專利名稱：一種基于can總線的汽車安全信息系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于車輛安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于CAN總線的汽車安全信 息系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為減少汽車交通事故造成的人員傷亡和財(cái)物損失，人們利用各種方法和措施來減 少交通事故的發(fā)生。目前，汽車安全系統(tǒng)的研究和成果主要集中在車輛自身的安全設(shè)備配 置上，如防抱死系統(tǒng)、車輛穩(wěn)定性控制、安全帶、安全氣囊等安全裝置，而由于駕駛員人為原 因(如長(zhǎng)時(shí)間駕駛、疲勞駕駛等)導(dǎo)致的安全隱患尚未采取有效的安全防范措施。此外，目前 大部分汽車安全設(shè)備功能較為單一，沒有將車身狀況、駕駛員狀態(tài)、車輛及駕駛員監(jiān)控有效 地結(jié)合，不能對(duì)汽車安全信息進(jìn)行綜合、實(shí)時(shí)交換，從而不能很好地解決汽車行駛安全這一 系統(tǒng)性問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種基于CAN總線的汽車安全信息系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有汽 車安全系統(tǒng)功能較為單一，不能對(duì)汽車安全信息進(jìn)行綜合、實(shí)時(shí)交換的問題。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種基于CAN總線的汽車安全信息系統(tǒng)，包括 車載終端部分和監(jiān)控中心部分，車載終端部分包括由兩個(gè)或兩個(gè)以上CAN節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的CAN 總線，CAN節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)或兩個(gè)以上分別連接有GPS接收模塊、超聲波測(cè)距模塊、USB讀寫 模塊，USB讀寫模塊上還連接有U盤；CAN節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)或兩個(gè)以上還通過電平轉(zhuǎn)換芯片a 與GPRS模塊a相連接；CAN節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)或兩個(gè)以上還通過電平轉(zhuǎn)換芯片b與DSP模塊相 連接，DSP模塊上還分別連接有攝像頭、LCD及擴(kuò)音器；監(jiān)控中心部分包括相連接的PC機(jī)及 GPRS模塊b，GPRS模塊b與GPRS模塊a通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線通信。本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，其中的車載終端CAN節(jié)點(diǎn)由帶CAN控制器的32位ARM 微處理器和CAN集成收發(fā)器連接而成。其中的DSP模塊以TMS320DM642為核心處理器。本實(shí)用新型的有益效果是，集駕駛員識(shí)別、疲勞駕駛檢測(cè)和預(yù)警、汽車定位、車輛 防碰撞、車輛防盜、行車記錄以及遠(yuǎn)程無線車輛信息管理于一體，嵌入式車載終端使用CAN 總線技術(shù)，易于以CAN總線節(jié)點(diǎn)方式增加其它的輔助和擴(kuò)展功能，并能與現(xiàn)有汽車總線無 縫連接，共享內(nèi)部數(shù)據(jù)，從而有效地實(shí)現(xiàn)駕駛員安全駕駛以及車輛監(jiān)管。

圖1是本實(shí)用新型基于CAN總線的汽車安全信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型中CAN節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)以及與CAN總線連接示意圖；圖3是本實(shí)用新型中DSP模塊連接示意圖；圖4是本實(shí)用新型中超聲波測(cè)距模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。[0012]圖中，1. CAN節(jié)點(diǎn)，2. GPS接收模塊，3.超聲波測(cè)距模塊，4.電平轉(zhuǎn)換芯片a，5. GPRS 模塊a，6.電平轉(zhuǎn)換芯片b，7. DSP模塊，8.攝像頭，9. LCD，10.擴(kuò)音器，11. USB讀寫模塊， 12. U盤，13. PC機(jī)，14. GPRS模塊b，15. GPRS網(wǎng)絡(luò)，16.