專利名稱：一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)，屬于汽車電子工程領(lǐng)域。
技術(shù)背景隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車價(jià)格逐漸下降，將會(huì)有越來(lái)越多的人購(gòu)買汽車， 車輛的增多，導(dǎo)致交通事故不斷增加，交通安全形勢(shì)十分嚴(yán)峻。如何保障車 輛的運(yùn)行安全，就成為關(guān)注的熱點(diǎn)。盡管目前車輛廣泛采用了電子技術(shù)，廣泛安裝了主動(dòng)安全系統(tǒng)如ABS、倒車?yán)走_(dá)、紅外防撞系統(tǒng)等及被動(dòng)安全系統(tǒng) 如空氣囊等，這些技術(shù)的采用大大提高了行車安全。然而以上技術(shù)并不能消 除因汽車突然發(fā)生故障，駕駛員疲勞和非正常駕駛帶來(lái)的安全隱患，同時(shí)也 無(wú)法監(jiān)測(cè)汽車的運(yùn)行狀態(tài)和駕駛員的駕駛狀態(tài)， 一旦出現(xiàn)交通事故亦無(wú)法科 學(xué)地反映出責(zé)任方。汽車黑匣子可記錄事故前20分鐘的車輛行駛數(shù)據(jù)，為交 通事故的正確處理提供了有利證據(jù)，但卻無(wú)法預(yù)防或控制事故發(fā)生。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有汽車模擬儀表板功能單一、顯示呆板、 信息量少的缺點(diǎn)，提供了一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)，該系統(tǒng)除具有原模 擬儀表的全部功能外，還具有車輛運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及故障診斷、駕駛者駕駛狀 態(tài)監(jiān)視、汽車行駛記錄儀(黑匣子)、視頻倒車?yán)走_(dá)、GPS導(dǎo)航、GPRS無(wú)線 數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。該系統(tǒng)大大拓展了傳統(tǒng)汽車儀表的功能和作用，為車輛運(yùn) 行安全、車輛駕駛安全和高效交通管理做出貢獻(xiàn)。本實(shí)用新型的一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)，由高性能單片機(jī)和液晶屏 取代原有的模擬儀表板顯示所有汽車運(yùn)行參數(shù)和駕駛員狀態(tài)參數(shù)并具有聲、 光報(bào)警功能，構(gòu)成一個(gè)基于信息技術(shù)的車輛運(yùn)行管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)不但具有 汽車黑匣子的功能，還能實(shí)時(shí)顯示車輛的運(yùn)行狀態(tài)，如冷卻水溫度、機(jī)油溫 度、燃油量、電量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速等汽車運(yùn)行狀態(tài)信息以及以上參數(shù)的 變化曲線。此外每次保養(yǎng)時(shí)，紀(jì)錄當(dāng)前的車輛總行駛里程，當(dāng)新的累積行駛里程達(dá)到廠家或用戶指定的保養(yǎng)里程間隔(5000Km或7500Km或指定的公里 數(shù))，則每次車輛起動(dòng)后總里程顯示條64連續(xù)閃爍10s，提示車輛進(jìn)行保養(yǎng)， 從而使駕駛員做到對(duì)所駕駛的車輛狀態(tài)心中有數(shù)，以便按時(shí)對(duì)車輛進(jìn)行技術(shù) 維護(hù)，不但提高了車輛壽命，更重要的是保障了行車安全。此外，該系統(tǒng)還 可對(duì)駕駛員的駕駛狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，通過(guò)分析方向盤轉(zhuǎn)角的角速度判定駕駛員 的疲勞狀態(tài)和是否處于不正常駕駛狀態(tài)。對(duì)于以上參數(shù)超過(guò)設(shè)定限值的駕駛 者，系統(tǒng)迅速發(fā)出聲、光警示，令其減速或停車，如駕駛者不予理睬，則系 統(tǒng)通過(guò)控制總線向發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元發(fā)出減油指令，強(qiáng)行降低車速，對(duì)于裝備 電子油門和電子剎車的車輛，可關(guān)小油門及實(shí)施剎車。該系統(tǒng)能完整、準(zhǔn)確地記錄汽車行駛狀態(tài)下的信息，能將汽車行駛軌跡 完整記錄，除了具有傳統(tǒng)的黑匣子所擁有的事故分析功能，還能在駕駛員超 速行駛時(shí)發(fā)出超速報(bào)警以提醒駕駛員減速，并詳細(xì)記錄車輛每次的起動(dòng)時(shí)間、 行駛里程、行駛時(shí)間、最高車速以及每次最高車速的持續(xù)時(shí)間。該系統(tǒng)可顯 示汽車工況，進(jìn)行自我診斷，對(duì)車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、油壓、燃油量、 油耗和蓄電池電壓等一系列參數(shù)進(jìn)行有效監(jiān)控并通過(guò)液晶屏屏閃發(fā)出各種超 限報(bào)警，有效防范和化解車輛事故的發(fā)生。該系統(tǒng)的汽車黑匣子功能，為交 通管理部門現(xiàn)場(chǎng)了解和界定交通事故發(fā)生的原因和公正處理提供了科學(xué)、權(quán) 威的依據(jù)。通過(guò)對(duì)行駛速度、制動(dòng)減速度以及發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度、油壓等進(jìn)行連 續(xù)記錄和分析，對(duì)及時(shí)査找突發(fā)性事故的原因，減少車輛故障提供了有效的 手段，對(duì)完善車輛設(shè)計(jì)、降低成本和高效交通管理具有重要意義。多功能汽 車數(shù)字儀表系統(tǒng)將取代現(xiàn)有的功能單調(diào)的模擬儀表板，成為集車輛運(yùn)行和駕 駛狀態(tài)監(jiān)測(cè)及汽車黑匣子于一體的車輛運(yùn)行安全管理系統(tǒng)，必將大大提高汽 車的行駛和駕駛安全性，為交通安全提供新手段。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案。 一種多功能汽車 數(shù)字儀表系統(tǒng)，包括有傳感器信號(hào)，所述的傳感器信號(hào)包括有12路開關(guān)量信 號(hào)、4路模擬信號(hào)和2路脈沖信號(hào)，所述的12路開關(guān)量信號(hào)包括有右轉(zhuǎn)向燈 信號(hào)1、遠(yuǎn)光燈信號(hào)2、近光燈信號(hào)3、安全氣囊狀態(tài)信號(hào)4、發(fā)動(dòng)機(jī)故障狀態(tài)信號(hào)5、充電狀態(tài)信號(hào)6、倒擋信號(hào)7、駐車制動(dòng)信號(hào)8、自動(dòng)防抱死系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)9、安全帶狀態(tài)信號(hào)IO、左轉(zhuǎn)向燈信號(hào)ll、行車制動(dòng)信號(hào)12，所述 分4路模擬信號(hào)即冷卻水溫度信號(hào)17、機(jī)油壓力信號(hào)18、燃油液面信號(hào)19、 蓄電池電壓信號(hào)20，所述的3路脈沖信號(hào)包括有車速信號(hào)22、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)23;其特征在于還包括有信息處理單元62和液晶屏55;所述的傳感器信號(hào)中的模擬信號(hào)還包括有酒精傳感器信號(hào)21，所述的脈沖信號(hào)中還包括有 方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)24， 4路視頻攝像頭信號(hào)從車輛尾部安裝的4個(gè)攝像頭獲得; 所述的信息處理單元62包括脈沖信號(hào)采集模塊25、模擬信號(hào)采集模塊26、 視頻信號(hào)采集模塊27、開關(guān)信號(hào)采集模塊28、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元29、 GPS模 塊31、 RS232串行通訊模塊44、 GPRS模塊46、微處理器49、 CF存貯卡51、 程序代碼存貯單元61;所述的液晶屏55為彩色液晶屏，液晶屏內(nèi)嵌入與微處 理器49相連的液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54;12路開關(guān)量信號(hào)經(jīng)開關(guān)量信號(hào)采集模塊28處理后送至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元 29，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至微處理器49，經(jīng)微處理 器49處理后的開關(guān)量信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54以圖形的方式顯示在 