專利名稱：車載交通監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及交通管理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、衛(wèi)星定位導(dǎo)航等技術(shù)，具體涉 及到機(jī)動(dòng)車駕駛過程監(jiān)控及駕駛違章行為預(yù)警等的數(shù)字化和智能化實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
背錄技術(shù)
現(xiàn)代都市汽車數(shù)量越來越多，截止2007年，僅北京市的機(jī)動(dòng)車保有量已突破400萬輛，全 國的機(jī)動(dòng)車和駕駛員數(shù)量早已突破l億。交通事故發(fā)生頻率越來越高，道路交通日益擁擠和脆 弱。如何對眾多駕駛員及道路交通實(shí)施有效的管理，減少交通違章，保證安全行車，是交通 管理者每天不得不面對的問題。
目前的交通監(jiān)管采用的是紙制駕照和行駛證，交警上路巡檢、電子警察值勤、證照定期 檢査等并不先進(jìn)的方法，所以，盡管目前的交通管理體系耗費(fèi)了大量人力、物力進(jìn)行交通管 理，但只能實(shí)現(xiàn)某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的監(jiān)控，無法實(shí)現(xiàn)全程的實(shí)時(shí)監(jiān)督，更無法實(shí)現(xiàn)預(yù)警和控制，因 此，目前的交通監(jiān)管基本上只停留在對已發(fā)生問題的解決上，而對防患于未然的基本安全指 導(dǎo)思想只能采用宣傳教育等手段，缺乏有效的監(jiān)管方法，效果差，漏洞多。對于重大交通事 故，交警的任何處罰對于事故中的受害者已于事無補(bǔ)，因此，交通監(jiān)管的最終目的應(yīng)該是交 通安全預(yù)警和控制，避免交通事故。
為此，發(fā)明一項(xiàng)智能實(shí)時(shí)跟蹤交通管理系統(tǒng)顯得尤為必要。
在2007年5月23日授權(quán)公告的專利號為ZL20060034290. 2的專利"電子駕照車載智能監(jiān)視 系統(tǒng)"中公開了一種將駕照電子化，利用單片^^判斷駕照是否有效并防止無照駕駛的技術(shù)， 但該技術(shù)存在如下不足(1)偏重實(shí)現(xiàn)紙介質(zhì)駕駛執(zhí)照的電子化，在交通監(jiān)管方面的功能較 弱，智能性不強(qiáng)；(2)在汽車行進(jìn)過程中，不具備對違章駕駛進(jìn)行全程、實(shí)時(shí)跟蹤和即時(shí)糾 錯(cuò)的功能；(3)不具備對違章行為進(jìn)行警告預(yù)防事故發(fā)生的功能；(4)在重大交通事故發(fā)生 后，不具備自動(dòng)報(bào)警功能。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明利用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等技術(shù)，設(shè)計(jì)一種數(shù)字化的具有智能判 斷功能的駕駛?cè)瘫O(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)，有效地進(jìn)行駕駛安全方面的測控，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)交通監(jiān)管 方法中存在的大量盲點(diǎn)。
車載交通監(jiān)測裝置由車載終端設(shè)備、電子駕照卡和電子行駛證卡組成，其特征在于車 載終端采用單片機(jī)為控制核心，并從GPS、安全帶傳感器、速度計(jì)、定時(shí)器、IC卡模塊等設(shè)備
獲取相關(guān)輸入信號，電子駕照和電子行駛證采用了非接觸式ic卡或接觸式ic，車載終端設(shè)備
由MCM微模塊、MCU微處理模塊、存儲器模塊、信息輸入輸出模塊和時(shí)鐘模塊構(gòu)成，電子駕照 卡和電子行駛證卡為Mifare射頻卡，存儲有駕駛員和車輛的基本信息，并能與終端設(shè)備的MCM 模塊進(jìn)行無線通訊。 本發(fā)明的有益效果為-
1〉通過對電子駕照卡、電子行駛證卡的信息進(jìn)行驗(yàn)證和對車輛的密碼保護(hù)，能有效的 提高車輛的安全性，避免車輛被盜搶事件的發(fā)生；
2) 駕駛員必須攜帶有有效的駕駛證和行駛證后才能駕駛車輛，無證人員不能駕駛車輛， 這樣就有效的提高了駕駛的安全性，避免了無證駕駛、駕駛車輛與駕駛證規(guī)定車輛 不符合、駕駛證到期后繼續(xù)駕駛等情況發(fā)生，還能對拆卸車牌、涂改車牌等違法行 為起到協(xié)助管理作用；
