【正文】 eBD a t e : 5 J un 2021 S he e t of F i l e : D : \劉志遠(yuǎn) \ M y D e s i gnl z y .D db D r a w n B y :I N +1I N / C O M2I N 3FB4V I S O 5V I S O +6V+31P R T N32LO37HI38A D 2 02125100K50K信號(hào) 圖 312 調(diào)零電路圖 4． A /D 轉(zhuǎn)換模塊 A/D 轉(zhuǎn)換模塊采用的是德州儀器 (TI)公司推出的高速 4 通道差分輸入、低功耗、單 +5V 電源工作的雙 12位 A/D 轉(zhuǎn)換器 AD7862。 測(cè)周期的原理如下 :首先利用單片機(jī)內(nèi)的振蕩信號(hào)產(chǎn)生 一 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率尺度，然后計(jì)算一個(gè)脈沖周期有多少頻數(shù)，即可換算出車(chē)速。但分析可知，盡管脈沖高低電平分布不均，但其一個(gè)完整高低電平的周期并沒(méi)有發(fā)生變化，故使用分頻器對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行二分頻，使脈沖信號(hào)的一個(gè)周期量變成一個(gè)有效脈沖量，從而避免了安裝而產(chǎn)生 的安裝誤差。這些干擾信號(hào)將會(huì)以不同的途徑和不同的方式混入被測(cè)信號(hào)系統(tǒng)中，而被測(cè)信號(hào)往往是一種微弱的電流或變化緩慢的交變信號(hào)，因此變化的電磁場(chǎng)將會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入產(chǎn)生強(qiáng)烈的干擾。原來(lái)的這種做法雖然接線(xiàn)簡(jiǎn)單，節(jié)約成本，但存在嚴(yán)重弊端。在信號(hào)加入到輸入通道之前，可采用低通濾波器濾除交流干擾，如 RC 濾波器、 LC 濾波器及有源濾波器。 1. 電源系統(tǒng)抗干擾措施。計(jì)算公式如下 : )h/km(10T 3600R)s/m(TR 3????? ??車(chē)速 33 T分頻后產(chǎn)牛的有效脈沖周期。由于接近開(kāi)關(guān)安裝正確時(shí)應(yīng)位于測(cè)速滾筒的正下方。 測(cè)頻法是按照頻率的定義 (tNf?)對(duì)脈沖信號(hào)的頻率進(jìn)行測(cè)量的一種方法，在由單片機(jī)構(gòu)成的頻率測(cè)量智能儀 表中，其原理如下：首先在單片機(jī)的程序中設(shè)置定時(shí)器中斷程序，利用 計(jì)數(shù)器計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，可換算出相應(yīng)的車(chē)速值。在 AD202 的輸入端進(jìn)行 零點(diǎn)調(diào)節(jié)，先調(diào)零點(diǎn)，后調(diào)增益。 能將 0mV～ 100mV的壓力傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)?0mA～ 20mA 的電流信號(hào)，便于遠(yuǎn)距離傳送，不需調(diào)整，便可保證誤差不大于士 %。因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用中，傳感器安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，而計(jì)量?jī)x器安放在儀器儀表監(jiān)控室，兩者之間往往有幾十到幾百米的距離，并且現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境惡劣，可能存在粉塵、振動(dòng)、噪聲以及電磁干擾等，傳感器輸出的幾百微伏至幾十毫伏信號(hào)極易受到干 擾。最后，還要將處理好的有效數(shù)據(jù)結(jié)果與該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，以決定此項(xiàng)結(jié)果是否合格。分析控制對(duì)象的屬性和控制信號(hào)的類(lèi)型，對(duì)于設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)秀的控制系 統(tǒng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。在系統(tǒng)恢復(fù)供電后，由中央控制計(jì)算機(jī)提供斷電恢復(fù)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。 2. 網(wǎng)絡(luò)覆蓋地域較小，可不用調(diào)制解調(diào)器。同時(shí)，由于抗干擾能力強(qiáng)， RS485 標(biāo)準(zhǔn)也可用于工業(yè)集散控制系統(tǒng)中，所以說(shuō) RS485 是一個(gè)很有發(fā)展前途的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)口 。 