基于ARM9的汽车行驶记录仪设计

ARM9 S3C2410控制GPRS模块实现的车辆监控系统针对传统基于单片机、GSM 技术、ArcGIS （MapInfo 或Google Map ）的车辆监控系统功能单一、通信费用高、可移植性差、定位精度不高等缺点，提出一种新的车辆监控系统解决方案：以ARM9 S3C2410 控制GPRS 模块接入Internet,实现车载端和监控中心的无线数据传输，同时在监控中心引入51ditu、Web Service 和数据库，完成车辆定位和用户接入访问，可广泛应用在国内城市公共交通、出租车、旅游车、危险品运输和物流等车辆管理方面。

1 系统需求及应用分析随着我国城镇化进程加快，地铁、轻轨、快速公交等现代化公共交通快速发展，轨道和公共交通成为城市交通的骨干。

目前，我国现代化轨道交通和公共交通的建设仍存在资金需求量大、融资难，以及投产后车辆管理调用、维护效率低等问题。

传统车辆监控系统一般采用单片机作为数据采集终端、短消息服务（Short Messaging Service,SMS ）作为通信手段、MapInfo作为地理信息系统（Geographic Information System,GIS ）平台。

由于单片机无操作系统，程序移植性差，已难以胜任车辆监控系统功能快速发展的要求；同时，受带宽的影响，SMS 通信链路已无法扩展图像、语音数据传输业务；并且系统开发周期长，价格昂贵，缺少在不同交通领域的推广价值。

因此，开发一种性能可靠、功能完善、组网方便、经济适用且易于推广的车辆监控系统是当务之急。

为了解决上述问题，本文提出一种基于国产卫星北斗导航系统平台的车辆监控管理系统。

系统采用ARM9 S3C2410 为主控芯片，融合Internet 和通用无线分组业务（General Packet Radio Service,GPRS ）网络，以原有SMS 为备份链路，在保证北斗导航监控系统数据传输的实时性与可靠性的同时，车载端还可以提供图片、语音等数据传输功能；以国内知名地图产品供应商灵图的51ditu 作为GIS 平台，其丰富的API 全部免费开放，且没有人为添加误差因素，不需要经过地图匹配就能够完全满足系统的应用要求。

本科毕业设计基于单片机的汽车行驶状态记录仪摘要汽车行驶记录仪，俗称汽车黑匣子，是对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。

目前全国各地客运公司、物流公司、旅游公司及危险品运输公司、公交集团及企事业单位都在紧张有序地安装汽车行驶记录仪。

本论文首先对汽车行驶状态记录仪进行了简单的介绍，分析了汽车行驶记录仪的研究背景及意义，说明了国内外的研究水平和发展趋势；其次提出了系统的方案设计；紧接着是对汽车行驶记录仪硬件电路的设计，其中包括了电源模块、信号采集模块、单片机模块、键盘模块、存储器模块、显示模块、时钟模块、报警模块等；最后是汽车行驶记录仪几个主要软件的程序设计，包括信号采集程序、数据存储程序、停车预处理程序等。

