基于S32K144的事故数据记录仪的研究与设计
发布时间：2021-12-18 21:54
近年来,全球每年发生大量的交通事故,每年死于交通事故的人数居高不下,而发生交通事故后责任的认定以及事故的成因大多由交警部门根据车速、行车记录仪、摄像头再结合分析人员的工作经验来分析、取证,但仍缺乏直接的数据支持,造成办事效率低下,对事故分析过于片面,分析结果不准确等,最终导致事故责任无法明确认定,事故的成因无法准确推断。研究学者依据飞机“黑匣子”的原理研究了车辆事故数据记录仪EDR（Event Data Recorder）,以往的数据记录大多记录安全气囊控制模块的数据信息,信息单一,并且各制造商出于保密,数据记录的格式各不相同,该数据仅用于对安全气囊方面的改进。出于对事故碰撞的成因进行科学分析取证以及对事故再现的研究,要求EDR碰撞事故数据记录的数据能够全面准确地反映碰撞发生时车辆的运行状态,对EDR记录的数据进行标准化。本文设计的数据记录仪主要应用于机动车辆,在车辆发生碰撞事故时,用于记录事故前后车辆的行驶参数以及驾驶员采取的具体操作,EDR数据包括车辆速度、发动机转速、安全带使用情况、制动踏板情况、日期等。当车辆发生碰撞事故时通过分析EDR数据,可以客观地分析车辆的运行参数,不仅为...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统的整体设计
中北大学学位论文133数据记录仪硬件电路的设计3.1硬件总体设计方案本章主要是对事故数据记录系统的硬件部分的设计。在硬件部分的设计中，需要考虑记录系统所处的特殊工作环境，这就需要记录系统具有抗电磁干扰，在高低温环境中均能正常工作，具有稳定性和可靠性等特性。本事故数据记录系统主要包括：S32K144微控制器、CAN总线通信模块、Flash存储模块、传感器模块、电源模块、时钟模块等。数据记录仪的系统框图如图3-1所示。图3-1系统硬件总体设计Figure3-1Overalldesignofsystemhardware本数据记录系统采用S32K144作为主控芯片，它是整个数据记录系统的核心，系统上电后，主控芯片通过对各个模块的调动，实现整个数据记录系统对碰撞数据的采集和存储工作。CAN总线通信模块主要负责数据的接收和发送，主控制器发送一条指令，微控制器内集成的CAN控制器的CANTX将指令传送给CAN收发器，CAN收发器将指令发送到CAN总线上的目标节点，目标节点收到指令后将目标信息发送到CAN总线上，信息接收通过和发送相反的过程，最终CAN控制器的CANRX接收到目标信息，实现数据的接收和发送。S32K144芯片内部集成了CAN控制器，它将目标信息处理后发送给主控制器，主控制器将目标数据存储在闪存Flash中。本事故数据记录系统采用多个传感器，包括SMI540传感器、SMA660传感器和
中北大学学位论文15（10）可以根据需要选择存储器保护单元，对存储器设置了访问权限以保护存储器。（11）具有多种可选的低功耗模式及睡眠模式。3.2.2ARMCortex-M4F微控制器内部结构ARMCortex-M4F微控制器内部结构包括M4F内核、嵌套中断向量控制器、存储器保护单元、调试接口单元、总线接口、浮点运算处理器几部分组成[26]。ARMCortex-M4F微控制器的内部结构如图3-2所示。图3-2ARMCortex-M4F微控制器的内部结构Figure3-2InternalstructureoftheARMCortex-M4FmicrocontrollerM4F内核基于ARMv7-M架构，单精度FPU遵从IEEE754标准。它的定点运算速度和浮点运算速度均快于ARMCortex-M3,功耗却只有M3的一半。在中断处理过程中，M4内核可以将微控制器的状态自动保存，并且可以自动恢复低延迟中断。M4F控制器片上集成嵌套中断向量控制器（NVIC），处理中断时，NVIC可以设置优先级，并对优先级进行分组。通过设置NVIC的中断尾链和迟到功能，相邻中断不需要再保存和恢复控制器的状态。M4F可以自动保存中断入口，在睡眠模式下可以不启动指令就可唤醒中断控制器。为降低M4F的功耗，NVIC集成了一个可唤醒控制器，它使