3) 超速管理，對車輛超速能夠進(jìn)行提示，并對長時(shí)間處在超速情況下的駕駛員迸行處 罰；
4) 疲勞駕駛管理，對一次駕駛時(shí)間超過4小時(shí)的駕駛員進(jìn)行提示，如果繼續(xù)駕駛，對駕 駛員進(jìn)行處罰；
5) 故障提示和報(bào)警，當(dāng)車輛發(fā)生故障和不測事件時(shí)，能有效的進(jìn)行提示和警示；
6) 語音提示和報(bào)警；除了通過信號燈外，還具有語音報(bào)警的功能，更加方便駕駛員對 車輛的操作；
7〉設(shè)備功耗低，體積小，安裝簡便，價(jià)格低廉；
采用的電子射頻卡可靠性高，操作方便、可采用多重加密算法，加密性好，能有效避免 涂改和偽造。


圖l是本實(shí)用新型的邏輯圖。 圖2是本實(shí)用新型的原理電路圖。圖3是串行通訊電路圖。 圖4是讀卡模塊電路圖。
具體實(shí)灘方式
本實(shí)用新型公開了一種實(shí)時(shí)跟蹤駕駛綜合交通管理系統(tǒng)，包括車載終端設(shè)備、電子駕照 卡和電子行駛證卡。通過對電子駕照中駕駛員基本信息和電子行駛證中車輛信息對機(jī)動(dòng)車駕 駛員的駕駛行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
具體實(shí)施方式
如下-
1、系統(tǒng)組成
實(shí)時(shí)跟蹤駕駛綜合交通管理系統(tǒng)，包括車載終端設(shè)備、電子駕照卡和電子行駛證卡等三 部分。車載終端設(shè)備由MCM微模塊、MCU微處理模塊、存儲器模塊、信息輸入輸出模塊和 時(shí)鐘模塊構(gòu)成。電子駕照卡和電子行駛證卡為Mifare射頻卡，存儲有駕駛員和車輛的基本信 息，并能與終端設(shè)備的MCM模塊進(jìn)行無線通訊。
MCM模塊和電子駕照卡、電子行駛證卡(射頻卡)配套使用，用于讀取卡內(nèi)的基本信 息。MCM模塊采用PHILIPS高集成IS01443A讀卡芯片MFRC500，其內(nèi)部帶有串行接口， 能外接RS232和RS422芯片，具有自動(dòng)波特率探測、控制線輸出、蜂鳴器信號輸出等端口。 其工作原理如下當(dāng)其工作時(shí)，MCM模塊不斷向外發(fā)出一組固定頻率的電磁波，當(dāng)有射頻 卡靠近時(shí)，由于卡片內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，如果其頻率和讀寫器的發(fā)射頻率相同，這 樣在電磁波的激勵(lì)下，LC諧振電路產(chǎn)生共振，使電容充電。當(dāng)電容器充電達(dá)到2V時(shí)，電容 器就作為電源供給卡上的其他電路工作。MCM模塊就可以向卡內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)或者接收射頻卡 發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。該模塊工作頻率為13.5MHz，采用標(biāo)準(zhǔn)5V電壓工作，工作電流不大 于75mA，讀寫卡片距離為5cm，最高通訊頻率可達(dá)106Kbps，并具備有防卡片重疊工作。模 塊內(nèi)部帶有存儲器，可以存儲相關(guān)信息。
MCU微處理模塊采用C8051F022單片機(jī)，該單片機(jī)帶有64個(gè)I/O 口、 2個(gè)串行通訊口 和一個(gè)SPI總線接口，分別和輸入輸出模塊、存儲器模塊、計(jì)時(shí)模塊和MCM模塊相連。單 片機(jī)內(nèi)部帶有看門狗電路，對系統(tǒng)進(jìn)行檢測，能防止系統(tǒng)死機(jī)。
存儲器模塊用于存儲電子駕照卡和電子行駛證卡的相關(guān)信息，包括卡號、準(zhǔn)駕車型、所 駕駛車輛型號和預(yù)先設(shè)置的密碼等等。
輸入輸出模塊包括開關(guān)輸入，用于報(bào)警；20鍵鍵盤輸入，其中包括10個(gè)數(shù)字鍵、4個(gè)字 符鍵、確認(rèn)鍵、取消鍵、密碼鍵、*鍵、故障鍵和査詢鍵，可以用于設(shè)置密碼、査詢信息和故 障輸出等功能，還能對限定速度進(jìn)行設(shè)置。輸出包括信號輸出和語音提示輸出。信號輸出采 用發(fā)光二極管，用于提示鳘告信息、道路限速、汽車時(shí)速和顯示需査詢的信息； 語音輸出模塊采用ISD2560系列語音芯片，用于播放已錄制好的警告和提示音。語音輸 出模塊通過控制端口和微處理模塊地址端口進(jìn)行相連。