汽车行驶记录仪由于其便携性、可靠性、通用性，在行驶安全、交通执法、运输管理等方面有着重要的作用。

随着我国开始建设智能交通系统的进程，汽车行驶记录仪将成为确保现代交通运输安全和高效物流动态运营管理不可或缺的一环。

关键词：汽车行驶记录仪；发展趋势；单片机；模块设计；程序设计Based on SCM of automobile driving staterecorderAbstractCar driving recorder, commonly known as the automobile black box, it is the vehicle speed, time, mileage and vehicle's other status information recording and storage can be realized through the interface and the data output of the digital electronic recording device. At present all over the country passenger transportation companies, logistics companies, tourism companies and dangerous goods transport companies, bus group, and all enterprises and institutions in the nervous and orderly to install the car recorder. State in this paper, first of all, on the car recorder has carried on the simple introduction, analyzed the research background and significance of vehicle data recorder, illustrates the research level and development trend at home and abroad; Secondly puts forward the system of scheme design; Followed by the hardware circuit design of the vehicle data recorder, including the power supply module, signal acquisition module, MCU module, keyboard module, memory module, display module, clock module, alarm module, etc.; The last is the program design of several major vehicle data recorder software, including signal acquisition program, data storage, parking preprocessing procedures, etc. Due to its portability vehicle data recorder, reliability, versatility, in road safety, traffic law enforcement, transportation management plays an important role. Start construction process of intelligent transportation systems, along with our country will become the vehicle data recorder to ensure that the modern transportation safety and efficient dynamic operation management an integral part of logistics.Keywords:Car driving recorder; Development trends; Single chip microcomputer; Module design; The program design目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................................. I I 1 绪论 .. (1)1.1汽车行驶记录仪简介 (1)1.2 汽车行驶记录仪的应用背景 (1)1.3国内外汽车行驶记录仪的发展状况 (2)1.3.1国外汽车行驶记录仪的发展状况 (2)1.3.2 国内汽车行驶记录仪的发展状况 (2)1.4 本设计的研究内容及特点 (3)2 系统总体方案设计 (4)2.1 系统总体框图 (4)2.2 各模块功能需求 (4)3 汽车行驶记录仪硬件设计 (7)3.1 电源模块的设计 (7)3.1.1 设计方案的选择 (7)3.1.2 电路设计 (7)3.1.3 掉电保护 (9)3.2 信号采集模块 (10)3.2.1车速信号的采集 (10)3.2.2 开关量信号的采集 (11)3.3 单片机模块 (12)3.3.1 单片机选型 (12)3.3.2 时钟电路设计 (13)3.3.3 复位电路设计 (14)3.4 键盘模块 (14)3.4.1 设计方案的选择 (14)3.4.2 电路设计 (14)3.5 存储器模块 (16)3.5.1 存储需求分析 (16)3.5.2 存储方案选择 (17)3.5.3 存储器选型 (19)3.6 驾驶员身份识别 (21)3.6.1 设计方案的选择 (21)3.6.2 电路设计 (22)3.7 车载主机和上位机之间的数据传输方式 (23)3.7.1 USB技术的优势以及USB接口在此设计中的应用 (23)3.7.2 USB接口的硬件电路设计 (24)3.7.3 RS232接口 (25)3.8 显示模块 (26)3.8.1 设计方案的选择 (26)3.8.2 电路的设计 (27)3.9 时钟模块 (28)3.9.1 设计方案的选择 (28)3.9.2 电路的设计 (28)3.10 热敏打印单元 (30)3.10.1 设计方案的选择 (30)3.10.2 接口电路的设计 (30)3.11 报警模块 (31)4 软件设计 (32)4.1 编写程序使用的语言的选择 (32)4.2 设计方案 (32)4.2.1 主程序 (32)4.2.2 信号采集模块子程序设计 (33)4.2.3 数据存储程序设计 (34)4.2.4 停车预处理程序 (35)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录 (41)1 绪论1.1 汽车行驶记录仪简介汽车行驶记录仪是一种安装在车辆上且对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其它状态信息进行记录、存储并可通过接口实现数据输出的数字式电子记录装置。

基于ARM的汽车导航系统设计我国汽车保有量逐年增加，这既是我国经济高速发展的实际体现，也对汽车系统提出了更多更高的要求。

汽车导航系统是汽车的重要构成系统之一，能够对汽车性能的发挥起到关键作用。

近些年，基于ARM对汽车导航系统系统进行设计已经成为潮流趋势，因此需要加强对这方面的研究。

基于此，本文首先对ARM 进行了简单的介绍，然后从汽车导航系统的设计出发，深入论述了ARM在其中的运用，希望可以对相关人员起到一定参考作用。

标签：ARM；汽车导航系统；设计；运用0 引言汽车导航系统是为驾驶者指引路线、规划路线的重要系统，其对于安全行车、合理行车具有极其重要的作用。

随着相关技术的不断发展，消费者对汽车导航系统的要求越来越高，不仅提出了多元化功能的实际要求，还提出了高灵敏度、高反应度的要求。

因此，可以将ARM运用到导航系统当中，以实现这一目的。

1 ARMAcorn公司推出了一款面向低端市场的RISC微型处理器，在推出前期被称之为Acorn RISC Machine，后来逐渐被简化为ARM。

该处理器是32位设计，同时还配备了16位指令集。

相较于传统的32位处理器而言，该型处理器能够实现35%的代码节省，并且能够完全保留住32位系统的特点与优势。

在实际的运用中，ARM处理器表现出的非常显著的特点，一是兼具16位和32位双指令集，二是能耗很低，三是具有诸多合作伙伴。

随着ARM处理器的不断发展，其运用领域也越来越多，在2011年微软就已经宣布全面支持ARM处理器，而在2012年，AMD又宣布将会设计64位的ARM处理器。

在诸多国际厂商的支持下，ARM 处理器的运用前景不断宽广，目前在汽车导航系统中进行运用已经成为业界的热点话题，引起了广泛的讨论。

2 汽车导航系统设计中ARM的運用2.1 汽车导航系统汽车导航系统的主要功能就是为消费者提供导航服务，使其能够明确前方道路的路况、目标、路径以及引导等，使消费者能够穿过陌生环境达到目的地。