帶CAN控制器的32位ARM微處理器， 17. CAN集成收發(fā)器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)用新型基于CAN總線的汽車安全信息系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包 括車載終端部分和監(jiān)控中心部分，車載終端部分包括由多個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)1構(gòu)成的CAN總線，多 個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)1的其中幾個(gè)上分別連接有GPS接收模塊2、超聲波測(cè)距模塊3、USB讀寫模塊 11，USB讀寫模塊11上還連接有U盤12，多個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)1的其中幾個(gè)還通過電平轉(zhuǎn)換芯片 a4與GPRS模塊a5相連接，多個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)1的其中幾個(gè)還通過電平轉(zhuǎn)換芯片b6與DSP模塊 7相連接，DSP模塊7上還分別連接有攝像頭8、IXD9及擴(kuò)音器10 ；監(jiān)控中心部分包括相連 接的PC機(jī)13及GPRS模塊b 14，GPRS模塊bl4與GPRS模塊a5通過GPRS網(wǎng)絡(luò)15進(jìn)行無線
通{曰。本實(shí)用新型的工作過程為車載終端部分安裝在汽車內(nèi)，監(jiān)控中心部分位于控制 室。車載終端部分的GPS接收模塊2的天線置于汽車上無遮擋位置，比如車頂。超聲波測(cè) 距模塊3的探頭裝設(shè)在車身外側(cè)，比如車前，車后等。攝像頭8調(diào)節(jié)到合適的位置使其能采 集駕駛員整個(gè)面部。車載終端部分的GPRS模塊a5和監(jiān)控中心部分的GPRS模塊bl4中插 入開通GPRS業(yè)務(wù)的SIM卡。GPS接收模塊2獲取車輛的GPS信息；超聲波測(cè)距模塊3測(cè)量車輛周圍障礙物距 離；攝像頭8采集駕駛員視頻圖像，固化在DSP模塊7中的軟件算法識(shí)別駕駛員及檢測(cè)其 疲勞狀態(tài)并語音預(yù)警，LCD9回顯視頻圖像、駕駛員駕駛時(shí)間長(zhǎng)度、疲勞狀態(tài)以及其它相關(guān)信 息，如車輛GPS信息、障礙物距離等；帶有USB讀寫模塊11的CAN節(jié)點(diǎn)1將車輛GPS信息、 駕駛員圖像，行車時(shí)間及疲勞狀態(tài)等各類數(shù)據(jù)定時(shí)寫入U(xiǎn)SB存儲(chǔ)器；帶有GPRS模塊a5的 CAN節(jié)點(diǎn)1根據(jù)監(jiān)控中心命令或定時(shí)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)15向監(jiān)控中心上傳車輛GPS信息、駕駛 員圖像，行車時(shí)間及疲勞狀態(tài)等。此外，GPRS模塊a5還可接收車主手機(jī)短信命令，實(shí)時(shí)返 回車輛位置信息，防止車輛被盜。GPS接收模塊2和超聲波測(cè)距模塊3均通過TTL電平串行口與CAN節(jié)點(diǎn)1上UART0 直接相連。USB讀寫模塊11串口與CAN節(jié)點(diǎn)1上的UART1相連，USB讀寫模塊11的USB接 口與U盤12或其它USB存儲(chǔ)器連接。DSP模塊7和GPRS模塊a5的串口為RS232電平，需 通過電平轉(zhuǎn)換后與CAN節(jié)點(diǎn)1上的UART0相連。監(jiān)控中心可隨時(shí)通過GPRS向車輛發(fā)出路況信息及相關(guān)命令，接收駕駛員圖像及 疲勞狀態(tài)、車輛信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛及駕駛員。此外，PC機(jī)13還用于解析車載終端USB存 儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。如圖2所示，車載終端CAN節(jié)點(diǎn)1由帶CAN控制器的32位ARM微處理器16和CAN 集成收發(fā)器17連接而成。ARM的CANTD、CANRD 口分別與CTM1050T的CRXD、CTXD 口相連， CAN集成收發(fā)器17采用CTM1050T，其CANH、CANL 口分別與總線的高電平線和低電平線連 接，構(gòu)成總線節(jié)點(diǎn)電路。CAN總線通信介質(zhì)為雙絞線，總線末端連接兩個(gè)120 Q的電阻，用于
4總線阻抗匹配。本實(shí)用新型中DSP模塊7的端口連接，如圖3所示，車載終端DSP模塊7以 TMS320DM642為核心處理器。DSP模塊7上的串口通過電平轉(zhuǎn)換后與CAN節(jié)點(diǎn)1上的UART0 相連。TMS320DM642核心處理器包括1)三個(gè)可配置的視頻端口 VP0、VP1、VP2，可提供與視 頻輸入輸出解碼器、編碼器的無縫接口，視頻輸入接口連接攝像頭，視頻輸出口接IXD顯示 器。2)復(fù)通道音頻接口 McASP與數(shù)字音頻編解碼器的數(shù)字音頻接口相連，編解碼器的模擬 音頻輸出接口連接擴(kuò)音器，數(shù)字音頻數(shù)據(jù)通過編解碼器D/A轉(zhuǎn)換后，經(jīng)模擬音頻輸出口輸 出，在擴(kuò)音器上播放，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)語音預(yù)警。3) 64位外部存儲(chǔ)器接口 EMIF，可與多種存儲(chǔ)器 如閃爍存儲(chǔ)器FLASH無縫連結(jié)，處理器所需要的駕駛員識(shí)別軟件代碼通過JTAG燒寫固化在 閃爍存儲(chǔ)器FLASH中。4)通用輸入/輸出端口 GPI0，提供通用I/O支持，用于連接人機(jī)交 互的功能鍵盤。