液晶屏55上，通過(guò)圖形閃爍或點(diǎn)亮的方式表明該功能工作；4路模擬視頻攝像頭信號(hào)經(jīng)視頻信號(hào)采集模塊27處理后送至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存 貯單元29，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至微處理器49， 經(jīng)微處理器49處理后的數(shù)字視頻信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54以圖形的 方式把車后障礙物的位置顯示在液晶屏55上；5路模擬信號(hào)經(jīng)模擬信號(hào)采集模塊26處理后送至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元29， 再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至微處理器49，經(jīng)微處理器 49處理后的模擬信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54把冷卻水溫度、機(jī)油壓力、 燃油液面和蓄電池電壓顯示在液晶屏55上；當(dāng)微處理器49通過(guò)酒精傳感器 信號(hào)判定酒精含量超標(biāo)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置進(jìn)行聲音報(bào)警；3路脈沖信號(hào)22-24經(jīng)脈沖信號(hào)采集模塊25處理后送至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元29，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至微處理器49，經(jīng)微 處理器49處理后的脈沖信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54把車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速顯示在液晶屏55上；來(lái)自衛(wèi)星的GPS導(dǎo)航信號(hào)30經(jīng)GPS模塊31處理后，把車速、時(shí)間、經(jīng) 度和緯度數(shù)據(jù)通過(guò)GPS信號(hào)輸出鏈路32送至微處理器49，經(jīng)微處理器49處 理后的車速、經(jīng)度和緯度通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54以數(shù)字或圖形的方式顯 示在液晶屏55上的電子地圖上；24路傳感器信號(hào)和GPS導(dǎo)航信號(hào)30的數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器49處理后通過(guò) CF存貯卡與微處理器間的數(shù)據(jù)交換鏈路50存貯在CF存貯卡51中，再通過(guò) CF存貯卡51與用戶外設(shè)間的數(shù)據(jù)交換鏈路52把儀表板內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔?計(jì)算機(jī)或存貯器中；外設(shè)也能夠通過(guò)CF存貯卡51與用戶外設(shè)間的數(shù)據(jù)交換 鏈路52把分析和計(jì)算程序通過(guò)微處理器49送至程序代碼存貯單元61;外設(shè) 還能夠通過(guò)RS232串行通訊模塊44和RS232串行通訊鏈路45,通過(guò)微處理器 49發(fā)送或接收數(shù)據(jù)或代碼；來(lái)自上位機(jī)平臺(tái)的指令以短信或數(shù)據(jù)流的方式經(jīng)GSM或CDMA移動(dòng)公 網(wǎng)，通過(guò)GPRS模塊與上位機(jī)平臺(tái)間的輸入和輸出信號(hào)鏈路47，傳送自GPRS 模塊46，再通過(guò)GPRS模塊與微處理器間的輸入和輸出信號(hào)鏈路48送至微處 理器49，微處理器49根據(jù)接收到的上位機(jī)指令進(jìn)行相關(guān)操作把指定的數(shù)據(jù)發(fā) 送到上位機(jī)平臺(tái)；還能夠通過(guò)上位機(jī)平臺(tái)對(duì)儀表板各分析和控制程序的遠(yuǎn)程 無(wú)線修改和更新。所述的液晶屏55上貼有觸摸屏66，觸摸屏輸入系統(tǒng)包括有觸摸屏66、 觸摸屏控制器67;通過(guò)配置觸摸屏66與液晶屏55的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)按鍵命令傳 輸?shù)轿⑻幚砥?9;當(dāng)按下功能按鍵1或2或3或4或5時(shí)，按鍵處的位置坐 標(biāo)經(jīng)觸摸屏控制器67轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，通過(guò)觸摸屏按鍵信號(hào)傳輸鏈路68 送至微控制器49，微控制器49根據(jù)該按鍵的位置調(diào)用相應(yīng)的分析程序，將相 應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)送至液晶屏55顯示。所述的按鍵3被按下時(shí)，冷卻水溫度信號(hào)17、機(jī)油壓力信號(hào)18、燃油液面信號(hào)19、蓄電池電壓信號(hào)20、車速信號(hào)22、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)23、方向盤 轉(zhuǎn)角信號(hào)24、右轉(zhuǎn)向燈信號(hào)l、遠(yuǎn)光燈信號(hào)2、近光燈信號(hào)3、安全氣囊狀態(tài) 信號(hào)4、發(fā)動(dòng)機(jī)故障狀態(tài)信號(hào)5、充電狀態(tài)信號(hào)6、倒擋狀態(tài)信號(hào)7、駐車制 動(dòng)信號(hào)8、自動(dòng)防抱死系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)9、安全帶狀態(tài)信號(hào)10、左轉(zhuǎn)向燈信號(hào) 11和行車制動(dòng)信號(hào)12通過(guò)相應(yīng)的采集模塊處理后送至微處理器49，微處理 器49對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理后經(jīng)微處理器與液晶屏55間控制數(shù)據(jù)交換信號(hào)鏈 路53通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54顯示在液晶屏55上。所述的按鍵1被按下時(shí)，通過(guò)GPS信號(hào)輸出鏈路32將進(jìn)入GPS模塊31 的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)30送入微處理器49，再通過(guò)程序代碼傳輸鏈路34將存貯在 程序代碼存貯單元61中的導(dǎo)航地圖程序37調(diào)入微處理器49，通過(guò)將衛(wèi)星信 號(hào)30中的緯度和經(jīng)度信息與數(shù)字地圖的匹配操作，實(shí)現(xiàn)車輛導(dǎo)航功能。所述的按鍵2被按下時(shí)；冷卻水溫度信號(hào)17、機(jī)油壓力信號(hào)18、燃油液 面信號(hào)19、蓄電池電壓信號(hào)20和酒精傳感器信號(hào)21、車速信號(hào)22、發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速信號(hào)23、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)24分別經(jīng)過(guò)相應(yīng)的采集模塊處理后送入微處理 器49，通過(guò)程序代碼傳輸鏈路34將車輛狀態(tài)參數(shù)分析模塊35和駕駛者駕駛 狀態(tài)分析模塊36調(diào)入微處理器49;車輛狀態(tài)參數(shù)分析模塊35對(duì)一定時(shí)間段 內(nèi)的車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、機(jī)油壓力、蓄電池電壓等隨時(shí)間變化的趨勢(shì) 進(jìn)行分析，計(jì)算這些參數(shù)變化的平均值、最大值、最小值，超過(guò)設(shè)定的限值 則驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出聲光報(bào)警；駕駛者駕駛狀態(tài)分析模塊36通過(guò)方向盤轉(zhuǎn)角 信號(hào)24計(jì)算方向盤的瞬時(shí)角加速度，如超過(guò)設(shè)定的限值，則通過(guò)聲光報(bào)警提 示駕駛者駕駛狀態(tài)異常，如駕駛者不予理睬，則系統(tǒng)通過(guò)控制總線向發(fā)動(dòng)機(jī) 電控單元發(fā)出減油指令，強(qiáng)行降低車速；駕駛者駕駛狀態(tài)分析模塊36基于酒 精傳感器的輸出電壓，確定駕駛者的飲酒狀態(tài)，如酒精傳感器的輸出電壓值 超過(guò)設(shè)定的限值，則通過(guò)聲光報(bào)警提示駕駛者處于飲酒駕車狀態(tài)；微處理器49將車輛狀態(tài)參數(shù)分析模塊35和駕駛者駕駛狀態(tài)分析模塊36對(duì)上述信號(hào)的分析結(jié)果，顯示在液晶屏55上；微處理器(49)紀(jì)錄當(dāng)前的車 輛總行駛里程，當(dāng)新的累積行駛里程達(dá)到指定的保養(yǎng)里程間隔，則每次車輛起動(dòng)后總里程顯示條(64)連續(xù)閃爍10秒，提示車輛進(jìn)行保養(yǎng)。