汽車GPS定位后視系統示教板的設計

徐美滟

【摘 要】本課題自主設計了一種汽車GPS定位后視系統示教板，將汽車GPS導航、倒車雷達、后視攝像頭、汽車定位器按照實車安裝特點集成到一個示教板上，布線直觀、路線清晰 ，各系統的結構原理、作用、工作過程一目了然，便于學生掌握、模擬故障，運用方便。

【關鍵詞】GPS；自主設計；示教板

0 前言

近年來，隨著汽車產業的飛速發展，汽車服務市場對汽車專業的人才需求量加大，對學生素質也有了更高的要求，不僅要求學生理論知識豐富，同時也要求學生實踐能力過硬，上手能力強。為了培養學生的實踐動手能力和職業操作技能，提高教學質量，各類職業院校紛紛在實訓環節加重比例，開設汽車仿真實訓室，購買各種仿真臺架（如汽車發動機臺架、汽車電控臺架、自動變速器臺架、整車電器臺架等），以彌補學生實車操作少，看到的都是理論上的“死物”，不能看到完整的結構、工作過程和工作原理的缺憾。

然而，采購設備的使用，存在種種不便：一是設備購買費用高，普通的設備裝上臺架后動輒要價成千上萬，負擔較重；二是，使用過程中，廠家對于設備使用的培訓簡單，后期使用中還需要自己摸索；三是，設備的定期維護麻煩，特別是電路方面，拆解后蓋后，線路冗雜，需要請專人維護，也是一筆不小的開支。

筆者認為，作為一名專業老師，自己制作教學臺架，不僅可以節約成本，還可以培養實踐能力，更是對理論教學的一種檢驗。

1 示教板的組成

本示教板主要由可移動框架和面板、蓄電池構成。

面板正面裝配：汽車定位器、汽車GPS導航儀、倒車雷達顯示屏、倒車雷達控制器、倒車雷達探頭（超聲波傳感器）、倒車后視攝像頭、電源開關、倒車開關、倒車燈、電源燈及相關接線。

面板背面包括：布線、點煙器電源布置、各探頭接線。

可移動框架：用鋁合金焊接，類似于活動黑板，裝萬向輪。

2 示教板的功能

本課題組制作的汽車GPS定位后視系統示教板，將汽車GPS導航、倒車雷達、后視攝像頭、汽車定位器按照實車安裝特點集成到一個示教板上，在示教板上可以演示GPS導航系統的地圖查詢、路線規劃、自動導航功能，為了彌補防盜功能的缺陷，安裝了汽車定位器，通過短信定位汽車所在位置，還可演示汽車倒車雷達的功能，在倒車同時通過倒車攝像頭將倒車影像返回到GPS的顯示屏上。

在整個制作安裝過程中，遵循實車安裝的特點，能夠更好地向學生講解安裝注意事項，也能夠更好的模擬相關故障，具有很好的演示功能。

3 示教板的設計

3.1 要求

根據系統的不同，將具體系統的主要部件有序的安裝在面板上，同時遵循實車安裝過程中的技術要求；通過線束將該系統的電路連接形成電路圖，同時在關鍵部位安裝開關、保險等裝置，只要給示教板通電，通過控制相關開關就可以完成功能的演示。

3.2 特點

線束的可見性較好，冗余的線通過暗盒固定，露出首尾，可以利用萬用表進行檢測，也可以進行故障的模擬。

3.3 原理

3.3.1 倒車雷達

由超聲波傳感器（俗稱探頭）及其防錯式安裝支架，控制器和顯示器或蜂鳴器等部分組成。

倒車雷達一般采用超聲波測距原理，在倒車時，超聲波傳感器（即探頭）在控制器的控制下發射超聲波信號，當遇到障礙時，產生回波信號傳感器接收到回波信號后，經控制器進行數據處理，并判斷出障礙物的位置，根據位置的遠近不同，內部處理后，以不同頻率和不同符號圖通過蜂鳴器和液晶屏提示駕駛員，使駕駛員作出反應，從而達到安全泊車的目的

3.3.2 后視攝像頭

由后視攝像頭、in線，配帶AVIN導航儀用。

在車輛倒車時，將倒車影像投影到導航儀的顯示屏上。

3.3.3 GPS導航儀

GPS導航儀通過地圖顯示和語音提示兩種方式引導用戶行至目的地。

3.3.4 汽車定位器

目前很多家軟件制作商可以提供汽車跟蹤器的定位平臺，一般平臺內都內置了國內一些知名的電子地圖和GOOGLE的衛星地圖。用戶只需要用他們提供的端號和密碼登錄進平臺就可以實現對汽車定位器的遠程控制和在平臺上看到汽車定位器目前所在的位置。

條件：

1）GPS接收設備（負責接收衛星信號）

2）網絡平臺（顯示你要觀察的人或事物的位置）

3）網絡運營商的支持（網絡平臺的信息是通過網絡運營商的基站傳達和反應的）

4 面板的制作

面板布置需要考慮以下四個方面：1）硬件的布置；2）線束的連接；3）實車的安裝要求；4）電路圖的預留。

硬件的安裝：

1）在面板上劃線，控制好硬件距離。（面板可用2米左右木板或鋁合金板）。

2）將GPS導航底座、倒車雷達控制器、倒車雷達顯示器、汽車定位器安裝在面板上，用螺釘固結。

3）打孔安裝倒車雷達：up朝上。

用螺絲等配件固定安裝倒車攝像頭，將無線發射模塊的AV/電源接口分別與攝像頭的AV/電源接口連接。

4）電路的統一布置：安裝電源線、電源開關、電源燈，倒車燈、倒車開關、一拖三點煙器。

一拖三點煙器直接連接電源開關，GPS導航、定位器電源共用點煙器電源。

5 示教板測試

1）線路的檢測

用萬用表檢測各端口是否導通，接通電源，檢測倒車燈、電源燈是否亮起。

2）使用GPS“模擬導航”，查看GPS功能是否正常。

3）按下倒車開關，觀察GPS影像是否切換到倒車影像，影響是否清晰，視角是否合適。

4）倒車雷達測評程序

（1）預警距離測試：將一個板凳擺在探頭的正后方，由遠到近緩慢倒車，分別在遠、近兩端測量板凳到車尾的實際距離，并和車內倒車雷達顯示的障礙物距離相比較。

（2）障礙物方位顯示測試：分別用一到三個板凳擺放到車尾的左、中、右側，測試倒車雷達探測顯示障礙物方位是否精確。

（3）探測死角測試：將板凳中心頂偏離探頭中心，測試倒車雷達是否能發現。

5）定位器檢測

通過手機發送短信代碼“DW”到定位器SIM卡，看其回復的短信位置是否正確。

6 課題的意義

在本次課題研究的過程中，整個團隊能夠深入到實踐中去，發現問題，提出解決問題的對策和建議，完成整個示教板面板的設計、調試，說明書的編寫，科研能力不斷提高。一方面增強了對示教板功能的開發，熟悉了其功能和作用，在制作過程中，對故障點能夠很好把握；另一方面，鍛煉了師生共同的創新能力，對整個實訓室的建設起到補充作用。

【參考文獻】

[1]陳勇，郭麗.車輛管理中GPS監控系統的研究與應用[J].科技創新導報，2011（05）.

[2]胡志剛.汽車自動變速器示教板的設計[J].天津工程師范學院學報，2005（03）.

[責任編輯：丁艷]