算機用于對原始記錄數據進行統計、報表、存儲及查詢。

1 系統原理與結構
1．1 系統介紹
本系統利用MG2455微處理器為核心，基于Zigbee無線射頻技術設計了一款汽車無線黑匣子。胎壓和胎溫的檢測通過Zigbee技術與主機通信，該系統包括一裝設于輪胎鋼圈上的無線監測傳送裝置及一可供裝設在車體駕駛座內的數字接收一顯示裝置。當胎壓和胎溫超標時，系統會發出警報。
本系統還具有疲勞駕駛的提示報警功能及記錄功能，從而有效遏制司機疲勞行車，保證長途運輸行車的安全。
1．2 功能與指標
(1)存儲車輛行駛過程中不同時段的操作和狀態信息(如溫度、胎壓等)并在LCD屏上顯示出來，存儲的頻率為30次／小時。
(2)可以任意地設定參考值，指標超過正常范圍則報警。
(3)需要使用行車數據時，可通過USB接口直接讀取數據至PC或者PDA等個人終端上。USB接口為通用的USB2．0接口。
1．3 實現原理
在以單片機為核心的控制系統中，所有的汽車信號的處理及液晶顯示等都通過MG2455單片機來處理完成。胎壓、加速度等傳感信號經過A／D轉換后通過Zigbee無線通信傳輸給單片機。無線監測傳送裝置包括：一個壓力感應器、一個溫度感應器、一個連接壓力器的差動放大器、一個連接溫度感應器的衰減器，一個接收來自差動放大器的壓力信號及來自衰減器的溫度信號進行運算處理的微控制器，且通過一個發送器、一個濾波器將信號經共振型天線傳輸至數字接收顯示器，以利駕駛員可隨時掌握輪胎壓力溫度狀況。單片機將I／O口接收到的時鐘信號、溫度信號與無線接收的胎壓、加速度信號一起存儲在flashROM中并在液晶模塊LCD6029上顯示出來，當信號超標時系統能主動報警。USB接口通過轉換芯片與單片機的串行口相連，可以將系統存儲的信息導出至PC機或者PDA等個人終端上。
1．4 硬件框圖
本系統從功能上可劃分為數據采集部分、數據處理部分、數據存儲部分、通訊部分(USB通訊)、顯示部分、胎壓模塊、溫度模塊、時鐘模塊。硬件框圖如圖1所示。