所述的按鍵4被按下時(shí)，微處理器49通過(guò)儀表界面選擇程序41選擇黑匣 子狀態(tài)顯示界面，通過(guò)常規(guī)信號(hào)顯示軟件42顯示液晶屏四周條形區(qū)域的狀態(tài) 信號(hào)；液晶屏中間區(qū)域顯示黑匣子數(shù)據(jù)和圖形信息；車速信號(hào)22經(jīng)脈沖信號(hào) 采集模塊25采集后，存貯在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元29，經(jīng)由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存fc單元的 數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至微處理器49 ，行車制動(dòng)信號(hào)12經(jīng)開關(guān)信號(hào)采集模塊 28采集后，通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元29經(jīng)由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路 33送至微處理器49;微處理器49通過(guò)程序代碼傳輸鏈路34調(diào)用黑匣子數(shù)據(jù) 分析程序39對(duì)接收到的車速信號(hào)22和行車制動(dòng)信號(hào)12，按照GB-T19056-2003 汽車行駛記錄儀國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行分析和處理；所有黑匣子信息在微處理 器49的控制下通過(guò)CF存貯卡與微處理器間的數(shù)據(jù)交換鏈路50存貯到CF存 貯卡51中；用戶通過(guò)CF存貯卡與用戶外設(shè)間的數(shù)據(jù)交換鏈路52將存貯在CF 存貯卡51上的黑匣子數(shù)據(jù)讀出并在專用軟件上進(jìn)一步分析和處理以獲取更多 的車輛運(yùn)行信息。所述的按鍵5被按下或變速器處于倒擋位置時(shí)，微處理器49接收倒擋狀 態(tài)信號(hào)7并調(diào)用儀表界面選擇程序41選擇視頻倒車?yán)走_(dá)顯示界面，通過(guò)常規(guī) 信號(hào)顯示軟件42顯示液晶屏四周條形區(qū)域的狀態(tài)信號(hào)；液晶屏中間區(qū)域顯示 車輛尾部距障礙物的距離和位置的圖像信息；視頻攝像頭信號(hào)13、視頻攝像 頭信號(hào)14、視頻攝像頭信號(hào)15、頻攝像頭信號(hào)16經(jīng)視頻信號(hào)采集模塊27處 理后，存貯在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元29，經(jīng)由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路 33送至微處理器49 ;微處理器49通過(guò)程序代碼傳輸鏈路34調(diào)用攝像頭視 頻信號(hào)分析程序38對(duì)這4路視頻攝像頭信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，并通過(guò)調(diào)用存貯 在程序代碼存貯單元61中的通用視頻圖像顯示軟件43將該圖像顯示在液晶 屏55上的儀表圖形顯示區(qū)63內(nèi)。所述的信息處理單元62內(nèi)的微處理器49為帶DSP功能的嵌入式單片機(jī)， 信息處理單元62內(nèi)嵌入GPS模塊和GPRS模塊。本實(shí)用新型的有益效果是，基于高性能單片機(jī)和液晶屏的多功能數(shù)字儀 表系統(tǒng)大大拓寬的傳統(tǒng)模擬儀表的功能，從傳統(tǒng)儀表板只能顯示車輛的狀態(tài) 參數(shù)變成可以顯示、存貯、發(fā)送車輛的運(yùn)行狀態(tài)信息、車輛故障信息、排放 故障信息、駕駛者駕駛狀態(tài)信息、車輛位置信息等，使得多功能數(shù)字儀表系 統(tǒng)成為未來(lái)車輛的信息中心，對(duì)安全行車、安全駕駛、車輛防盜、排放超標(biāo) 車排査及實(shí)現(xiàn)信息化交通管理具有重要意義，
圖1本實(shí)用新型的多功能數(shù)字儀表原理圖圖2液晶屏顯示區(qū)域原理圖 圖中1、右轉(zhuǎn)向燈信號(hào)，2、遠(yuǎn)光燈信號(hào)，3、近光燈信號(hào)，4、安全氣囊 狀態(tài)信號(hào)，5、發(fā)動(dòng)機(jī)故障狀態(tài)信號(hào)，6、充電狀態(tài)信號(hào)，7、倒擋狀態(tài)信號(hào)， 8、駐車制動(dòng)信號(hào)，9、自動(dòng)防抱死系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)，10、安全帶狀態(tài)信號(hào)，11、 左轉(zhuǎn)向燈信號(hào)，12、行車制動(dòng)信號(hào)，13、視頻攝像頭信號(hào)，14、視頻攝像頭 信號(hào)，15、視頻攝像頭信號(hào)，16、路頻攝像頭信號(hào)，17、冷卻水溫度信號(hào)， 18、機(jī)油壓力信號(hào)，19、燃油液面信號(hào)，20、蓄電池電壓信號(hào)，21、酒精傳 感器信號(hào)，22、車速信號(hào)，23、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，24、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)，25、 脈沖信號(hào)采集模塊，26、模擬信號(hào)采集模塊，27、視頻信號(hào)采集模塊，28、 開關(guān)信號(hào)采集模塊，29、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元，30、導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，31、 GPS模 塊，32、 GPS信號(hào)輸出鏈路，33、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路，34、程 序代碼傳輸鏈路，35、車輛狀態(tài)參數(shù)分析程序，36、駕駛者駕駛狀態(tài)分析程 序，37、導(dǎo)航地圖程序，38、攝像頭視頻信號(hào)分析程序，39、黑匣子數(shù)據(jù)分 析程序，40、上位機(jī)通訊程序，41、儀表界面選擇程序，42、常規(guī)信號(hào)顯示 軟件，43、視頻圖像顯示軟件，44、 RS232串行通訊模塊，45、 RS232串行通 訊鏈路，46、 GPRS模塊，47、 GPRS模塊與上位機(jī)平臺(tái)間的輸入和輸出信號(hào)鏈 路，48、 GPRS模塊與微處理器(MCU)間的輸入和輸出信號(hào)鏈路，49、微處理器(MCU) 50、 CF存貯卡與微處理器間的數(shù)據(jù)交換鏈路，51、 CF存貯卡， 52、 CF存貯卡與用戶外設(shè)間的數(shù)據(jù)交換鏈路，53、微處理器與液晶屏間控制 數(shù)據(jù)交換信號(hào)鏈路，54、液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊，55、液晶屏，56、按鍵1-導(dǎo) 航界面選擇按鍵，57、按鍵2-車輛及駕駛者狀態(tài)分析界面選擇按鍵，58、按 鍵3-傳統(tǒng)儀表顯示界面選擇按鍵，59、按鍵4-黑匣子功能界面選擇按鍵，60、 按鍵5-視頻倒車?yán)走_(dá)界面選擇按鍵，61、程序代碼存貯單元，62、信息處理 單元，63、儀表圖形顯示區(qū)，64、總里程數(shù)，65、單次里程數(shù)，66、觸摸屏， 67、觸摸屏控制器，68、觸摸屏按鍵信號(hào)傳輸鏈路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。本系統(tǒng)主要包括有傳感器信號(hào)1-24，信息處理單元62和液晶屏55。傳感 器信號(hào)包括，12路開關(guān)量信號(hào)即右轉(zhuǎn)向燈信號(hào)1、遠(yuǎn)光燈信號(hào)2、近光燈信號(hào) 3、安全氣囊狀態(tài)信號(hào)4、發(fā)動(dòng)機(jī)故障狀態(tài)信號(hào)5、充電狀態(tài)信號(hào)6、倒擋信號(hào) 7、駐車制動(dòng)信號(hào)8、自動(dòng)防抱死系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)9、安全帶狀態(tài)信號(hào)IO、左轉(zhuǎn) 向燈信號(hào)ll、行車制動(dòng)信號(hào)12，全部為原模擬儀表板開關(guān)信號(hào)；車輛尾部安 裝4個(gè)攝像頭獲得4路視頻攝像頭信號(hào)13-16，為本系統(tǒng)增加的信號(hào)；5路模 擬信號(hào)即冷卻水溫度信號(hào)17、機(jī)油壓力信號(hào)18、燃油液面信號(hào)19、蓄電池電 壓信號(hào)20、酒精傳感器信號(hào)21，其中酒精傳感器信號(hào)21為本系統(tǒng)增加的信 號(hào)，其余4路模擬信號(hào)為原模擬儀表板模擬信號(hào)；3路脈沖信號(hào)，車速信號(hào) 22、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)23和方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)24，其中方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)24為本 系統(tǒng)增加的信號(hào)，其余2路脈沖信號(hào)為原模擬儀表板脈沖信號(hào)。