随着我国汽车工业的蓬勃发展，大量的运输车辆、工程车辆等被应用于军用、民用建设项目中，这些车辆在服务项目建设的同时，也带来了繁重的管理任务，例如车辆的定期保养、故障检修以及驾驶员的工时统计、责任分工等等，以往这些管理均需要专人定期统计、汇总、处理、上报，不仅费时费力，而且还很容易出现漏报、误报等现象，由此也会导致上层管理机构难于制定确切的经费预算、库存调整、人员安排等，并最终造成人力、物力的浪费，以及诸多协调问题。

     电子技术的发展为规范管理、简化流程提供了很好的工具及方法，本方案旨在构建基于车辆行驶里程的管理系统，以期解决上述问题。

2．系统组成及功能

车辆行驶里程管理系统的组成包括：里程记录仪、场站收发器、里程数据管理软件、汽车里程传感器、天线、数据线、信号线。附件包括手持配置工具。

图1车辆行驶里程管理系统示意图

           系统功能：

（1）   通过车辆上安装的里程记录仪记录每辆汽车的行驶里程数；

（2）   当车辆回库时，里程记录仪通过无线传输的方式将该里程信息数据传输给安装在场站入口处的场站收发器

（3）   场站收发器将数据发送给管理中心计算机（上面运行着里程数据管理软件、中心管理软件）

（4）   里程数据管理软件将数据保存在中心计算机的SQL SERVER数据库中（该数据库也同时被中心管理软件共享）

（5）   中心管理软件提取数据库信息进行后续处理，给出保养提示，并通过联网形成整个数据中心对各场站的综合管理系统。

注：里程数据管理软件为天民公司提供，中心管理软件为沈空提供。

注：手持配置工具用于安装时配置里程记录仪的参数，可直接采用我公司汽车行驶记录仪安装时所使用的配置工具，作为附件。

3．系统性能指标

     使用温度：-40~85℃

     电压范围：DC9V~40V

     进入场站车辆速度要求：≦40km/h（11m/s）

     无线数据传输时间：≦100ms

     无线数据覆盖范围：≧30m（可视半径）

4．系统实现方案

4.1．无线传输方式的选择

4.1.1．传输工况分析及所需传输速率的计算

     无线传输的工况为：

（1）       一个场站车辆数不会超过200辆；

（2）       当车辆进出场站时，车速不会很快，给定一定余量，按进出场站车辆速度为40km/h（约10m/s）的速度进行计算；

（3）       有效的无线通信距离按照30m计算；

（4）       假定车辆进出场时较为密集，有效通信距离内有20辆车；

（5）       按照程序循环估算，每秒内只有300ms的通信时间；

（6）       场站收发器接收里程记录仪传输过来的数据量有：场站ID（16bit）、车辆ID（8bit）、车牌号（64bit），记录仪编号（24bit）、里程累积数据（32bit）、日期时间（64bit）等等，所需数据不会超过1kbit。

按照上述工况计算，所需的传输速率为：12kbit/s。

4.1.2．无线通信方式的对比

目前常用的低速率无线数据传输目前主要有基于IEEE802.15.4的Zigbee协议传输方式、普通射频数据传输方式。

Zigbee协议具有可组网，安全性高的特定，通讯距离一般为10~100米，依据工作的载频，数据传输速率为20~250kbps。

普通射频数据传输具有传输距离远，穿透力强，绕射和抗衰能力好的特点，通讯距离依据无线射频模块发射的功率有所变化，通常为30~100米，数据传输速率为：30~500kbps。

相比而言，以上两种传输方式中，普通射频数据传输成本较低，采用这种传输方式，加上我公司专用的通讯协议同样可实现数据的可靠传输。

4.2．里程信号采集及记录的实现

4.2.1里程传感器的种类

     目前，市场上各种车型配备的里程表各有不同，大的方面来分，有机械式里程表和电信号里程表两种，其中以电信号里程表居多，特别是新型车辆，基本上已经不再配备机械师里程表了。

与电信号里程表对接的里程传感器可分为霍尔式、磁阻式、光电式三种，输出的信号形式略有差别，但是都是车轮转动一周，电信号输出若干固定的脉冲，通过采集脉冲的数量，进行数据的换算累计即可得到行车的总里程。

机械式的里程表通过软轴连接在变速箱的特定部位，依据QCT 209-2007，软轴具有多种连接形式，软轴的转动和车轮的转动成固定比例，通过机械传动，里程表进行里程的累计，通常由于倒车时，里程表里程数回走，因此这种计数方法较为粗略。为了获得这种机械式里程计数方式的车辆的里程数，我们需要额外配备里程传感器、同时还需将原有的里程表继续通过软轴的方式连接。

通过分析，拟选择上海一洋仪表成套有限公司的SZHG-02里程传感器，这种传感器在机械上具有进轴和出轴两部分，可以方便的进行软轴和仪表间的转接，传感器所需12V供电电源由里程记录仪提供。传感器外形如下图所示：