RS232 以其協(xié)議簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)代價(jià)相對(duì)較低而得到了極為廣泛的應(yīng)用，尤其是在微機(jī)中，串行通信幾乎都是 RS232。 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 RS485 網(wǎng)絡(luò) RS485 網(wǎng)絡(luò)的單一模型是以一臺(tái) PC 機(jī)為工控機(jī)，一臺(tái) (或幾臺(tái) )AT89S52 單片機(jī)為下位機(jī)構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的 DCS 系統(tǒng)。由電機(jī)驅(qū)動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)車(chē)輪制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪 制動(dòng)器產(chǎn)生的摩擦力矩阻礙制動(dòng)滾筒 (砂輪 )的轉(zhuǎn)動(dòng)，即給其一個(gè)與旋轉(zhuǎn)方向相反的作用力，該反作用力通過(guò)測(cè)力杠桿作用于下方的壓力傳感器。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 圖 32 二工位硬件結(jié)構(gòu) 第三工位硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 木工位中汽車(chē)軸重檢測(cè)和制動(dòng)力檢測(cè)在檢測(cè)硬件和信號(hào)處理方法上較為相似，下面以制動(dòng)力檢測(cè)為例進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)方法說(shuō)明。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 圖 31 第一工位硬件結(jié)構(gòu) 煙度計(jì)和廢氣分析儀輸出均為 RS232 串口數(shù)據(jù)，故直接輸入至工控機(jī)。采用工控機(jī)可以使計(jì)算機(jī)和工位檢測(cè)控制柜合二為一，并且防塵、防震效果比較好，但相對(duì)成本較高，也不利于硬件更新?lián)Q代。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 系統(tǒng)功能 本 測(cè)控系統(tǒng)的功能包括系統(tǒng)的總體功能和系統(tǒng)底層的基本檢測(cè)與控制功能兩個(gè)方面 : (1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為 Windows NT 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布式測(cè)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)汽車(chē)的安全性 、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況及尾氣排放等綜合性能的全自動(dòng)聯(lián) 網(wǎng)測(cè)試 [2]。 直通順序檢測(cè)時(shí)控制流程如圖 25所示 :首先車(chē)輛在登錄室完成報(bào)檢工作，即錄入車(chē)輛的基木信息，隨后報(bào)檢機(jī)提示各工位機(jī)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。 (2)煙度 計(jì)： 精度 ： 13%； Rb： 0～ 10(濾紙式 )。 (2)喇叭聲級(jí)檢測(cè) ： 檢測(cè)汽車(chē)?yán)嚷暭?jí) 。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 檢測(cè)系統(tǒng)的組成和 工位 檢測(cè)工位設(shè)置 由于對(duì)于 一個(gè)完整的汽車(chē) 性能檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，汽車(chē)的檢測(cè)項(xiàng)目可細(xì)化為許多內(nèi)容，在此課題研究時(shí)間有限，故只能取其中的一些汽車(chē)重要性能檢測(cè)為例進(jìn)行課題研究。在這種方式中，各功能模塊及系統(tǒng)應(yīng)用軟件的編程變得相對(duì)簡(jiǎn)單，有效地縮短了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期， 同時(shí)，也便于軟硬件維護(hù)，特別是由于現(xiàn)場(chǎng)直接過(guò)程控制級(jí)與集中監(jiān)控級(jí)之間采用了基于 TCP/IP協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換，從而使各工位檢測(cè)流程及 節(jié)拍控制變得非常容易，可以很好地解決汽車(chē) 性能檢測(cè)項(xiàng)目多、檢測(cè)時(shí)間不統(tǒng)一及檢測(cè)車(chē)間分散的問(wèn)題，甚至于可以有效地解決在汽車(chē)安全性能全自動(dòng)檢測(cè)中無(wú)法解決的各工位間無(wú)序檢測(cè)的問(wèn)題。