信息處理單 元62包括，脈沖信號(hào)采集模塊25、模擬信號(hào)采集模塊26、視頻信號(hào)采集模 塊27、開關(guān)信號(hào)采集模塊28、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元29、 GPS模塊31、 RS232串 行通訊模塊44、 GPRS模塊46、微處理器(MCU) 49、 CF存貯卡51、程序代碼 存貯單元61。液晶屏55為高分辨率汽車專用彩色液晶屏，液晶屏內(nèi)嵌入與微 處理器49相連的液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54。1-12路開關(guān)量信號(hào)經(jīng)開關(guān)量信號(hào)采集模塊28處理后送至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元29，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至微處理器49，經(jīng)微 處理器49處理后的開關(guān)量信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54以圖形的方式顯 示在液晶屏55上，通過(guò)圖形閃爍或點(diǎn)亮的方式表明該功能工作。4路模擬視頻攝像頭信號(hào)13-16經(jīng)視頻信號(hào)采集模塊27處理后送至動(dòng)態(tài) 數(shù)據(jù)存貯單元29，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至微處理器 49，經(jīng)微處理器49處理后的數(shù)字視頻信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54以圖 形的方式把車后障礙物的位置顯示在液晶屏55上。5路模擬信號(hào)17-21經(jīng)模擬信號(hào)采集模塊26處理后送至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單 元29，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至微處理器49，經(jīng)微 處理器49處理后的模擬信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54把冷卻水溫度、機(jī) 油壓力、燃油液面和蓄電池電壓顯示在液晶屏55上。冷卻水溫度、機(jī)油壓力、 燃油液面和蓄電池電壓以數(shù)字形式顯示，顯示單位分別為'C， barj(燃油剩 余量與滿油量的體積比)，V， 一旦冷卻水溫度或(和)機(jī)油壓力或(和)燃油液面 或(刺蓄電池電壓超過(guò)設(shè)定的限值，則相應(yīng)數(shù)字在液晶屏上閃爍，超限越多， 閃爍頻率越快并發(fā)出聲音提示。酒精傳感器信號(hào)21在駕駛者進(jìn)行酒精吹氣測(cè) 試時(shí)，以聲音報(bào)警表明酒精含量超標(biāo)。3路脈沖信號(hào)22-24經(jīng)脈沖信號(hào)采集模塊25處理后送至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存IC單 元29，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至微處理器49，經(jīng)微 處理器49處理后的脈沖信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54把車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速顯示在液晶屏55上。車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速分別以數(shù)字形式顯示，顯示單位分 別為Km/h和rpm(r/min)， 一旦車速或(和)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)設(shè)定的限值，則相 應(yīng)數(shù)字在液晶屏55上閃爍，超限越多，閃爍頻率越快并發(fā)出聲音提示。方向 盤轉(zhuǎn)角信號(hào)24只在對(duì)駕駛者駕駛狀態(tài)分析時(shí)使用，不在液晶屏上直接顯示。來(lái)自衛(wèi)星的GPS導(dǎo)航信號(hào)30經(jīng)GPS模塊31處理后，把車速、時(shí)間、經(jīng) 度和緯度數(shù)據(jù)通過(guò)GPS信號(hào)輸出鏈路32送至微處理器49，經(jīng)微處理器49處 理后的車速、經(jīng)度和緯度通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54以數(shù)字或圖形的方式顯 示在液晶屏55上的電子地圖上，實(shí)現(xiàn)車輛的導(dǎo)航和測(cè)速。來(lái)自信號(hào)i_24和30的數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器49處理后通過(guò)CF存貯卡與微處 理器間的數(shù)據(jù)交換鏈路50存貯在CF存貯卡51中，再通過(guò)CF存貯卡51與用 戶外設(shè)間的數(shù)據(jù)交換鏈路52把儀表板內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)或存貯器 中。此外，外設(shè)(計(jì)算機(jī))亦可通過(guò)CF存貯卡51與用戶外設(shè)間的數(shù)據(jù)交換 鏈路52把分析和計(jì)算程序通過(guò)微處理器49送至程序代碼存貯單元61。外設(shè) 亦可使用RS232串行通訊模塊44和RS232串行通訊鏈路45，通過(guò)微處理器 49發(fā)送或接收數(shù)據(jù)或代碼。來(lái)自上位機(jī)平臺(tái)(機(jī)動(dòng)車綜合信息管理中心統(tǒng)或手機(jī))的指令以短信或 數(shù)據(jù)流的方式經(jīng)GSM或CDMA移動(dòng)公網(wǎng)，通過(guò)GPRS模塊與上位機(jī)平臺(tái)間的 輸入和輸出信號(hào)鏈路47，傳送自GPRS模塊46，再通過(guò)GPRS模塊與微處理器 間的輸入和輸出信號(hào)鏈路48送至微處理器49，微處理器49根據(jù)接收到的上 位機(jī)指令進(jìn)行相關(guān)操作把指定的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)平臺(tái)對(duì) 車輛和駕駛者狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控。此外，通過(guò)上位機(jī)平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表板 各分析和控制程序的遠(yuǎn)程無(wú)線修改和更新。液晶屏55上貼有觸摸屏66，觸摸屏輸入系統(tǒng)由觸摸屏66、觸摸屏控制 器67、微控制器49及其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)軟件構(gòu)成，通過(guò)配置觸摸屏66與液晶屏55 的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)按鍵命令傳輸?shù)轿⑻幚砥?9。當(dāng)按下功能按鍵1或2或3或4 或5時(shí)，按鍵處的位置坐標(biāo)經(jīng)觸摸屏控制器67轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，通過(guò)觸摸 屏按鍵信號(hào)傳輸鏈路68送至微控制器49，微控制器49根據(jù)該按鍵的位置調(diào) 用相應(yīng)的分析程序。本實(shí)施例的4種工作模式通過(guò)觸摸液晶屏55上的5個(gè)功能按鍵1、 2、 3、 4、 5來(lái)切換液晶屏的顯示內(nèi)容。本實(shí)施例的4種工作模式1)傳統(tǒng)儀表界面工作模式發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，車輛鑰匙撥至第一擋，液晶屏即缺省顯示傳統(tǒng)儀表板界 面，或按下按鍵3，按鍵處的位置坐標(biāo)經(jīng)觸摸屏控制器67轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后， 通過(guò)觸摸屏按鍵信號(hào)傳輸鏈路68送至微控制器49，微控制器49根據(jù)該按鍵的位置調(diào)用儀表界面選擇程序41進(jìn)入傳統(tǒng)儀表界面。