基于虛擬儀器的汽車(chē)制動(dòng)性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)方法研究

馮如只 羅龍飛

摘 要：針對(duì)目前汽車(chē)維修人員診斷速度慢、準(zhǔn)確性不高等問(wèn)題，依據(jù)信號(hào)處理理論，本文以LabVIEW軟件為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了一套汽車(chē)制動(dòng)性能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有效地將汽車(chē)駕駛員與專家系統(tǒng)服務(wù)中心結(jié)合起來(lái)，專家可以在不親臨現(xiàn)場(chǎng)的情況下獲取車(chē)輛數(shù)據(jù)并做出分析，同時(shí)提醒駕駛員或通過(guò)遠(yuǎn)程操控做出相關(guān)處理，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器；制動(dòng)；故障診斷

1 引言

如何方便、快捷地排除汽車(chē)故障一直是汽車(chē)行業(yè)備受關(guān)注的問(wèn)題，在故障診斷過(guò)程中，利用先進(jìn)的檢測(cè)儀器及設(shè)備為迅速診斷故障提供了可靠的保證，但是由于汽車(chē)技術(shù)的更新，很多維修人員對(duì)一些疑難雜癥不知從何入手，如何充分利用科研院所、汽車(chē)廠具有豐富經(jīng)驗(yàn)的專家成為目前汽車(chē)行業(yè)急需解決的問(wèn)題。本文開(kāi)發(fā)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為解決上述問(wèn)題提供了參考依據(jù)。

2 LabVIEW簡(jiǎn)介

LabVIEW是美國(guó)NI公司推出的圖形化軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，是一種用圖標(biāo)代替文本創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語(yǔ)言。傳統(tǒng)文本編程語(yǔ)言根據(jù)語(yǔ)句和指令的先后順序決定程序執(zhí)行順序，而 LabVIEW 則采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決定了VI及函數(shù)的執(zhí)行順序。LabVIEW 提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器相似的控件，用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器，方便、快捷地創(chuàng)建用戶界面即前面板。 LabVIEW是一個(gè)面向最終用戶的工具，它盡可能利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟悉的術(shù)語(yǔ)、圖標(biāo)和概念，可大大提高了原理研究及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的工作效率。

3 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

3.1 測(cè)試系統(tǒng)的功能介紹

本研究預(yù)為普通轎車(chē)故障診斷提供一套遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及后續(xù)將解決的問(wèn)題，本測(cè)試系統(tǒng)的具體功能如下：a：汽車(chē)制動(dòng)性能的實(shí)時(shí)及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能；b：信號(hào)的實(shí)時(shí)采集及處理功能；c：結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示功能等。

3.2 系統(tǒng)硬件的選配

汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)工作環(huán)境非常復(fù)雜，為保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性，合適的硬件配置顯得非常重要。傳感器是測(cè)控系統(tǒng)的起始部件，其性能的好壞將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的工作質(zhì)量，傳感器將車(chē)輪制動(dòng)時(shí)的物理量按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠接收的電信號(hào)，傳感器的選配見(jiàn)表1。在虛擬儀器設(shè)計(jì)過(guò)程中，數(shù)據(jù)采集卡是外界信號(hào)與PC機(jī)之間的橋梁，直接影響測(cè)試系統(tǒng)所采集數(shù)據(jù)的精度和儀器的性價(jià)比，所以要根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的數(shù)據(jù)采集卡。綜合各種要素，我們選用了北京科日新控電子公司生產(chǎn)的USB-4711A數(shù)據(jù)采集卡。采集卡模擬輸入接口允許采用16路單端輸入方式或8路雙端輸入方式，用戶可根據(jù)需要選擇測(cè)量單極性信號(hào)或雙極性信號(hào)，采樣頻率高達(dá)150kS/s。輸入信號(hào)范圍：-2.5V～+2.5V；-5V～+5V；-10V～+10V可供選擇[6]。由于要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的制動(dòng)試驗(yàn)，攜帶方便是主要考慮的問(wèn)題，要求測(cè)試儀器和汽車(chē)融為一體，因此采用便攜式計(jì)算機(jī)作為儀器核心控制和數(shù)據(jù)處理主體。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

基于VI的測(cè)試系統(tǒng)關(guān)鍵在于軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件提供了測(cè)試系統(tǒng)的工作環(huán)境，本系統(tǒng)采用Windows操作系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)和使用都很優(yōu)越。應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境采用基于圖形化編程環(huán)境的平臺(tái)LabVIEW。

本系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想、由上至下的設(shè)計(jì)方式在LabVIEW平臺(tái)上開(kāi)發(fā)車(chē)載制動(dòng)性能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先完成了各子模塊的設(shè)計(jì)，每個(gè)子模塊由更小的模塊組成，每一級(jí)的模塊均可以以圖表形式放置在程序框圖中，這樣的設(shè)計(jì)避免了大量的重復(fù)編程工作同時(shí)增加了程序的可維護(hù)性。測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用其中的子模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車(chē)制動(dòng)性能多項(xiàng)參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、處理、結(jié)果顯示、數(shù)據(jù)回放及試驗(yàn)報(bào)告的生成等多項(xiàng)功能。

在遠(yuǎn)程客戶端連接本地VI面板之前，需要先配置并啟動(dòng)LabVIEW的WEB服務(wù)器。下面介紹如何配置與啟動(dòng)LabVIEW WEB服務(wù)器以實(shí)現(xiàn)濾波模塊的遠(yuǎn)程控制。

a）打開(kāi)本地濾波子模塊的前面板。

b）選擇主菜單的工具|選項(xiàng)|WEB服務(wù)器：配置，選擇啟用WEB服務(wù)器。

c）選擇WEB服務(wù)器：可見(jiàn)VI頁(yè)面，在這里配置允許被遠(yuǎn)程連接的VI。默認(rèn)*表示任何VI都可以被連接。

d）選擇WEB服務(wù)器：瀏覽器訪問(wèn)頁(yè)面，在這里可以配置允許連接本機(jī)的遠(yuǎn)程主機(jī)，默認(rèn)*表示任何主機(jī)都允許連接本機(jī)。

e）單擊OK按鈕，如果未彈出任何警告，則表明WEB服務(wù)器成功啟動(dòng)。

f）如果客戶端想要瀏覽遠(yuǎn)程前面板，必須安裝與服務(wù)器端相同版本的LabVIEW Run-Time引擎（Engine）。因此，用戶可以在本機(jī)的LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境中連接“濾波.VI”面板，遠(yuǎn)程前面板見(jiàn)圖1。

5 結(jié)論

本文從硬件和軟件兩個(gè)方面對(duì)車(chē)載制動(dòng)性能遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。軟件部分采用模塊化的設(shè)計(jì)思想將復(fù)雜的功能逐步細(xì)分為易于實(shí)現(xiàn)和理解的小模塊，并給出了具體的實(shí)現(xiàn)方法。這種設(shè)計(jì)方法用軟件代替了部分硬件，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程，克服了設(shè)計(jì)和調(diào)試的盲目性和不確定性，實(shí)現(xiàn)了良好的人機(jī)互動(dòng)，極大地方便了設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際需求更改程序，也使整個(gè)流程更加規(guī)范，對(duì)汽車(chē)診斷系統(tǒng)的研究具有一定的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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