每臺(tái)單機(jī)儀表靠近檢測(cè)設(shè)備，盡可能避免干擾信號(hào)的串入。因而，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，安裝、調(diào)試、維修方便。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 第 2章 檢測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本檢測(cè)系統(tǒng)是在可靠性、實(shí)用性、先進(jìn)性的基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 72582021《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》的要求，采用先進(jìn)的集散控制技術(shù)設(shè)計(jì)的高可靠全自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。 。 — 自整角 (同步 )電機(jī)的測(cè)力顯示方式 ，代之以高精度的應(yīng)變計(jì)具有很高的線(xiàn)形精度 ，這種以高精度傳感器 為測(cè)試元件而組成的新型儀表，使得其通 用化 、標(biāo)準(zhǔn)化、清晰化程度大大提高，已成為檢測(cè)設(shè)備顯示方式今后的發(fā)展方向。 8. 可靠性和可維護(hù)性強(qiáng)，檢測(cè)速度快。 現(xiàn)代汽車(chē)安全檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)越性和發(fā)展前景 隨著現(xiàn)代 電子技術(shù)， 特別是大規(guī)模集成電路和微處理機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)控制的調(diào)節(jié)裝置在汽車(chē)上的應(yīng)用己越來(lái)越廣泛， 新一代汽車(chē)安全性能檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)吸收已有的汽車(chē)安全性能檢測(cè)線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，克服其不足，并綜合利用最新計(jì)算機(jī)軟、硬件及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展成果，使其具有人機(jī)界面好、自動(dòng)化程度高、檢測(cè)速度快、容錯(cuò)度和準(zhǔn)確度高、 組態(tài)靈活、操作使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。 。但就軟件方面的不足主要表現(xiàn)在 : 難 。交通部 從 1980年開(kāi)始有計(jì)劃的在全國(guó)公路運(yùn)輸和車(chē)輛管理系統(tǒng)籌建汽車(chē)檢測(cè) 站，檢測(cè)內(nèi)容以汽車(chē)安全性能檢測(cè)為主。各國(guó)除不斷提高機(jī)動(dòng)車(chē)的性能和完善其結(jié)構(gòu)外，還規(guī)定對(duì)汽車(chē)檢驗(yàn)的技術(shù)要求、儀器設(shè)備的檢驗(yàn)方法，對(duì)在用車(chē)輛進(jìn)行定期和不定期 檢驗(yàn)，使車(chē)輛保持了良好的技術(shù)狀況。 并且對(duì)汽車(chē)安全性能檢測(cè)要求越來(lái)越嚴(yán)格、標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高。 通過(guò)論文的研究，為我國(guó)現(xiàn)有的汽車(chē)安全性能檢測(cè)提供了一種全新的控制模式，對(duì)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)安全性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、可靠性等性能的全自動(dòng)微機(jī)聯(lián)網(wǎng)測(cè)試具有重要的理論意義和實(shí)際意義。 本文在對(duì)幾種不同的汽車(chē)檢測(cè)控制方案進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上，提出并詳細(xì)描述了分級(jí)分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)測(cè)控方案， 并對(duì)具體 的軟硬件設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)論述，最后對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、分析、處理 ,檢測(cè)過(guò)程控制方法 、 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì) 進(jìn)行了具體介紹。 