冷卻水溫度信號(hào)17、機(jī)油壓力信號(hào)18、燃油液面信號(hào)19、蓄電池電壓信 號(hào)20經(jīng)模擬信號(hào)采集模塊26處理后通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路 33送入微處理器(MCU) 49;車速信號(hào)22、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)23、方向盤轉(zhuǎn)角 信號(hào)24，這些信號(hào)經(jīng)脈沖信號(hào)采集模塊25處理后通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù) 據(jù)輸出鏈路33送入微處理器(MCU) 49;右轉(zhuǎn)向燈信號(hào)l、遠(yuǎn)光燈信號(hào)2、近 光燈信號(hào)3、安全氣囊狀態(tài)信號(hào)4、發(fā)動(dòng)機(jī)故障狀態(tài)信號(hào)5、充電狀態(tài)信號(hào)6、 倒擋狀態(tài)信號(hào)7、駐車制動(dòng)信號(hào)8、自動(dòng)防抱死系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)9、安全帶狀態(tài) 信號(hào)10、左轉(zhuǎn)向燈信號(hào)11、行車制動(dòng)信號(hào)12,這些信號(hào)通過(guò)開關(guān)信號(hào)采集模 塊28整形后過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送入微處理器(MCU) 49。 微處理器(MCU) 49對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理后經(jīng)微處理器與液晶屏間控制數(shù)據(jù)交 換信號(hào)鏈路53通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊54顯示在液晶屏55上。其中發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速和車速信號(hào)用旋轉(zhuǎn)指針顯示，燃油量、冷卻水溫度、機(jī)油壓力和蓄電池 電壓用旋轉(zhuǎn)指針或顏色條顯示，開關(guān)量信號(hào)用圖標(biāo)指示。2)車輛導(dǎo)航模式包括模式1的所有信號(hào)，只不過(guò)這些信號(hào)顯示在液晶屏的四周且部分信 號(hào)采用數(shù)字顯示。此外模式2還包括GPS模塊31、導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)30、程序代 碼存IC單元61、導(dǎo)航地圖程序37。按下按鍵1，按鍵處的位置坐標(biāo)經(jīng)觸摸屏控制器67轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后， 通過(guò)觸摸屏按鍵信號(hào)傳輸鏈路68送至微控制器49，微控制器49根據(jù)該按鍵 的位置調(diào)用儀表界面選擇程序41選擇導(dǎo)航狀態(tài)顯示界面，通過(guò)常規(guī)信號(hào)顯示 軟件42顯示液晶屏四周條形區(qū)域的狀態(tài)信號(hào)。液晶屏中間區(qū)域顯示地圖和車 輛行駛路線并提供行駛路線的語(yǔ)音提示。通過(guò)GPS信號(hào)輸出鏈路32將進(jìn)入GPS 模塊31的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)30送入微處理器(MCU) 49，再通過(guò)程序代碼傳輸鏈 路34將存貯在程序代碼存貯單元61中的導(dǎo)航地圖程序37調(diào)入微處理器(MCU ) 49，通過(guò)將衛(wèi)星信號(hào)30中的緯度和經(jīng)度信息與數(shù)字地圖的匹配操作，實(shí)現(xiàn)車 輛導(dǎo)航功能。3) 黑匣子界面工作模式模式3包括模式1的所有信號(hào)，只不過(guò)這些信號(hào)顯示在液晶屏的四周且 部分信號(hào)采用數(shù)字顯示。按下按鍵4，按鍵處的位置坐標(biāo)經(jīng)觸摸屏控制器67轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后， 通過(guò)觸摸屏按鍵信號(hào)傳輸鏈路68送至微控制器49，微控制器49根據(jù)該按鍵 的位置調(diào)用儀表界面選擇程序41選擇黑匣子狀態(tài)顯示界面，通過(guò)常規(guī)信號(hào)顯 示軟件42顯示液晶屏四周條形區(qū)域的狀態(tài)信號(hào)，如圖5所示。液晶屏中間區(qū) 域顯示黑匣子數(shù)據(jù)和圖形信息。車速信號(hào)22經(jīng)脈沖信號(hào)采集模塊25采集后， 存貯在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元29，經(jīng)由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至 微處理器(MCU) 49 ，行車制動(dòng)信號(hào)12經(jīng)開關(guān)信號(hào)采集模塊28采集后，通 過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元29經(jīng)由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至微處 理器(MCU) 49。微處理器(MCU) 49通過(guò)程序代碼傳輸鏈路34調(diào)用黑匣 子數(shù)據(jù)分析程序39對(duì)接收到的車速信號(hào)22和行車制動(dòng)信號(hào)12，按照 GB-T19056-2003汽車行駛記錄儀國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行分析和處理。4) 車輛及駕駛者狀態(tài)分析界面工作模式模式4包括模式1的所有信號(hào)，只不過(guò)這些信號(hào)顯示在液晶屏的四周且 部分信號(hào)采用數(shù)字顯示。按下按鍵2，按鍵處的位置坐標(biāo)經(jīng)觸摸屏控制器67轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后， 通過(guò)觸摸屏按鍵信號(hào)傳輸鏈路68送至微控制器49，微控制器49根據(jù)該按鍵 的位置調(diào)用儀表界面選擇程序41選擇車輛及駕駛者狀態(tài)分析界面，通過(guò)常規(guī) 信號(hào)顯示軟件42顯示液晶屏四周條形區(qū)域的狀態(tài)信號(hào)。冷卻水溫度信號(hào)17、機(jī)油壓力信號(hào)18、燃油液面信號(hào)19、蓄電池電壓信 號(hào)20和酒精傳感器信號(hào)21經(jīng)模擬信號(hào)采集模塊26處理后通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯 單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送入微處理器(MCU) 49;車速信號(hào)22、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 信號(hào)23、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)24經(jīng)脈沖信號(hào)采集模塊25處理后通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存 貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送入微處理器(MCU) 49,通過(guò)程序代碼傳輸鏈路 34將車輛狀態(tài)參數(shù)分析程序35和駕駛者駕駛狀態(tài)分析程序36調(diào)入微處理器(MCU) 49。車輛狀態(tài)參數(shù)分析程序35對(duì)一定時(shí)間段內(nèi)的車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、 水溫、機(jī)油壓力、蓄電池電壓等隨時(shí)間變化的趨勢(shì)進(jìn)行分析，計(jì)算這些參數(shù) 變化的平均值、最大值、最小值，超過(guò)設(shè)定的限值則發(fā)出聲光報(bào)警。如車速 低于該擋位的最低值則提示駕駛者換入抵擋，車速高于該擋位的最大值則提 示駕駛者換入高擋；冷卻水溫度超過(guò)設(shè)定限值時(shí)，則提示進(jìn)行冷卻系故障檢 測(cè)。駕駛者駕駛狀態(tài)分析程序36基于方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)24計(jì)算方向盤的瞬時(shí) 角加速度，如超過(guò)設(shè)定的限值，則通過(guò)聲光報(bào)警提示駕駛者駕駛狀態(tài)異常； 駕駛者駕駛狀態(tài)分析程序36基于酒精傳感器的輸出電壓，確定駕駛者的飲酒 狀態(tài)，如酒精傳感器的輸出電壓值超過(guò)設(shè)定的限值，則通過(guò)聲光報(bào)警提示駕 駛者處于飲酒駕車狀態(tài)。