基于MG2455微处理器Zigbee的汽车无线黑匣子实现

0 引言

汽车黑匣子又称汽车行驶状态记录系统，主要由汽车行驶状态记录仪、手持读码器和管理计算机组成。记录仪安装于汽车上，实时监测并记录车辆的行驶数据;手持读码器由掌上电脑和应用软件组成，用于控制和操作记录仪的运行及通过RS232串行口对记录仪进行数据读取;管理计算机用于对原始记录数据进行统计、报表、存储及查询。

1 系统原理与结构

1.1 系统介绍

本系统利用MG2455微处理器为核心，基于Zigbee无线射频技术设计了一款汽车无线黑匣子。胎压和胎温的检测通过Zigbee技术与主机通信，该系统包括一装设于轮胎钢圈上的无线监测传送装置及一可供装设在车体驾驶座内的数字接收一显示装置。当胎压和胎温超标时，系统会发出警报。

本系统还具有疲劳驾驶的提示报警功能及记录功能，从而有效遏制司机疲劳行车，保证长途运输行车的安全。

1.2 功能与指标

(1)存储车辆行驶过程中不同时段的操作和状态信息(如温度、胎压等)并在LCD屏上显示出来，存储的频率为30次/小时。

(2)可以任意地设定参考值，指标超过正常范围则报警。

(3)需要使用行车数据时，可通过USB接口直接读取数据至PC或者PDA等个人终端上。USB接口为通用的USB2.0接口。

1.3 实现原理

在以单片机为核心的控制系统中，所有的汽车信号的处理及液晶显示等都通过MG2455单片机来处理完成。胎压、加速度等传感信号经过A/D转换后通过Zigbee无线通信传输给单片机。无线监测传送装置包括：一个压力感应器、一个温度感应器、一个连接压力器的差动放大器、一个连接温度感应器的衰减器，一个接收来自差动放大器的压力信号及来自衰减器的温度信号进行运算处理的微控制器，且通过一个发送器、一个滤波器将信号经共振型天线传输至数字接收显示器，以利驾驶员可随时掌握轮胎压力温度状况。单片机将I/O口接收到的时钟信号、温度信号与无线接收的胎压、加速度信号一起存储在flashROM中并在液晶模块LCD6029上显示出来，当信号超标时系统能主动报警。USB接口通过转换芯片与单片机的串行口相连，可以将系统存储的信息导出至PC机或者PDA等个人终端上。

1.4 硬件框图

本系统从功能上可划分为数据采集部分、数据处理部分、数据存储部分、通讯部分(USB通讯)、显示部分、胎压模块、温度模块、时钟模块。硬件框图如图1所示。

1.5 软件流程

主单片机MG2455在接收到从胎压监测模块、温度模块、时钟模块发送来的数据后，由SPI口传送给控制器，控制器在接收数据的同时还要对该数据进行校验和复杂的算法处理，并对处理后的结果进行判断。若数据超出了预先预定的范围(如超压、超时、超温等)，则立即启动报警，通过蜂鸣器提示驾驶员当前存在异常;否则提示汽车运行正常。此外，利用串口实现与电脑之间的通信，便于查询、分析记录的数据，为优化控制算法和分析交通事故提供依据。