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车事件数据记录系统的发展现状及应用[J]. 朱鹏. 汽车实用技术. 2019(02)
[2]事故数据记录系统EDR在车辆质量司法鉴定中的应用[J]. 谷阳阳,柴智勇,全宝强. 电子测量技术. 2018(18)
[3]基于EDR数据分析显示的软件研究[J]. 崔硕,张康达,韩光省. 汽车电器. 2018(09)
[4]车辆EDR数据分析及应用[J]. 钱宇彬,李威,冯浩. 汽车技术. 2017(12)
[5]汽车事故数据记录器数据规范及应用进展综述[J]. 邱金龙,李奎,苏森,刘文君,尹志勇. 汽车工程学报. 2017(02)
[6]车辆EDR数据在速度重建中的应用[J]. 冯浩,吴建平,张志勇,潘少猷,张泽枫. 中国司法鉴定. 2016(03)
[7]中国机动车保有量达2·64亿辆[J]. 邹伟. 广东交通. 2015 (01)
[8]基于灰色拓扑的中国交通事故死亡人数预测模型[J]. 石永杰,林燕凌,邹燕歆,景林,吴卢荣. 数学的实践与认识. 2013(20)
[9]机动车运行安全管理及安全技术检验的必备指南——国家标准GB7258—2012《机动车运行安全技术条件》实施指南[J]. 胡鲲. 中国标准导报. 2012(07)
[10]车辆行驶记录仪及研究现状[J]. 李建伟,刘大维,张翼. 拖拉机与农用运输车. 2005(02)
博士论文
[1]基于航拍正射图像与EDR数据的交通事故重建研究[D]. 苏森.第三军医大学 2015
硕士论文
[1]基于异构航空网络的无线飞行记录仪系统研究[D]. 黄姗姗.中国科学技术大学 2018
[2]CAN总线数据记录仪软件设计与实现[D]. 简兰懿.电子科技大学 2018
[3]基于CAN总线的新型汽车仪表系统的设计与实现[D]. 李静.南京邮电大学 2017
[4]基于ARM7的数据记录仪设计[D]. 李莹.西安电子科技大学 2015
[5]基于GB-T19056-2012汽车行驶记录仪的研究与设计[D]. 陈思.合肥工业大学 2015
[6]基于CAN总线的车载数据采集与通信装置的设计与实现[D]. 钱义伟.湖南大学 2013
[7]CAN总线数据采集系统的研究[D]. 胡庆华.长春理工大学 2013
[8]CAN总线数据记录仪的研究与设计[D]. 于成毅.中北大学 2011
[9]嵌入式系统中的Flash存储管理分析与设计[D]. 叶树梅.苏州大学 2011
[10]基于串行闪存的数据采集存储系统的研究[D]. 吴丽娟.中北大学 2010
本文编号：3543231
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统的整体设计
中北大学学位论文133数据记录仪硬件电路的设计3.1硬件总体设计方案本章主要是对事故数据记录系统的硬件部分的设计。在硬件部分的设计中，需要考虑记录系统所处的特殊工作环境，这就需要记录系统具有抗电磁干扰，在高低温环境中均能正常工作，具有稳定性和可靠性等特性。本事故数据记录系统主要包括：S32K144微控制器、CAN总线通信模块、Flash存储模块、传感器模块、电源模块、时钟模块等。数据记录仪的系统框图如图3-1所示。图3-1系统硬件总体设计Figure3-1Overalldesignofsystemhardware本数据记录系统采用S32K144作为主控芯片，它是整个数据记录系统的核心，系统上电后，主控芯片通过对各个模块的调动，实现整个数据记录系统对碰撞数据的采集和存储工作。CAN总线通信模块主要负责数据的接收和发送，主控制器发送一条指令，微控制器内集成的CAN控制器的CANTX将指令传送给CAN收发器，CAN收发器将指令发送到CAN总线上的目标节点，目标节点收到指令后将目标信息发送到CAN总线上，信息接收通过和发送相反的过程，最终CAN控制器的CANRX接收到目标信息，实现数据的接收和发送。S32K144芯片内部集成了CAN控制器，它将目标信息处理后发送给主控制器，主控制器将目标数据存储在闪存Flash中。本事故数据记录系统采用多个传感器，包括SMI540传感器、SMA660传感器和