微處理器(MCU) 49調(diào)用車輛狀態(tài)參數(shù)分析程序35和駕駛者駕駛狀態(tài)分 析程序36將對(duì)這些信號(hào)的分析結(jié)果，以圖形、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音等方式將車輛運(yùn)行 狀態(tài)和駕駛狀態(tài)的提示和建議顯示在液晶屏55上。以倒計(jì)時(shí)的方式顯示保養(yǎng) 時(shí)間，如超期，則每次起動(dòng)時(shí)首先顯示"該保養(yǎng)了！"提示5s，然后進(jìn)入儀表 界面。5)視頻倒車?yán)走_(dá)按下按鍵5或變速器處于倒擋位置(倒擋狀態(tài)信號(hào)指示圖標(biāo)閃爍)，微處 理器(MCU) 49接收倒擋狀態(tài)信號(hào)7并調(diào)用儀表界面選擇程序41選擇視頻倒 車?yán)走_(dá)顯示界面，通過(guò)常規(guī)信號(hào)顯示軟件42顯示液晶屏四周條形區(qū)域的狀態(tài) 信號(hào)，如圖2所示。液晶屏中間區(qū)域顯示車輛尾部距障礙物的距離和位置的 圖像信息。視頻攝像頭信號(hào)13、視頻攝像頭信號(hào)14、視頻攝像頭信號(hào)15、頻 攝像頭信號(hào)16經(jīng)視頻信號(hào)采集模塊27處理后，存lt在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存Jie單元29， 經(jīng)由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路33送至微處理器(MCU) 49 。微處 理器(MCU) 49通過(guò)程序代碼傳輸鏈路34調(diào)用攝像頭視頻信號(hào)分析程序38 對(duì)這4路視頻攝像頭信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，并通過(guò)調(diào)用存貯在程序代碼存貯單 元61中的通用視頻圖像顯示軟件43將該圖像顯示在液晶屏55上的儀表圖形 顯示區(qū)63內(nèi)。本實(shí)施例有兩種數(shù)據(jù)通訊方式有線通訊和無(wú)線通訊
1) 有線通訊通過(guò)CF存貯卡與用戶外設(shè)間的數(shù)據(jù)交換鏈路52將存貯在
CF存貯卡51上的黑匣子數(shù)據(jù)讀出或?qū)⑼庠O(shè)內(nèi)的數(shù)據(jù)和程序通過(guò)數(shù)據(jù)交換鏈 路52傳輸?shù)紺F存貯卡51。外設(shè)通過(guò)RS232串行通訊模塊44與儀表板信息 處理單元62相連，通過(guò)RS232串行通訊鏈路45將外設(shè)中的數(shù)據(jù)和代碼傳輸 給微處理器(MCU) 49,再由微處理器49通過(guò)程序代碼傳輸鏈路34存儲(chǔ)到 程序代碼存貯單元61中。反之，可把微處理器49中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和信息處理 單元62中的程序代碼和數(shù)據(jù)通過(guò)串口 44傳送給外設(shè)。
2) 無(wú)線通訊微處理器49將儀表板信息處理單元62中的有關(guān)車輛運(yùn)行 狀態(tài)、駕駛者駕駛狀態(tài)、黑匣子、導(dǎo)航等信息通過(guò)GPRS模塊與微處理器(MCU) 間的輸入和輸出信號(hào)鏈路48傳送給GPRS模塊46，再通過(guò)GPRS模塊46的無(wú) 線發(fā)送端口以短信或數(shù)據(jù)流的形式基于移動(dòng)公網(wǎng)GSM或CDMA發(fā)送到上位機(jī)平 臺(tái)(機(jī)動(dòng)車綜合信息管理中心)；反之，上位機(jī)平臺(tái)可基于移動(dòng)公網(wǎng)GSM或CDMA 以短信或數(shù)據(jù)流的形式把命令和數(shù)據(jù)發(fā)送給GPRS模塊46，再通過(guò)GPRS模塊 與微處理器(MCU)間的輸入和輸出信號(hào)鏈路48傳送給微處理器49，并可 實(shí)現(xiàn)對(duì)程序代碼存貯單元61中的代碼和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無(wú)線修改和更新，從而實(shí) 現(xiàn)對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)和駕駛者駕駛狀態(tài)信息的無(wú)線監(jiān)視和控制。狀態(tài)信息包括 來(lái)自傳感器1-24的直接信息和處理后的傳感器信息以及發(fā)動(dòng)機(jī)電腦發(fā)送至儀 表板的發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)故障和排放故障信息。
對(duì)于步驟2)、 3)、 4)和5)即車輛導(dǎo)航、車輛及駕駛員狀態(tài)分析、黑匣子 及視頻倒車?yán)走_(dá)模式，液晶屏上面條形區(qū)域顯示左轉(zhuǎn)向燈信號(hào)11、冷卻水溫 度信號(hào)17、機(jī)油壓力信號(hào)18、車速信號(hào)22、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)23、燃油液面 信號(hào)19、蓄電池電壓信號(hào)20、右轉(zhuǎn)向燈信號(hào)l;液晶屏左面條形區(qū)域顯示遠(yuǎn) 光燈信號(hào)2、近光燈信號(hào)3、安全氣囊狀態(tài)信號(hào)4、發(fā)動(dòng)機(jī)故障狀態(tài)信號(hào)5、 充電狀態(tài)信號(hào)6;液晶屏右面條形區(qū)域顯示倒擋狀態(tài)信號(hào)7、駐車制動(dòng)信號(hào)8、 自動(dòng)防抱死系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)9、安全帶狀態(tài)信號(hào)IO、行車制動(dòng)信號(hào)12;液晶屏 下面條形區(qū)域顯示總里程數(shù)64、導(dǎo)航界面選擇按鍵56、車輛及駕駛者狀態(tài)分析界面選擇按鍵57、傳統(tǒng)儀表顯示界面選擇按鍵58、黑匣子功能界面選擇按 鍵59、視頻倒車?yán)走_(dá)界面選擇按鍵60、單次里程數(shù)65。
本實(shí)用新型的工作原理該多功能數(shù)字儀表系統(tǒng)包括1塊液晶屏和固定 在液晶屏背面的嵌入式單片機(jī)，傳感器數(shù)據(jù)仍通過(guò)原模擬儀表板的總線接口 讀取，不改變?cè)囕v儀表板的安裝結(jié)構(gòu)。基于導(dǎo)航界面選擇按鍵56、車輛及 駕駛者狀態(tài)分析界面選擇按鍵57、傳統(tǒng)儀表顯示界面選擇按鍵58、黑匣子功 能界面選擇按鍵59、視頻倒車?yán)走_(dá)界面選擇按鍵60的選擇結(jié)果，微處理器 (MCU) 49讀取相應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)并從程序代碼存貯單元61調(diào)用相應(yīng)的分析 程序，使儀表處于傳統(tǒng)儀表顯示界面或車輛及駕駛者狀態(tài)分析界面或?qū)Ш浇?面或視頻倒車?yán)走_(dá)界面或黑匣子功能界面。任何一種界面顯示形式均保留傳 統(tǒng)儀表界面的所有信息，只是部分信息的顯示方式由模擬圖形顯示變?yōu)閿?shù)字 顯示。液晶屏顯示的和CF卡存貯的所有信息均可通過(guò)移動(dòng)公網(wǎng)以短信或數(shù)據(jù) 流的方式發(fā)送到上位機(jī)平臺(tái)-機(jī)動(dòng)車綜合信息管理中心，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)動(dòng)車運(yùn) 行狀態(tài)、駕駛狀態(tài)、排放狀態(tài)、安全狀態(tài)等的全面監(jiān)控。
上述實(shí)例結(jié)果表明，采用本實(shí)用新型的多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)可極大 擴(kuò)展傳統(tǒng)儀表板的功能，使其成為現(xiàn)代汽車信息處理中心。該系統(tǒng)的應(yīng)用將 有利于提高車輛的使用壽命、減少突發(fā)故障、提高車輛的運(yùn)行和駕駛安全性、 降低車輛的使用和管理成本、實(shí)現(xiàn)交通管理信息化。
