汽车行驶记录仪的数据传输设计

1、    汽车行驶记录仪的数据传输设计记录仪上记录的数据是管理和事故分析的关键资料，如果数据采集方式不科学，传输不方便，那么对汽车行驶记录仪产品，甚至整个汽车行驶记录仪行业而言无疑是沉重的打击。本文就是在对汽车行驶记录仪的多种数据传输方式进行深入了解、探讨和研究后，提出了行之有效的新思路，解决了上述问题。数据传输方案设计汽车行驶记录仪国家标准中对数据作如下描述：“记录仪应同时配置以下两种标准接口；1USB（通用串行总线）标准接口，建议采    记录仪上记录的数据是管理和事故分析的关键资料，如果数据采集方式不科学，传输不方便，那

2、么对汽车行驶记录仪产品，甚至整个汽车行驶记录仪行业而言无疑是沉重的打击。    本文就是在对汽车行驶记录仪的多种数据传输方式进行深入了解、探讨和研究后，提出了行之有效的新思路，解决了上述问题。数据传输方案设计    汽车行驶记录仪国家标准中对数据作如下描述：“记录仪应同时配置以下两种标准接口；1USB（通用串行总线）标准接口，建议采用主结构式USB接口；2标准RS232CD型9针接口。在具备上述通信接口的基础上，本标准不排除同时使用其他通信方式的可能性。”    针对以上要求，可以采用如下几种数据传输的方

3、案。    采用串行口的数据传输方式，通过RS232串行口在记录仪和管理计算机之间建立通信链路，直接进行数据传输。这种传输方式容易实现，而且可靠性高，是汽车行驶记录仪国家标准要求的标准配置接口。但每次读取数据时都要建立这样的连接，比较麻烦，而且数据传输速度慢，数据读取不方便。    为提高数据传输速度，可以采用USB的传输方式，即在记录仪和管理计算机之间通过USB连接线建立数据通信链路。这与RS232串行口相比可以大大提高数据的传输速度，但也存在着连接麻烦、数据读取不方便等缺点。    还可以采用IC卡进

4、行数据传输，将IC卡插入记录仪，记录仪自动将内部数据转存到IC卡，通过读卡器再将数据读入管理计算机内。这种方式简单、方便、速度快，但每辆车都要用不同的IC卡，这就需要很多IC卡，这种方式适合一般的单位使用。    随着移动存储技术的发展，移动存储（如闪存盘）的容量越来越大，一般都在128Mb、256Mb以上，采用闪存盘进行存储具有速度高、存储介质少等优点，非常方便管理，是一种很理想的数据传输方式。但主结构的USB控制器设计比较复杂，并且要对文件系统（FAT）非常熟悉。    通上以上分析，本文着重讨论IC卡读卡器和USB数据传输的设计

5、。IC卡读写器的设计    如何将AT45D041型IC卡快速读入计算机，是IC卡读写器设计的关键。在设计过程中共开发出两种读写器，串行接口读写器和并行接口读写器。1 串行接口读写器的设计    如图1所示，IC卡经由单片机与计算机进行数据交换，计算机通过串行口，经电平变换后与单片机进行通信，单片机根据计算机发出的指令再对IC卡进行操作。这种思路设计出的电路相对比较复杂，单片机编程的工作量较大，最大的缺陷是IC卡的数据读写速度慢，无法在较短的时间里将大量的数据读入计算机中。图1  串行接口读卡器原理图  

6、  串行接口读写器最高可以工作在115200b/s的传输速率下。串行接口读写器还可以通过COM-USB转换器，升级为USB型读写器，其读写速度与串行接口读写器相同。2 并行接口读写器的设计    并行接口读写器的原理如图2所示。并行接口读写器与计算机的打印口连接。AT45D041型IC卡通过总线驱动器74LS245与计算机进行数据交换，计算机直接对IC卡进行操作。根据这一思路设计的读写器具有硬件结构简单、成本低、读写数据速度快等优良性能，适合大量数据的读入。图2  并行接口读卡器原理图    打印口是计算机的标准配

7、置接口，也称并行接口（LPT）。主机通过打印适配器往并行接口LPT可以发出5种命令，即数据写入命令、数据读出命令、控制字写入命令、控制字读出命令和状态字读出命令。一般数据口地址为378H（PRT1），状态口地址为379H（PRT2），控制口地址为37AH（PRT3）。打印口不仅用于和计算机相连，利用它还可以和主机进行多种并行通信。USB数据传输的设计    USB接口有数据传输速度快、连接简单、兼容性好等特点。汽车行驶记录仪国家标准考虑到RS232接口使用的普及性和USB接口的先进性，规定了同时使用这两种接口实现数据通信。    在U

8、SB数据传输的设计方案中采用PDIUSBD12芯片作为USB控制器。PDIUSBD12完全符合USB1.1版规范；同时它还符合大多数器件的分类规格；还适用于许多外设，如打印机、扫描仪、外部的存储设备和数码相机等，它使得当前使用SCSI的系统可以立即降低成本。    单片机直接读写闪存盘，可以实现便携设备或者嵌入式系统的外挂式海量存储。这一技术的核心是USB-HOST技术，FAT文件系统规范的实现，海量存储协议的实现以及USB批量传输方式的实现，涉及到的协议众多，技术难度非常高。    在如图3所示的设计方案中，USB接口芯片采用的是C

9、ypress公司的USB-HOST接口芯片SL811,该芯片支持USB1.1协议、价格低、性能突出且可靠性高。文件系统采用FAT格式，可以兼容Windows 98和Windows 2000/XP。对于大多数厂家生产的闪存盘都可以成功存取。图3  USB-HOST芯片SL811的接口电路电路设计中的注意事项    为了提高电路的可靠性和EMI特性，在电路板设计和布线的过程中应注意以下一些规则：在电源、地线之间加上去耦电容；尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽；信号线布在电（地）层上；在大面积的接地（电）中，常用元器件的引脚与其连接，对引脚的处理需要进行综合的考虑；布线设计完成后，需检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求。方案验证    该设计方