5)符合IEEE1149標(biāo)準(zhǔn)的JTAG (Joint Test Action Group)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試接 口，通過DSP仿真器可以向DSP加載程序和對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。本實(shí)用新型超聲波測(cè)距模塊3的結(jié)構(gòu)，如圖4所示，超聲波測(cè)距模塊3上的串口與 CAN節(jié)點(diǎn)1上的UART0相連。超聲波測(cè)距模塊3包括微處理器和多個(gè)測(cè)距探頭，測(cè)距探頭用 于發(fā)射和接收超聲波信號(hào)，微處理器計(jì)算車輛與障礙物距離。測(cè)距探頭包括超聲波信號(hào)發(fā) 射和信號(hào)接收兩部分，超聲波信號(hào)發(fā)射部分由發(fā)射電路和發(fā)射探頭構(gòu)成，發(fā)射電路輸入接 口與微處理器GPI0 口相連，輸出接口連接超聲波發(fā)射探頭。超聲波信號(hào)接收部分由接收電 路和接收探頭構(gòu)成，接收電路輸出接口與微處理器GPI0 口相連，輸入接口接超聲波接收探 頭。在本實(shí)施例中，CAN節(jié)點(diǎn)1、GPS接收模塊2、DSP模塊7、USB讀寫模塊11、超聲波 測(cè)距模塊3均為+5V工作電壓，LCD9和GPRS模塊a5、GPRS模塊bl4需要+12V工作電壓。 采用通用電源適配器，將220V交流電轉(zhuǎn)換為12V的直流電，直接用于車載終端供電。車載 終端采用一個(gè)DC/DC直流轉(zhuǎn)換模塊，將+12V工作電壓轉(zhuǎn)換為+5V工作電壓，并用電容濾波 后，分別對(duì)+12V額定電壓器件和+5V額定電壓器件供電。
權(quán)利要求1.一種基于CAN總線的汽車安全信息系統(tǒng)，其特征在于，包括車載終端部分和監(jiān)控中 心部分，車載終端部分包括由兩個(gè)或兩個(gè)以上CAN節(jié)點(diǎn)(1)構(gòu)成的CAN總線，CAN節(jié)點(diǎn)(1)中 的兩個(gè)或兩個(gè)以上分別連接有GPS接收模塊(2)、超聲波測(cè)距模塊(3)、USB讀寫模塊(11)， USB讀寫模塊(11)上還連接有U盤(12) ;CAN節(jié)點(diǎn)(1)中的兩個(gè)或兩個(gè)以上還通過電平轉(zhuǎn) 換芯片a (4)與GPRS模塊a (5)相連接；CAN節(jié)點(diǎn)(1)中的兩個(gè)或兩個(gè)以上還通過電平轉(zhuǎn) 換芯片b (6)與DSP模塊(7)相連接，DSP模塊(7)上還分別連接有攝像頭(8)、IXD (9)及 擴(kuò)音器(10);所述的監(jiān)控中心部分包括相連接的PC機(jī)(13)及GPRS模塊b (14)，GPRS模塊 b (14)與GPRS模塊a (5)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)(15)進(jìn)行無線通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的汽車安全信息系統(tǒng)，其特征在于，所述的車載 終端CAN節(jié)點(diǎn)(1)由帶CAN控制器的32位ARM微處理器(16)和CAN集成收發(fā)器(17)連接 而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的汽車安全信息系統(tǒng)，其特征在于，所述的DSP 模塊(7)以TMS320DM642為核心處理器。
專利摘要本實(shí)用新型公開的一種基于CAN總線的汽車安全信息系統(tǒng)，包括車載終端部分和監(jiān)控中心部分，車載終端部分包括由兩個(gè)或兩個(gè)以上CAN節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的CAN總線，CAN節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)或兩個(gè)以上分別連接有GPS接收模塊、超聲波測(cè)距模塊、USB讀寫模塊，USB讀寫模塊上還連接有U盤；CAN節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)或兩個(gè)以上還通過電平轉(zhuǎn)換芯片a與GPRS模塊a相連接；CAN節(jié)點(diǎn)中的兩個(gè)或兩個(gè)以上還通過電平轉(zhuǎn)換芯片b與DSP模塊相連接，DSP模塊上還分別連接有攝像頭、LCD及擴(kuò)音器；監(jiān)控中心部分包括相連接的PC機(jī)及GPRS模塊b，GPRS模塊b與GPRS模塊a通過GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線通信。本實(shí)用新型基于CAN總線的汽車安全信息系統(tǒng)，能夠有效地實(shí)現(xiàn)駕駛員安全駕駛以及車輛監(jiān)管。
文檔編號(hào)G05B19/418GK201788409SQ201020542208
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者李香迪, 胡濤 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)