權(quán)利要求1、一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)，包括有傳感器信號(hào)，所述的傳感器信號(hào)包括有12路開關(guān)量信號(hào)、4路模擬信號(hào)和2路脈沖信號(hào)，所述的12路開關(guān)量信號(hào)包括有右轉(zhuǎn)向燈信號(hào)(1)、遠(yuǎn)光燈信號(hào)(2)、近光燈信號(hào)(3)、安全氣囊狀態(tài)信號(hào)(4)、發(fā)動(dòng)機(jī)故障狀態(tài)信號(hào)(5)、充電狀態(tài)信號(hào)(6)、倒擋信號(hào)(7)、駐車制動(dòng)信號(hào)(8)、自動(dòng)防抱死系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)(9)、安全帶狀態(tài)信號(hào)(10)、左轉(zhuǎn)向燈信號(hào)(11)、行車制動(dòng)信號(hào)(12)，所述4路模擬信號(hào)包括有冷卻水溫度信號(hào)(17)、機(jī)油壓力信號(hào)(18)、燃油液面信號(hào)(19)、蓄電池電壓信號(hào)(20)，所述的3路脈沖信號(hào)包括有車速信號(hào)(22)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(23)；其特征在于還包括有信息處理單元(62)和液晶屏(55)；所述的傳感器信號(hào)中的模擬信號(hào)還包括有酒精傳感器信號(hào)(21)，所述的脈沖信號(hào)中還包括有方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)(24)，4路視頻攝像頭信號(hào)從車輛尾部安裝的4個(gè)攝像頭獲得；所述的信息處理單元(62)包括脈沖信號(hào)采集模塊(25)、模擬信號(hào)采集模塊(26)、視頻信號(hào)采集模塊(27)、開關(guān)信號(hào)采集模塊(28)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元(29)、GPS模塊(31)、RS232串行通訊模塊(44)、GPRS模塊(46)、微處理器(49)、CF存貯卡(51)、程序代碼存貯單元(61)；所述的液晶屏(55)為彩色液晶屏，液晶屏內(nèi)嵌入與微處理器(49)相連的液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊(54)；12路開關(guān)量信號(hào)經(jīng)開關(guān)量信號(hào)采集模塊(28)處理后送至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元(29)，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路(33送至微處理器(49，經(jīng)微處理器(49)處理后的開關(guān)量信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊(54)以圖形的方式顯示在液晶屏(55)上，通過(guò)圖形閃爍或點(diǎn)亮的方式表明該功能工作；4路模擬視頻攝像頭信號(hào)經(jīng)視頻信號(hào)采集模塊(27)處理后送至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元(29)，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路(33)送至微處理器(49)，經(jīng)微處理器(49)處理后的數(shù)字視頻信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊(54)以圖形的方式把車后障礙物的位置顯示在液晶屏(55)上；5路模擬信號(hào)經(jīng)模擬信號(hào)采集模塊(26)處理后送至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元(29)，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路(33)送至微處理器(49)，經(jīng)微處理器(49)處理后的模擬信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊(54)把冷卻水溫度、機(jī)油壓力、燃油液面和蓄電池電壓顯示在液晶屏(55)上；當(dāng)微處理器(49)通過(guò)酒精傳感器信號(hào)判定酒精含量超標(biāo)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，驅(qū)動(dòng)報(bào)警裝置進(jìn)行聲音報(bào)警；3路脈沖信號(hào)(22-24)經(jīng)脈沖信號(hào)采集模塊(25)處理后送至動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元(29)，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路(33)送至微處理器(49)，經(jīng)微處理器(49)處理后的脈沖信號(hào)通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊(54)把車速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速顯示在液晶屏(55)上；來(lái)自衛(wèi)星的GPS導(dǎo)航信號(hào)(30)經(jīng)GPS模塊(31)處理后，把車速、時(shí)間、經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)通過(guò)GPS信號(hào)輸出鏈路(32)送至微處理器(49)，經(jīng)微處理器(49)處理后的車速、經(jīng)度和緯度通過(guò)液晶屏功率驅(qū)動(dòng)模塊(54)以數(shù)字或圖形的方式顯示在液晶屏(55)上的電子地圖上；24路傳感器信號(hào)和GPS導(dǎo)航信號(hào)(30)的數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器(49)處理后通過(guò)CF存貯卡與微處理器間的數(shù)據(jù)交換鏈路(50)存貯在CF存貯卡(51)中，再通過(guò)CF存貯卡(51)與用戶外設(shè)間的數(shù)據(jù)交換鏈路(52)把儀表板內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔挥?jì)算機(jī)或存貯器中；外設(shè)也能夠通過(guò)CF存貯卡(51)與用戶外設(shè)間的數(shù)據(jù)交換鏈路(52)把分析和計(jì)算程序通過(guò)微處理器(49)送至程序代碼存貯單元(61)；外設(shè)還能夠通過(guò)RS232串行通訊模塊(44)和RS232串行通訊鏈路(45)，通過(guò)微處理器(49)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)或代碼；來(lái)自上位機(jī)平臺(tái)的指令以短信或數(shù)據(jù)流的方式經(jīng)GSM或CDMA移動(dòng)公網(wǎng)，通過(guò)GPRS模塊與上位機(jī)平臺(tái)間的輸入和輸出信號(hào)鏈路(47)，傳送自GPRS模塊(46)，再通過(guò)GPRS模塊與微處理器間的輸入和輸出信號(hào)鏈路(48)送至微處理器(49)，微處理器(49)根據(jù)接收到的上位機(jī)指令進(jìn)行相關(guān)操作把指定的數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)平臺(tái)；還能夠通過(guò)上位機(jī)平臺(tái)對(duì)儀表板各分析和控制程序的遠(yuǎn)程無(wú)線修改和更新；所述的液晶屏(55)上貼有觸摸屏(66)，觸摸屏輸入系統(tǒng)包括有觸摸屏(66)、觸摸屏控制器(67)；通過(guò)配置觸摸屏(66)與液晶屏(55)的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)按鍵命令傳輸?shù)轿⑻幚砥?49)；當(dāng)按下功能按鍵1或2或3或4或5時(shí)，按鍵處的位置坐標(biāo)經(jīng)觸摸屏控制器(67)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，通過(guò)觸摸屏按鍵信號(hào)傳輸鏈路(68)送至微控制器(49)，微控制器(49)根據(jù)該按鍵的位置調(diào)用相應(yīng)的分析程序，將相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)送至液晶屏(55)顯示。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)，其特征在于所述 的按鍵3被按下時(shí)，冷卻水溫度信號(hào)(17)、機(jī)油壓力信號(hào)(18)、燃油液面 信號(hào)(19)、蓄電池電壓信號(hào)(20)、車速信號(hào)(22)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(23)、 方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)(24)、右轉(zhuǎn)向燈信號(hào)(1)、遠(yuǎn)光燈信號(hào)(2)、近光燈信號(hào)(3)、 安全氣囊狀態(tài)信號(hào)(4)、發(fā)動(dòng)機(jī)故障狀態(tài)信號(hào)(5)、充電狀態(tài)信號(hào)(6)、倒 擋狀態(tài)信號(hào)(7)、駐車制動(dòng)信號(hào)(8)、自動(dòng)防抱死系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)(9)、安全 帶狀態(tài)信號(hào)(10)、左轉(zhuǎn)向燈信號(hào)(11)和行車制動(dòng)信號(hào)(12)通過(guò)相應(yīng)的采 集模塊處理后送至微處理器(49)，微處理器(49)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理后經(jīng) 微處理器與液晶屏(55)間控制數(shù)據(jù)交換信號(hào)鏈路(53)通過(guò)液晶屏功率驅(qū) 動(dòng)模塊(54)顯示在液晶屏(55)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)，其特征在于所述 的按鍵1被按下時(shí)，通過(guò)GPS信號(hào)輸出鏈路(32)將進(jìn)入GPS模塊(31)的 導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)(30)送入微處理器(49)，再通過(guò)程序代碼傳輸鏈路(34)將 存貯在程序代碼存貯單元(61)中的導(dǎo)航地圖程序(37)調(diào)入微處理器(49)， 通過(guò)將衛(wèi)星信號(hào)(30)中的緯度和經(jīng)度信息與數(shù)字地圖的匹配操作，實(shí)現(xiàn)車 輛導(dǎo)航功能。