因此，如何安全使用汽車(chē)成為全社會(huì)關(guān) 心的問(wèn)題。進(jìn)入 70年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了現(xiàn)代化的綜合檢測(cè)技術(shù)和半自動(dòng)或全自動(dòng)的汽車(chē)安全檢測(cè)線(xiàn)，給交通安全、環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源、降低運(yùn)輸成本等方而帶來(lái)了明顯的效益。 導(dǎo)致了 交通安全和環(huán)境保護(hù)等社會(huì)問(wèn)題日益突出。九十年代以來(lái)國(guó)內(nèi)建立了大批的檢測(cè)線(xiàn)，雖然基本上能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，但是近年來(lái)隨著硬件技術(shù)的發(fā)展以及軟件技術(shù)的跟進(jìn)，先前系統(tǒng)已越發(fā)顯示出不和諧的一面。 ，故障率高，維護(hù)不方便。同時(shí)針對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠 性和檢測(cè)效率，分別利用軟件濾波和多線(xiàn)程來(lái)加以改進(jìn)，使系統(tǒng)響應(yīng)當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)化、分布式和信息化的潮流，立足于高可靠性與先進(jìn)性，實(shí)現(xiàn)控制臺(tái)與信息處理的自動(dòng)化 。 7. 有應(yīng)急處理能力，特殊情況處理。在一定時(shí)間內(nèi)對(duì)傳感器、電纜通路 、 顯示裝置自檢完畢，發(fā)現(xiàn)故障即向系統(tǒng)操作員指示故障部位和性質(zhì) ； 能自動(dòng)進(jìn)行零點(diǎn) 、溫漂調(diào)整，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)、曲線(xiàn)、圖形自動(dòng)進(jìn)行零點(diǎn)修正 、 溫漂修正、線(xiàn)性 擬合，能直接得出正確檢測(cè)結(jié)果，不必再用人工修 正 。 、設(shè)計(jì)； 。 本論文的研究，為我國(guó)現(xiàn)有的汽車(chē)綜合性能檢測(cè)提供了一種全新的控制模式，對(duì)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)安全性、經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、可靠性等性能的全自動(dòng)微機(jī)測(cè)試具有重要的理論意義和實(shí)際意義。 對(duì)于全自動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)檢測(cè)線(xiàn)來(lái)說(shuō)，從數(shù)據(jù)采集及系統(tǒng)的控制方式上看 有以下 幾種 [0]， 下面分別對(duì)這幾種結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析 : 集中控制系統(tǒng)是用一臺(tái)主控機(jī)完成整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理判斷、控制、打印等主要任務(wù)。在主控機(jī)發(fā)生故障時(shí)可由單機(jī)顯示打印。這種方式完全實(shí)現(xiàn)資源共享、分散處理和過(guò)程控制與管理的一體化 ； 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，便于實(shí)現(xiàn)各子功能的模塊化，從而使該系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好。同時(shí)系統(tǒng)通過(guò)交換機(jī)和 Inter聯(lián)網(wǎng)，可由地區(qū)車(chē)管所進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程工作站維護(hù)功能。 (1)前照燈檢測(cè) ： 分別檢測(cè)左右燈的光強(qiáng)，遠(yuǎn)近光軸上下、左右偏移量 。 (1)廢氣分析儀 ： 精度 ： 士 3%； CO： 0～ 10%； HC： 0～ 50000ppm。 [1] 系統(tǒng)控制流程 系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)設(shè)備的操作控制可采用兩種方式 ： 一種形式為人工單機(jī)控制 ；另一種為中央控制室服務(wù)器 PC控制，即從參數(shù)輸入、 操作指示、結(jié)果判定等作為自動(dòng)控制進(jìn)行，最后由中央控制室將結(jié)果打印出來(lái)，提供車(chē)主并存檔。