時(shí)鐘模塊能記錄當(dāng)前時(shí)間，通過SPI總線接口和微處理模塊相連，通過系統(tǒng)時(shí)鐘，可以 驗(yàn)證駕照的使用期限、記錄違章的時(shí)間，時(shí)鐘還配有電池，保證掉電后時(shí)鐘正常運(yùn)行。
Mifare射頻卡是非接觸式IC卡，擁有多套密匙，可進(jìn)行多次證實(shí)和數(shù)據(jù)加密，可靠性高， 防偽性能好。射頻卡采用的是MF1 IC S50，內(nèi)部帶有8Kbit的EEPROM存儲器，掉電不會(huì) 丟失數(shù)據(jù)。
2、 相互連接關(guān)系
單片機(jī)的PO口被配置為兩個(gè)串行通訊口、一個(gè)SPI總線接口和計(jì)數(shù)器接口和兩個(gè)控制口， 分別和兩個(gè)MCM模塊、時(shí)鐘模塊、車輛里程計(jì)輸出和語音輸出模塊相連；Pl、 P2口用于和 開關(guān)輸入、信號輸出相連；P3、 P4口用于和鍵盤相連；P5， P6， P7和存儲器相連。
3、 系統(tǒng)工作流程
電子駕照卡和電子行駛證卡的內(nèi)部信息通過車管所進(jìn)行輸入，包括駕駛證號，準(zhǔn)駕車型， 發(fā)照時(shí)間、駕駛證有效期限、行駛證號、車輛信息等等。在車輛駕駛過程中，要求將電子駕 照卡和電子行駛證卡長期插入制定的系統(tǒng)讀卡槽內(nèi)。
車輛在駕駛前，首先打開實(shí)時(shí)跟蹤駕駛綜合交通管理系統(tǒng)電源，系統(tǒng)首先驗(yàn)證電子駕照 卡和電子行駛證卡和存儲器中存儲的卡號是否一致，如不一致，系統(tǒng)出現(xiàn)故障提示，同時(shí)對 電子駕照的有效期限、累計(jì)處罰、準(zhǔn)駕車型等信息進(jìn)行識別，如發(fā)現(xiàn)超過有效期限，累計(jì)處 罰已超過12分，準(zhǔn)駕車型和所駕駛車型不吻合等情況，系統(tǒng)出現(xiàn)故障提示。如果吻合，系統(tǒng) 要求輸入密碼，密碼一致后，才能發(fā)動(dòng)車輛。
在駕駛過程中，可以預(yù)先設(shè)置行駛速度上限，通過對里程計(jì)輸出的脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)得 到速度信息，如果速度超過設(shè)定時(shí)速，通過語音模塊和信號燈進(jìn)行報(bào)警，速度越快，報(bào)警聲 頻率越快，信號燈閃爍越快，如果在長時(shí)間超速，系統(tǒng)將對電子駕照卡內(nèi)積分自動(dòng)進(jìn)行扣除 并對當(dāng)前的時(shí)間進(jìn)行記錄。系統(tǒng)同時(shí)還可通過MCM模塊對無線信息進(jìn)行接收，得到當(dāng)前地 段的限速信息，從而對超速行為進(jìn)行監(jiān)控和處罰。
在行駛過程中，系統(tǒng)自動(dòng)對行駛時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，如果單人駕駛時(shí)間超過規(guī)定的時(shí)間，系 統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警，包括報(bào)警提示音和報(bào)警信號燈。此時(shí)，必須更換電子駕照卡，同時(shí)更換新的密 碼。如果超過一定時(shí)間后，系統(tǒng)自動(dòng)對電子駕照內(nèi)積分進(jìn)行扣除。
在行駛過程中出現(xiàn)故障，可以通過鍵盤上故障按鈕進(jìn)行故障瞀示。當(dāng)按下故障鍵后，故 障提示燈閃爍，可以告訴身后的車輛和交通警察，所駕駛車輛出現(xiàn)問題，請求幫助。
如果遭到不測事件，通過報(bào)警開關(guān)進(jìn)行報(bào)警。按下故障開關(guān)后，報(bào)警燈閃爍，語音模塊
發(fā)出報(bào)警提示。
4、 其他功能
1) 密碼修改 密碼的修改通過按密碼鍵后，根據(jù)提示音進(jìn)行修改。
2) 密碼取消和設(shè)定
密碼可以通過按下*號鍵進(jìn)行取消，在這種情況下，可以不輸入密碼。在按下*號鍵可進(jìn) 行設(shè)置。
5、 系統(tǒng)特點(diǎn)
1) 通過對電子駕照卡、電子行駛證卡的信息進(jìn)行驗(yàn)證和對車輛的密碼保護(hù)，能有效的提 高車輛的安全性，避免車輛被盜搶事件的發(fā)生；
2) 駕駛員必須攜帶有有效的駕駛證和行駛證后才能駕駛車輛，無證人員不能駕駛車輛， 這樣就有效的提高了駕駛的安全性，避免了無證駕駛、駕駛車輛與駕駛證規(guī)定車輛不符合、 駕駛證到期后繼續(xù)駕駛等情況發(fā)生，還能對拆卸車牌、涂改車牌等違法行為起到協(xié)助管理作 用；
3) 超速管理，對車輛超速能夠進(jìn)行提示，并對長時(shí)間處在超速情況下的駕駛員進(jìn)行處罰；