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)，其特征在于所述 的按鍵2被按下時(shí)；冷卻水溫度信號(hào)(17)、機(jī)油壓力信號(hào)(18)、燃油液面 信號(hào)(19)、蓄電池電壓信號(hào)(20)和酒精傳感器信號(hào)(21)、車速信號(hào)(22)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)(23)、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)(24)分別經(jīng)過(guò)相應(yīng)的采集模塊處理 后送入微處理器(49)，通過(guò)程序代碼傳輸鏈路(34)將車輛狀態(tài)參數(shù)分析模 塊(35)和駕駛者駕駛狀態(tài)分析模塊(36)調(diào)入微處理器(49);車輛狀態(tài)參 數(shù)分析模塊(35)對(duì)一定時(shí)間段內(nèi)的車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、機(jī)油壓力、 蓄電池電壓隨時(shí)間變化的趨勢(shì)進(jìn)行分析，計(jì)算這些參數(shù)變化的平均值、最大 值、最小值，超過(guò)設(shè)定的限值則驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出聲光報(bào)警；駕駛者駕駛狀 態(tài)分析模塊(36)通過(guò)方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)(24)計(jì)算方向盤的瞬時(shí)角加速度， 如超過(guò)設(shè)定的限值，則通過(guò)聲光報(bào)警提示駕駛者駕駛狀態(tài)異常，如駕駛者不 予理睬，則系統(tǒng)通過(guò)控制總線向發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元發(fā)出減油指令，強(qiáng)行降低車 速；駕駛者駕駛狀態(tài)分析模塊(36)基于酒精傳感器的輸出電壓，確定駕駛 者的飲酒狀態(tài)，如酒精傳感器的輸出電壓值超過(guò)設(shè)定的限值，則通過(guò)聲光報(bào) 警提示駕駛者處于飲酒駕車狀態(tài)；微處理器(49)將車輛狀態(tài)參數(shù)分析模塊(35)和駕駛者駕駛狀態(tài)分析模 塊(36)對(duì)上述信號(hào)的分析結(jié)果，顯示在液晶屏(55)上；微處理器(49) 紀(jì)錄當(dāng)前的車輛總行駛里程，當(dāng)新的累積行駛里程達(dá)到指定的保養(yǎng)里程間隔， 則每次車輛起動(dòng)后總里程顯示條(64)連續(xù)閃爍10秒，提示車輛進(jìn)行保養(yǎng)。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)，其特征在于所述 的按鍵4被按下時(shí)，微處理器(49)通過(guò)儀表界面選擇程序(41)選擇黑匣 子狀態(tài)顯示界面，通過(guò)常規(guī)信號(hào)顯示軟件(42)顯示液晶屏四周條形區(qū)域的 狀態(tài)信號(hào)；液晶屏中間區(qū)域顯示黑匣子數(shù)據(jù)和圖形信息；車速信號(hào)(22)經(jīng) 脈沖信號(hào)采集模塊(25)采集后，存貯在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元(29)，經(jīng)由動(dòng) 態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路(33)送至微處理器(49)，行車制動(dòng)信號(hào)(12)經(jīng)開關(guān)信號(hào)采集模塊(28)采集后，通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元(29)經(jīng) 由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路(33)送至微處理器(49);微處理器(49)通過(guò)程序代碼傳輸鏈路(34)調(diào)用黑匣子數(shù)據(jù)分析程序(39)對(duì)接收 到的車速信號(hào)(22)和行車制動(dòng)信號(hào)(12)，按照GB-T19056-2003汽車行駛記錄儀國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行分析和處理；所有黑匣子信息在微處理器(49) 的控制下通過(guò)CF存貯卡與微處理器間的數(shù)據(jù)交換鏈路(50)存貯到CF存貯 卡(51)中；用戶通過(guò)CF存貯卡與用戶外設(shè)間的數(shù)據(jù)交換鏈路(52)將存貯 在CF存貯卡(51)上的黑匣子數(shù)據(jù)讀出并在專用軟件上進(jìn)一步分析和處理以 獲取更多的車輛運(yùn)行信息。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)，其特征在于所述 的按鍵5被按下或變速器處于倒擋位置時(shí)，微處理器(49)接收倒擋狀態(tài)信 號(hào)(7)并調(diào)用儀表界面選擇程序(41)選擇視頻倒車?yán)走_(dá)顯示界面，通過(guò)常 規(guī)信號(hào)顯示軟件(42)顯示液晶屏四周條形區(qū)域的狀態(tài)信號(hào)；液晶屏中間區(qū) 域顯示車輛尾部距障礙物的距離和位置的圖像信息；視頻攝像頭信號(hào)(13)、 視頻攝像頭信號(hào)(14)、視頻攝像頭信號(hào)(15)、頻攝像頭信號(hào)(16)經(jīng)視頻 信號(hào)采集模塊(27)處理后，存貯在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存貯單元(29)，經(jīng)由動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 存貯單元的數(shù)據(jù)輸出鏈路(33)送至微處理器(49);微處理器(49)通過(guò) 程序代碼傳輸鏈路(34)調(diào)用攝像頭視頻信號(hào)分析程序(38)對(duì)這4路視頻 攝像頭信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，并通過(guò)調(diào)用存貯在程序代碼存貯單元(61)中的 通用視頻圖像顯示軟件(43)將該圖像顯示在液晶屏(55)上的儀表圖形顯 示區(qū)(63)內(nèi)。
7、 按照權(quán)利要求1所述的一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)，其特征在于所述 的信息處理單元(62)內(nèi)的微處理器(49)為帶DSP功能的嵌入式單片機(jī)， 信息處理單元(62)內(nèi)嵌入GPS模塊和GPRS模塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括1塊液晶屏和固定在液晶屏背面的嵌入式單片機(jī)，傳感器數(shù)據(jù)仍通過(guò)原模擬儀表板的總線接口讀取，不改變?cè)囕v儀表板的安裝結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)除具有汽車原模擬儀表的全部功能外，還具有車輛運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視及故障診斷、駕駛者駕駛狀態(tài)監(jiān)視、車輛排放狀態(tài)監(jiān)視、汽車行駛記錄儀、視頻倒車?yán)走_(dá)、GPS導(dǎo)航、GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?。本?shí)用新型的多功能汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)可極大擴(kuò)展傳統(tǒng)儀表板的功能，使其成為現(xiàn)代汽車信息處理中心。該系統(tǒng)的應(yīng)用將有利于提高車輛的使用壽命、減少突發(fā)故障、提高車輛的運(yùn)行和駕駛安全性、降低車輛的使用和管理成本、實(shí)現(xiàn)交通管理信息化。
文檔編號(hào)G01D21/02GK201173791SQ20082007887
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者強(qiáng) 吳, 紀(jì)常偉 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)