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汽车仪表功能验证系统的开发与应用
作者:管理员    发布于:2018-05-04 14:03:09    文字:【】【】【

  目前,随着汽车仪表的集成化、智能化程度不断提高,其功能的检测技术也在不断地发展。近年来,国内研究人员对汽车仪表功能检测系统做了许多设计与开发和检测方法的研究。

  但是原有的传统汽车数字仪表检测系统大多数是单参数,单一性能的测试,测试精度较低。新发展的汽车仪表功能检测系统大多是针对智能总线组合仪表和特定某型号产品设计,而且没有兼顾到传统汽车仪表的测试需求,通用性较差。有些检测方法研究还处于理论研究高度,没有实际应用于生产,也没有被大规模的采纳和广泛的使用。

  同时,基于VC十十平台下的虚拟仪器技术。

  211串口通讯协议设计电阻信号通讯协议如表1所示。

  表1电阻信号通讯协议字段定义数据头数据ID通道号检验和电阻信号输出共有3个通道,其中检验和=数据头+数据ID+通道号+输出字节1 +输出字节2.数据头是发送的地址设定为0x82.数据ID是发送的ID号设定为0x55.通道号是发送的通道号分别设定为0x01,0x02,0x03.13通道电阻值:通过输出字节1和输出字节2设定,电阻值=(输出字+输出字节2)。

  开关信号通讯协议如表2所示。

  表2开关信号通讯协议字段定义数据头数据ID通道号检验和开关量信号输出共有16通道,其中检验和=数据头+数据ID+通道号+输出字节1 +输出字节2.数据头发送的地址设定为0X82.数据ID是发送的地址设定为0xAA.通道号设定为0x01.输出字节1、输出字节2:分别为开关K8K15对应于输出字节1的bk0bit7,开关K0K7对应于输出字节2的bk0bk7,其中,bkx=1为常开接通(高电平有效),bitx=0为常闭接通(低电平有效)。

  表3RS―485通讯协议字段定义整个信息帧有7个字节,先发送个字节,后发送校验字节。每个字节中也是先发送低位后发送高位。在总线传输过程中,数据总是8位。开头是起始位(接受器输出端低电平),字节结束有结束位(接受器输出端高电平)。所以一个字节发送是10位。而在一个消息帧里的每个字节之间的间隔不能超过两个位长。

  总线发送的波特率是9600bpS,该信息帧循环发送,发送间隔是240毫秒,校验字节是对发送和接受信息的正确与否的检验。在发送网络后配的一个字节,使得前六个字节与此校验字节成补码关系;也就是说,按单字节运算,所有字节和为0.第三字节的D0到D7的定义如表4所示。

  表4D0到D7的定义EEC模块时间输出错误(1-选中0-不选)水位报警(1-选中0-不选)水温报警(1-选中0-不选)油压报警(1-选中0-不选)没有使用(填上0)电量减少报警(1-选中0-不选)没有使用(填上0)21.2CAN通讯协议设计系统中CAN通讯采用SAE1939协议,其信息是以PDU(ProtocolDataUnit协议数据单元)的形式进行传输的,PDU的封装在应用层中完成。PDU提供了组织信息的框架,这一点对于每一个要发送的CAN数据帧来说是至关重要的。

  如所示。1939PDU共由7个域组成,包括:优先权例如收到来自发动机转速的数据为0CF004 803EXXXXXX(XX表示其它定义数据),其中前4个字节为帧ID标识符(29bt),其对应的P(3bit):00000000;后8个字节为数据域,数据域中的第4、5字节(即80、3E)表示发动机转速(原始数为3E80),根据这两个字节的数值及SPNL90中的定义即可算得发动机转速:转速=原始数X分辨率+偏移量=3E80HX0.125+0=2000rpm.表5SAE939发动机转速定义帧ro内容周期发送/接收字节位置转速接收同理可计算出汽车仪表其他所需数据。根据计算的数值,仪表ECU即可驱动显示部件准确地显示当前的车辆状态。SAE1939转速定义如表5所示。

  2数据传输处理与存储管理本文系统需要在较短的时间内完成开关、电阻、电压、CAN报文的输入输出以及数据存储与管理等任务。例如当硬件接口输出脉冲信号时,需要使用脉冲的频率表示车速和转速,这在时间上有严格的要求,精度要求达到20mS才能够达到表示车速和发动机转速的精度。所以实时数据传输与采集的首要问题就是准确实现20ms的时间间隔。

  在Windows系统的环境中,解决这个问题可以采用多线程方法。在软件编写中,为了模拟了汽车仪表真实实时运行的环境,在本文系统中利用多个线程分别完成各项任务,使用了4个线程。

  开关和电压信号输入;开关和电阻信号输出、电压、脉冲信号输出。

  其对应的相关函数线程表示如下:测试系统中,数据采集任务的同步时钟采用的是Win32AlPI提供的多媒体定时器(MultimediaTimer),它有自己单独的线程,通过调用一个自己的回调函数(CallbackFunction)。多媒体定时器向应用程序提供了比Windows常规定时器更高精度的时间片调度,在Windows系统启动时,定时器自行加载功能。定时器优先级很高,它每隔一定时间不管其它消息是否执行完毕都发送一个消息。此外,对于现在的CPU来说足够满足实时数据采集的定时精度因为它的小定时精度通常可以到1ms.由于本系统存储的数据量并不大,并且数据主要是为了测试时交互式使用,所以采用XML格式文件进行数据的存储于管理。由于采用VC++作为开发平合,所以在MFC开发框架中使用了MSXML的DOM(DocumentObectModel)文档对象模型,DOM是以层次结构组织的节点或信息片断的集合,DOM是基于对象或基于树的,DOM提供了程序接口,允许开发人员添加、编辑、移动或删除树中任意位置的节点,从而创建一个引用程序。设计用于分析XML文档,实现对数据的操作和管理。

  3实际应用验证系统设计了友好的人机交互界面,当系统启动时,即进入系统主界面,如所示。

  主界面右侧上共有3个任务表格,分别为通讯任务序列、CAN任务序列、485总线任务序列,表格中的一行代表一个时序发送单元。每个任务表格对应有一个任务列表,显示当前配置参数界面左侧为显示开关量输出与电压量采集。左侧的虚拟仪表与系统标定的车速、转速同步,以此对比更直观地被测仪表的运行状态。

  当完成各个数据配置之后,启动测试运行,上位机开始控制硬件板卡进行初始化。硬件板卡根据已配置的参数输出电压、电阻、频率波形等数据量。并将在右侧的采集与输出面板中实时显示出来。

  系统在检测输入电阻与电压时,将待测仪表盘接入试验合,系统检测仪表是否有输入电阻与电压以及具体的输入电阻值与电压值。通过检测,误差精度小于2,符合测试精度要求。如表6和表7所示。

  表7输入电阻和实测电阻对照输出电阻(欧姆)实测电阻(欧姆)误差率4039.人机交互界面表6输入电压和实测电压对照输入电压(伏)实测电压(伏)误差率4结束语通过在实际的汽车仪表工作台上的试验和应用,表明该系统能进行可靠的配置数据传输,对控制板卡进行实时稳定控制与数据输入输出,系统误差在要求以内。针对不同型号仪表通过设置不同初始化参数来完成测试,具有很好的通用性。该系统已运用于汽车仪表研发的实际生产工作中,其集成和扩展性好,操作方便,对缩短汽车的研发周期和降低研发成本具有重要意义。

脚注信息
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