基于ARM9的车载导航软件开发研究的开题报告一、选题背景及意义随着汽车的普及，车载导航系统成为了汽车智能化的重要组成部分。

车载导航系统不仅能提高驾驶安全和行车舒适性，还能节省出行时间和费用。

目前，市场上有许多车载导航软件，但是这些软件的功能和性能存在着不足。

本课题拟讲述基于ARM9的车载导航软件开发研究，旨在从中解决当前市场上车载导航软件存在的不足，提高车载导航系统的性能和功能。

二、研究目标本项目的主要研究目标是基于ARM9平台，开发一套高性能、功能齐全的车载导航软件，满足用户对导航系统的各种需求。

具体目标如下：1.选用高性能的ARM9处理器作为开发平台，保证软件运行的流畅性和响应速度；2.设计并实现汽车导航功能，包括路径规划、导航指示和语音提示等功能；3.增加实时路况信息和交通拥堵状况提示功能，提高行车安全和出行效率；4.支持多地图数据格式，各种地图标记和搜索功能；5.开发人机交互界面，让用户可以方便地使用导航系统。

三、研究内容1. ARM9平台概述介绍ARM9处理器的基本概念和架构特点，对ARM9平台上的软件开发环境进行详细讲解，包括操作系统、开发工具以及与硬件之间的接口等方面。

2.导航算法研究主要研究导航算法，包括路径规划、导航指示和语音提示等功能的实现方式，算法的优化和效率提升等内容。

3.地图数据格式研究介绍和比较各种地图数据格式，探讨如何选择合适的地图数据格式，以及如何进行地图数据的预处理和管理。

4.实时路况信息和交通拥堵状况提示功能研究探讨实时路况信息的获取方法和处理流程，研究如何利用交通拥堵状况数据对行车路线进行优化，提高行车安全和出行效率。

5.人机交互界面设计与实现研究人机交互的原理和设计思路，设计与实现用户友好的导航系统界面，让用户能够方便地操作系统并获取所需信息。

四、研究方法在研究过程中，将采用如下研究方法：1.文献调研法通过查阅已有文献资料，了解车载导航软件相关技术和研究现状，对本项目进行前期调研和设计。

基于ARM的控制系统硬件平台设计一、系统需求分析微电子技术的迅猛发展使其在汽车上被广泛的应用，给汽车工业的进一步发展带来了新的生机。

电子控制系统具有控制精度高、响应速度快、集成度高、体积小、重量轻、应用更加灵活等特点。

应用于汽车后，可使汽车有关系统在各种情况下都处在最佳的工作状态，各项受控指标都能获得较大的改善，是任何机械控制系统都难以达到的。

电子技术在汽车上的应用将使汽车很容易满足日益严格的各项法规、人们对驾驶舒适性和方便性的要求。

汽车行驶记录仪就是一种应运而生的产物，它是能够记录和再现汽车行驶状态的一种数字式电子记录装置，它可以全程记录汽车的行驶数据，并通过对所记录的行驶信息数据的分析，对车辆的行驶状况予以精确的掌控。

汽车行驶记录仪可有效预防驾驶员的违章驾驶，降低车辆的交通事故。

二、系统功能汽车行驶记录仪包括汽车行驶记录仪的主机和计算机端的数据分析软件这两部分组成。

这里重点介绍汽车行驶记录仪的主机部分的设计。

本课题所设计的汽车行驶记录仪主要实现如下功能：自检功能；实时时间、日期及驾驶时间的采集、记录、存储功能；车辆行驶速度的测量、记录、存储功能；车辆行驶里程的测量、记录、存储功能；驾驶员身份记录功能；键盘操作功能；数据显示；数据通信功能。

在数据通信接口部分除了国家标准所规定的USB标准接口和标准RS－232－C型接口的这两种通信方式外，课题中还增加了CAN总线接口功能和以太网总线接口功能。

三、系统结构图根据以上系统功能的分析，该系统可实现对车速信号、开关量信号以及模拟量信号的采集、处理以及数据的实时存储和显示；通过串口、USB接口、以太网接口可以实现与PC机之间的数据通信，对程序的调试和文件系统的下载，同时可以在产品运行过程中对系统的软件进行升级；通过CAN总线接口可实现与汽车上的CAN节点间的数据通信。