4) 疲勞駕駛管理，對一次駕駛時(shí)間超過4小時(shí)的駕駛員進(jìn)行提示，如果繼續(xù)駕駛，對駕 駛員進(jìn)行處罰；
5) 故障提示和報(bào)警，當(dāng)車輛發(fā)生故障和不測事件時(shí)，能有效的進(jìn)行提示和警示；
6) 語音提示和報(bào)警；除了通過信號燈外，還具有語音報(bào)瞀的功能，更加方便駕駛員對車 輛的操作；
7) 設(shè)備功耗低，體積小，安裝簡便，價(jià)格低廉；
8) 采用的電子射頻卡可靠性高，操作方便、可采用多重加密算法，加密性好，能有效避 免涂改和偽造。
本發(fā)明不限于此實(shí)例，凡是利用本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路，做一些簡單變化的設(shè)計(jì)都應(yīng)進(jìn)入該 發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.車載交通監(jiān)測裝置由車載終端設(shè)備、電子駕照卡和電子行駛證卡組成，其特征在于車載終端采用單片機(jī)為控制核心，并從GPS、安全帶傳感器、速度計(jì)、定時(shí)器、IC卡模塊等設(shè)備獲取相關(guān)輸入信號，電子駕照和電子行駛證采用了非接觸式IC卡或接觸式IC。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載交通監(jiān)測裝置，其特征在于，車載終端設(shè)備由MCM微模塊、 MCU微處理模塊、存儲器模塊、信息輸入輸出模塊和時(shí)鐘模塊構(gòu)成，電子駕照卡和電子 行駛證卡為Mifare射頻卡，存儲有駕駛員和車輛的基本信息，并能與終端設(shè)備的MCM 模塊進(jìn)行無線通訊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載交通監(jiān)測裝置，其特征在于，MCM模塊采用PHILIPS高集成 IS01443A讀卡芯片MFRC500，其內(nèi)部帶有串行接口，能外接RS232和RS422芯片，具 有自動(dòng)波特率探測、控制線輸出、蜂鳴器信號輸出端口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載交通監(jiān)測裝置駕駛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，MCU微處理模塊 采用C8051F022單片機(jī)，該單片機(jī)帶有64個(gè)I/O 口、 2個(gè)串行通訊口和一個(gè)SPI總線接 口，分別和輸入輸出模塊、存儲器模塊、計(jì)時(shí)模塊和MCM模塊相連,單片機(jī)內(nèi)部帶有看 門狗電路，對系統(tǒng)進(jìn)行檢測，能防止系統(tǒng)死機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載交通監(jiān)測裝置駕駛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，輸入輸出模塊包 括開關(guān)輸入，用于報(bào)警；20鍵鍵盤輸入，其中包括10個(gè)數(shù)字鍵、4個(gè)字符鍵、確認(rèn)鍵、 取消鍵、密碼鍵、*鍵、故障鍵和查詢鍵，可以用于設(shè)置密碼、查詢信息和故障輸出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車載交通監(jiān)測裝置駕駛監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，時(shí)鐘模塊能記錄 當(dāng)前時(shí)間，通過SPI總線接口和微處理模塊相連。
專利摘要車載交通監(jiān)測裝置由車載終端設(shè)備、電子駕照卡和電子行駛證卡組成，其特征在于車載終端采用單片機(jī)為控制核心，并從GPS、安全帶傳感器、速度計(jì)、定時(shí)器、IC卡模塊等設(shè)備獲取相關(guān)輸入信號，電子駕照和電子行駛證采用了非接觸式IC卡或接觸式IC，車載終端設(shè)備由MCM微模塊、MCU微處理模塊、存儲器模塊、信息輸入輸出模塊和時(shí)鐘模塊構(gòu)成，電子駕照卡和電子行駛證卡為Mifare射頻卡，存儲有駕駛員和車輛的基本信息，并能與終端設(shè)備的MCM模塊進(jìn)行無線通訊。
文檔編號B60R25/00GK201196791SQ20072030949
公開日2009年2月18日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者何寧軒 申請人:何寧軒