图2 SZHG-02里程传感器

4.2.2里程信号的采集

     里程传感器发出的信号较为微弱，并且很多情况下也不规则，需要进行调理之后方能接入处理器中，这部分电路沿用我公司目前汽车行驶记录仪上的成熟电路即可，这里不再赘述。

4.2.3里程信号的记录

里程信号采集回来之后，经过软件处理，以浮点形式存储于处理器内存中，并且能够动态刷新，处理器定时将其写入非易失存储器（即使掉电也可保存）中。

4.3里程记录仪的系统结构及接口定义

     综合4.1及4.2的相关内容，里程记录仪的基本硬件框架如下：

                                        

                                         图3里程记录仪的基本硬件框架

     里程记录仪的对外连接器选择5566型8针，其定义如下：

图4 5566型8针接口

     针1：电源输入+

     针2：备用

     针3：12V输出+

     针4：传感器输入信号

     针5：电源输入-

     针6：备用

     针7：12V输出-

     针8：备用

4.4场站收发器方案设计

场站收发器的系统结构如下：

                                                        

                                                  图5场站收发器的系统结构图

外部连接器选择DB9型标准连接器，其定义如下：

图6 DB9标准连接器接口

     针2：信号线RX

     针3：信号线TX

     针5：信号地

     其它针脚悬空不用。

4.5．里程数据管理软件开发

     管理中心计算机的里程数据管理软件有如下功能：

（1）   对串口进行所需的配置，可与场站收发器进行通信；

（2）   连接数据库，将需方所要求的数据保存到相应的数据库；

（3）   应用软件协议的封装；

（4）   可对里程记录仪进行参数配置；

（5）   提供未来扩展的功能接口。

数据管理中心联网功能由需方整体实现。

软件以动态链接库的形式实现，并提供安装程序及调用例程，可实现里程记录仪的参数配置、场站收发器收发数据的实时显示。

5．系统安装和使用

5.1里程传感器的安装和使用

对于目前采用软轴连接的车型，均需安装电信号里程传感器，步骤如下：

（1）       先拆下软轴，检查接口和软轴是否完好，如无异常就可开始安装里程传感器。

（2）       将软轴出轴对准里程传感器进轴，垂直平稳接上，注意软轴螺母同样涂上薄薄一层密封胶，并用扳手拧紧螺母，软轴与里程传感器主轴应保持在同一水平位置上，不得偏折和小角度弯曲。用手转动里程传感器的传动轴，转动应灵活，否则应重新联接或更换里程传感器。

（3）       将里程传感器出轴对准变速箱或路码表任一端接口，垂直平稳接上，不要偏折，然后在螺母内侧用手涂上薄薄一层密封胶，接着将其与接口螺纹用扳手拧紧，注意其安装联接要牢固。最好是能低速空转车辆变速箱时，同步拧紧螺母，这样安装同轴度最佳。

（4）       将导线沿软轴位置一起固定在底盘上或沿车辆仪表面板内侧平行固定，尽可能避开受热区，保持通风，然后参照里程记录仪使用手册中的接线说明与里程记录仪信号端正确联接。

5.2．里程记录仪的安装和使用

里程记录仪安装前，需要通过计算机对其进行配置，这里所指计算机即可以是中心管理计算机，也可以是任何其他满足里程数据管理软件安装需求的计算机，台式机、笔记本电脑均可（注意需带标准RS232串行接口，如果没有则需要购买一个USB转RS232的转接器）。考虑到计算机不便于携带进入安装车间，这里建议安装之前将先将需要安装的车辆信息统计上来，然后通过计算机上里程数据管理软件将车辆信息逐一写入里程记录仪上，并用标签做好标记，然后将配制好的里程记录仪按照标记安装到相应的车辆上。

里程记录仪安装到车上之后，一般而言其传动比等参数需要依据实车进行调整，此时采用手持配置工具完成。此后，还需连接里程传感器信号线、天线等。具体安装方式参照里程记录仪使用手册。

5.3．场站收发器的安装及使用

     场站收发器通过串口数据线连接到中心电脑的串口上，收发器的天线放在场站入口处开阔地带，保证在车辆进出场站时天线和车辆上安装的里程记录仪配套的天线之间可无阻碍直视。

     具体使用方法参见里程数据管理软件使用说明书。

5.4．里程数据管理软件的使用和配置

     软件的具体使用方法参见里程数据管理软件使用说明书。

6. 提交内容

     批量配套后可提交如下实物及文件：

（1）   里程记录仪

（2）   场站收发器（按照场站数量配置）

（3）   里程数据管理软件（安装版）

（4）   里程传感器

（5）   天线

（6）   线束等

（7）   各式使用手册及安装说明

（8）   合格证

7．设计依据

QCT 783-2007汽车、摩托车用车速传感器

QCT 209-2007汽车、摩托车用软轴

QCT 727-2007汽车、摩托车用仪表

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