中北大学学位论文15（10）可以根据需要选择存储器保护单元，对存储器设置了访问权限以保护存储器。（11）具有多种可选的低功耗模式及睡眠模式。3.2.2ARMCortex-M4F微控制器内部结构ARMCortex-M4F微控制器内部结构包括M4F内核、嵌套中断向量控制器、存储器保护单元、调试接口单元、总线接口、浮点运算处理器几部分组成[26]。ARMCortex-M4F微控制器的内部结构如图3-2所示。图3-2ARMCortex-M4F微控制器的内部结构Figure3-2InternalstructureoftheARMCortex-M4FmicrocontrollerM4F内核基于ARMv7-M架构，单精度FPU遵从IEEE754标准。它的定点运算速度和浮点运算速度均快于ARMCortex-M3,功耗却只有M3的一半。在中断处理过程中，M4内核可以将微控制器的状态自动保存，并且可以自动恢复低延迟中断。M4F控制器片上集成嵌套中断向量控制器（NVIC），处理中断时，NVIC可以设置优先级，并对优先级进行分组。通过设置NVIC的中断尾链和迟到功能，相邻中断不需要再保存和恢复控制器的状态。M4F可以自动保存中断入口，在睡眠模式下可以不启动指令就可唤醒中断控制器。为降低M4F的功耗，NVIC集成了一个可唤醒控制器，它使
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车事件数据记录系统的发展现状及应用[J]. 朱鹏. 汽车实用技术. 2019(02)
[2]事故数据记录系统EDR在车辆质量司法鉴定中的应用[J]. 谷阳阳,柴智勇,全宝强. 电子测量技术. 2018(18)
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[5]汽车事故数据记录器数据规范及应用进展综述[J]. 邱金龙,李奎,苏森,刘文君,尹志勇. 汽车工程学报. 2017(02)
[6]车辆EDR数据在速度重建中的应用[J]. 冯浩,吴建平,张志勇,潘少猷,张泽枫. 中国司法鉴定. 2016(03)
[7]中国机动车保有量达2·64亿辆[J]. 邹伟. 广东交通. 2015 (01)
[8]基于灰色拓扑的中国交通事故死亡人数预测模型[J]. 石永杰,林燕凌,邹燕歆,景林,吴卢荣. 数学的实践与认识. 2013(20)
[9]机动车运行安全管理及安全技术检验的必备指南——国家标准GB7258—2012《机动车运行安全技术条件》实施指南[J]. 胡鲲. 中国标准导报. 2012(07)
[10]车辆行驶记录仪及研究现状[J]. 李建伟,刘大维,张翼. 拖拉机与农用运输车. 2005(02)
博士论文
[1]基于航拍正射图像与EDR数据的交通事故重建研究[D]. 苏森.第三军医大学 2015
硕士论文
[1]基于异构航空网络的无线飞行记录仪系统研究[D]. 黄姗姗.中国科学技术大学 2018
[2]CAN总线数据记录仪软件设计与实现[D]. 简兰懿.电子科技大学 2018
[3]基于CAN总线的新型汽车仪表系统的设计与实现[D]. 李静.南京邮电大学 2017
[4]基于ARM7的数据记录仪设计[D]. 李莹.西安电子科技大学 2015
[5]基于GB-T19056-2012汽车行驶记录仪的研究与设计[D]. 陈思.合肥工业大学 2015
[6]基于CAN总线的车载数据采集与通信装置的设计与实现[D]. 钱义伟.湖南大学 2013
[7]CAN总线数据采集系统的研究[D]. 胡庆华.长春理工大学 2013
[8]CAN总线数据记录仪的研究与设计[D]. 于成毅.中北大学 2011
[9]嵌入式系统中的Flash存储管理分析与设计[D]. 叶树梅.苏州大学 2011
[10]基于串行闪存的数据采集存储系统的研究[D]. 吴丽娟.中北大学 2010
本文编号：3543231
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