此方法較好地解決了汽車(chē)檢測(cè)中項(xiàng)目多、檢測(cè)時(shí)間不統(tǒng)一的問(wèn)題。 系統(tǒng)硬件選擇 各工位計(jì)算機(jī)的選擇 各工位計(jì)算機(jī)可選用專(zhuān)用的工業(yè)計(jì)算機(jī) (工控機(jī) )或普通商用計(jì)算機(jī)。硬件結(jié)構(gòu)如圖 31所示。 側(cè)滑量檢測(cè)輸出信號(hào)為位移傳感器輸出的士 級(jí)電壓信號(hào)，其處理方 法與三工位的軸重和制動(dòng)信號(hào)處理方法相同 。檢測(cè)汽車(chē)制動(dòng)力時(shí)，將被測(cè)汽車(chē)的車(chē)輪放置在制動(dòng)砂輪上，如下圖所示。由于壓力傳感器信號(hào)為 mV 級(jí)的微弱電壓信號(hào)，很容易受到千擾， 因此傳輸前將其轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)，并在進(jìn)行 A/D 變換前須對(duì)其進(jìn)行隔離、濾波、放大處理。 RS232 是美國(guó) EIA 制定的 DTE/DCE 接口標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的電氣特性與 CCITT 兼容，采用非平衡驅(qū)動(dòng)，非平衡接收的電路連接方式，在傳輸距離不大于15 米時(shí)，最大數(shù)據(jù)速率可達(dá) 。由于 RS485 能在一對(duì)平衡傳輸線(xiàn)上連接 32 個(gè)發(fā)送器 /接收器對(duì)，這使它在多點(diǎn)通信系統(tǒng)中 得到廣泛應(yīng)用。局域網(wǎng)它具有以下幾個(gè)特點(diǎn) [6]： 1. 采用基帶傳輸，傳輸速度較高。另方面，為了確保檢測(cè)過(guò)程中的檢測(cè)數(shù)據(jù)安全，中央控制計(jì)算機(jī)采用 UPS供電，檢測(cè)過(guò)程中的中間數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳到中央控制計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，以防系統(tǒng)斷 電而使已完成檢測(cè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)丟失。 指示燈箱和 LED 點(diǎn)陣顯示板如下圖所示： 圖 37 指示燈箱和 LED點(diǎn)陣顯示板 測(cè)控過(guò)程信號(hào)統(tǒng)計(jì)、分類(lèi) 汽車(chē)綜合性能檢測(cè)所涉及的信號(hào)種類(lèi)很多，所以必須對(duì)信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)。同時(shí)還要排除可能的干擾信號(hào)。 圖 310 壓力傳感器工作原理 2． 傳感器信號(hào)調(diào)理 傳感器信號(hào)檢測(cè)中，檢測(cè)精度受到諸多因素的影響，其中傳感器信號(hào)的變送與遠(yuǎn)距離的傳輸處理是影響信號(hào)精確度的重要因素之一。 圖 311 信號(hào)調(diào)理模塊結(jié)構(gòu)圖 傳輸調(diào)理模塊主要由環(huán) 流變送放大器 AD693構(gòu)成， AD693是集信號(hào)放大、補(bǔ)償、 V/I轉(zhuǎn)換等功能為一體的單片集成電路 [8]。我們就可以實(shí) 現(xiàn)電路的零點(diǎn)調(diào)節(jié)。 哈 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 脈沖量輸入信號(hào)采集及處理 系統(tǒng)脈沖量測(cè)量主要運(yùn)用于車(chē)輛的速度測(cè)量中，測(cè)量對(duì)象是測(cè)速滾筒，常用的測(cè)量方法是計(jì)量滾筒每圈產(chǎn)生的脈沖值，可分為測(cè)量頻率（ M 法）或周期（ T 法）兩種 [11]。 2．分頻技術(shù) 分頻技術(shù)是為了避免產(chǎn)生速度脈沖信號(hào)的接近開(kāi)關(guān)在安裝時(shí)由于人工安裝條件限制而使開(kāi)關(guān)位置發(fā)生偏移時(shí)產(chǎn)生的安裝誤差而采用了有效消除誤差方法。 工作原理如下 :分頻后測(cè)速滾筒每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生兩個(gè)有效脈沖，由于測(cè)速滾筒的直徑是一固定常量，故通過(guò)定時(shí)器對(duì)脈沖有效電平的計(jì)時(shí)值即可計(jì)算出車(chē)輪轉(zhuǎn)速。通過(guò)分析本系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)時(shí)仔細(xì)考慮抑制干擾的問(wèn)題，采取了相應(yīng)的抗干擾措施，以保證整條汽車(chē)檢測(cè)線(xiàn)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行 [12]。 2. I