该系统的外围接口模块有电源模块、复位电路模块、信号采集模块、键盘操作模块、存储器模块、时钟模块、显示模块、JTAG调试接口以及通信接口模块，系统的组成框图如图1所示。

基于ARM9的嵌入式无线视频监控小车设计
张光南
【期刊名称】《宝鸡文理学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2014(34)1
【摘要】目的将监控技术和嵌入式技术相结合,实现可移动的无线远程视频监控系统.方法在基于ARM9和linux2.6内核的嵌入式系统平台上控制摄像头采集视频、电机驱动电路以及无线网卡,并配置实现Boa服务器和MJPG-streamer视频服务器;利用CGI实现了客户端浏览器控制小车和摄像头电机的运行.结果实现了一种嵌入式视频监控小车的设计方法.结论该系统可扩展性、实时性、灵活性高,可实现对实时移动视频监控的需求.
【总页数】4页(P59-61,65)
【作者】张光南
【作者单位】宝鸡文理学院计算机科学系,陕西宝鸡721016
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于ARM9的无线视频监控系统的设计 [J], 樊莉莉;谢刚
2.基于TD-SCDMA的ARM9无线视频监控系统设计 [J], 吴辉;孙运强;姚爱琴
3.基于ARM9的嵌入式智能小车设计与实现 [J], 阮文进
4.基于ARM9的无线视频监控系统设计与实现 [J], 赵春媛;李萌;韩会山;刘福才
5.基于ARM9的无线视频监控系统前端设计 [J], 赵满意;李君懿;赵利
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
基于ARM的车载导航系统的研究与设计
0 引言
在当今社会，汽车成为城市主要的交通工具之一，也越来越成为人
们生活中不可缺少的一部分。

实现对汽车更加准确的导航和定位，将使外
出旅行变得更加快捷方便，同时对改善我国的交通状况也具有重要意义。

目前，国内由于GPS存在着导航卫星信号容易受到外部干扰或屏蔽
的问题。

例如，当车辆行驶在城市高楼区、地下隧道内、立交桥下时，由
于卫星信号受到遮挡而容易暂时“丢失”，而使GPS接收机无法给出定位
解或定位精度很差。

DR系统可以实现连续自主的导航定位，抗干扰性强，
但是DR方向传感器误差较大，且随时间积累，无法长期使用。

针对这些
情况，本文给出一种利用嵌入式微处理器S3C44B0x开发板作为中央处理
单元，利用GPS模块提供位置数据和DR模块的航位推算，经过联合卡尔
曼滤波，最终通过信息融合和地图匹配，在彩色LCD(LFUBK909A)模块上显示出来。

1 系统硬件设计
1．1 系统硬件组成
基于ARM的GPS／DR导航系统原理如图1所示，系统主要包括ARM 微控制器、GPS系统、航位推算(DR)系统、数据处理单元、显示LCD单元。

专注下一代成长，为了孩子。

Design of Auto Control System Based on ARM9 and
SIM300
作者： 居金娟 姚弘
作者机构： 南通职业大学电子工程系,江苏南通226007
出版物刊名： 南通职业大学学报
页码： 83-85页
年卷期： 2010年 第1期
主题词： 高级微处理器 全球定位系统 汽车监控 传感器
摘要：基于高级RISC微处理器（Advanced RISC Machine，简称ARM）技术，采用无线
通信网络及GPS（Global Positioning System）全球定位系统提出了一种网络型汽车监控系统。

该系统由Atmel AT91RM9200微处理器、SIM300无线模块、GPS接收机及防盗传感器等组成。

微处理器对收集到的信息进行处理，确认后可锁死发动机同时向车主手机或监控中心发
出信息，以实现汽车监控，防止被盗。

基于单片机的行车记录仪的设计DESIGN OF DRIVING RECORDER BASED ON MICROCOMPUTER摘要行车记录仪是安装在汽车上的一种装置，他就像飞机上的黑匣子，可以随时记录车辆的行驶状态和在道路情况，也可以时时的提醒开车人的交通状况，让开车人小心驾驶，避免交通事故，在发生一些交通事故时，还可以调取记录仪记录的信息做为交通事故发生时的证据，保障受害人的权益。

随着社会经济的快速发展，汽车已经成为人们出行必不可少的交通工具，与之而来的交通事故也逐年呈现出上升趋势，如果使用行车记录仪的话,就可以有效的遏止疲劳驾驶、车辆超速等交通违章行为，避免一些不必要的灾难。

因此，行车记录仪的出现极大的降低了交通事故的发生率。

就目前来说，无论是国内还是国外，对记录仪的研究还都没有达到一个很成熟的地步，或者是技术水平不够，不能够得到让人满意的效果，或者是费用过高，不能有一个让大众可以接受的产品价格，因此现在记录仪还没有普及到每一辆汽车中，只是在一些长途客车上少量的使用，因此对记录仪的研发还有很长的一段路要走。

本毕业设计所设计的行车记录仪不追求市场上那种强大的功能，它基于单片机进行设计。

通过GPS模块的天线接收数据，将数据通过GPS模块处理后传入单片机中，在单片机中将GPS数据解析为可识别的数据，然后连接液晶显示将信息显示出来。

可以实时的显示车辆的位置信息与车辆的行驶状态。

本文中详细介绍了单片机的各个引脚功能以及如何实现和其他设备之间的通信。

对于GPS模块，详细的介绍了GPS模块的工作原理以及如何对接收到的信号进行解析，最后详细的介绍了如何借助软件对解析完的数据进行处理并在液晶屏中显示，以及如何通过键盘切换液晶屏显示的内容，最终实现记录仪所要完成的功能，即实时记录车辆的位置与行驶状态。

关键字：行车记录仪；GPS模块；黑匣子ABSTRACTCar driving recorder is a device which is mounted in the car, just like the black box in the airplane, not only can which record the car’s running state and the problem coming from the road, but also can constantly remind the driver noticing the traffic condition, let the driver to drive carefully, in order to avoid the traffic accident. in the event of traffic accidents, It can also get recording information obtaining from the recorder for traffic accide nt’s evidence, safeguard the rights of the victims. With the rapid development of social economy, the automobile has become the people's travel indispensable communication tool, with the traffic accident also showed a rising trend year by year, if the use of the recorder, you can curb fatigue driving, speeding and other traffic violations effectively avoid some unnecessary disaster, therefore, vehicle traveling data recorder has greatly reduced the incidence of traffic accidents.At present, whether domestic or foreign, study of the recorder are still not reached a very mature stage, whether technical level is not enough, can not obtain satisfactory results or the cost is too high, can not let the public to accept the price of the product, so now recorder has not spread to every car, just in the use of a small amount of long-distance bus, so the study towards the recorder has a long way to go.In this article, mainly introduces the design of vehicle traveling data recorder based on MCU. Data is received by the antenna of the GPS module and then it through the GPS module was introduced into the MCU. In the micro-controller, the GPS data is translated for the identifiable data, then display information in the LCD.It can display the position information and the vehicle driving state of vehicle in real-time. This paper introduces in detail the communication between MCU each pin function and how to achieve the communication with other equipments. For the GPS module, describing in detail the working principle of GPS module and how to translate the received signal to the identifiable data.Finally a detailed description of how to use the software to process the data parsed and displayed on the LCD screen, and how to use keyboard switching liquid crystal display screen content, finally realizes the recorder to complete the functions, real-time record the position of the vehicle and driving state.Keywords：Car driving recorder；GPS module；the black box目录第一章绪论 (1)第一节行车记录仪的简介及研究的目的和意义 (1)第二节国内外在该方向的研究现状 (2)第二章行车记录仪系统的总体方案设计 (4)第一节行车记录仪的主要功能与系统组成 (4)第二节主要控制芯片的选择 (4)第三章行车记录仪系统的硬件设计 (7)第一节单片机模块 (7)第二节GPS模块 (11)第三节存储模块 (18)第四节液晶显示模块的硬件设计 (19)第五节键盘模块 (20)第四章行车记录仪系统的软件设计 (22)第一节编程语言的选择 (22)第二节主程序的设计 (23)第三节GPS接收模块的软件设计 (24)第四节数据存储模块的软件设计 (25)第五节键盘和液晶显示模块的软件设计 (26)结论 (27)致谢 (29)参考文献： (30)附录 (31)天津科技大学2013届本科生毕业设计第一章绪论近年来随着我国科技的发展以及国民经济的快速提高,道路交通事故逐年呈现出上升趋势,尤其是长途客运车辆的重、特大道路交通事故频频发生,给国家和人民生命财产带来了巨大损失。