汽车智能仪表虚拟测试系统研究与开发

汽车智能仪表虚拟测试系统研究与开发摘要当前，汽车仪表的检测模式不能满足汽车仪表生产厂家对仪表成品智能化检测标定日益增长的需要，以致仪表生产水平普遍落后于整车生产水平，为了解决这个问题，本文以汽车智能仪表为检测对象，基于虚拟仪器技术，研究开发了一种汽车智能仪表虚拟测试系统。本文在研究汽车智能仪表虚拟测试系统工作原理、总体框架的基础上，研究开发了该系统的软硬件子系统。该系统的硬件功能采用NIPCI-6014数据采集卡和PC机来实现，软件功能采用NI公司的LabVIEW图形化编程语言来实现。软硬件采用同一个公司的产品，可以减少由于不兼容对测试系统造成的干扰。最后，采用数字合成信号发生器来模拟被测试信号，对汽车智能仪表虚拟测试系统进行试验，证明该系统的正确性和可靠性。该测试系统能对汽车智能仪表的车速表、转速表、燃油表、冷却液温度表、机油压力报警五个对象的功能和精度进行检测。用户只需输入初始化参数，将传感器的信号采集到虚拟测试系统，系统就可以实现对数据的分析、处理、显示、存储等功能，并可以判断对应仪表是否合格。该测试系统具有美观、便捷的人机交互主界面，方便、快捷的操作界面，直观的数据显示界面，极大地方便了用户的操作。在测试模块功能的实现上，采用“状态机”模式，使各测试模块能独立运行，互不干扰。并且，该测试系统具有可移植性好，升级方便的特点。关键词：汽车；智能仪表；虚拟测试系统ABSTRACTThecurrenttestingmodesofmotormetercan’tmeetthegrowingneedsofwhichmotormetermanufacturersabouttheproducts'intelligenttestandcalibration,sothattheinstrumentproduction’slevelislowerthanthelevelofvehicleproduction.Inordertodealwiththisproblem,thistopicchoosetheautomobileintelligentinstrumentasthetestobject,basedonthevirtualinstrumenttechnology,todevelopavirtualtestsystemofautomobileintelligentinstrument.Basedontheworkprincipleandthegeneralframeworkofthethevehicleintelligentinstrumentvirtualtestsystem,thispaperdevelopedthesystem’shardwareandsoftwaresubsystem.ThissystemadoptedNIPCI-6014dataacquisitioncardandPCtorealizethehardwarefunctionandadoptedtheNI’sLabVIEWgraphicalprogramminglanguagetorealizethesoftwarefunction.Boththehardwareandsoftwareusedthesamecompany’sproductscanreducetheinterferencecausedbyincompatible.Atlast,adoptedthedigitalsignalgeneratortogeneratethesignalwhichisinneed.Andthen,toprovethesystem’svalidityandreliability,sentittotheinstrumentvirtualtestsystem.Thissystemcantestthefunctionandprecisionoftheintelligentinstrument’sspeedometer,revolutionmeter,fuelgauge,coolanttemperaturegauge,andoilpressure.Usersonlyneedtoinputtheinitializationparametersandsendthesensor’ssignaltothevirtualtestsystem,thenthesystemcanrealizethefunctionofdataanalysis,processing,display,storageandsoon,andcanjudgethecorrespondinginstrumentsqualifiedornot.Thistestsystemhasbeautifulandconvenienthuman-computerinteractionmaininterface,convenientandquickoperationinterface,intuitivedatadisplayinterface,whichcanmaketheuser’soperationmucheasier.Torealizethethetestmodules’function,adopted“statemachine”modelwhichcanmakeeachmodulesrunindependently,notinterferewitheachother.Besides,thistestsystemhasgoodportability,convenientupgradefeatures.KeyWords：Vehicle;IntelligentInstrument;VirtualTestSystem目录第一章绪论.............................................11.1研究背景和意义......................................11.2汽车仪表系统概述....................................11.2.1汽车仪表的发展现状.......................................11.2.2汽车智能仪表的概念及发展现状.............................21.3汽车仪表测试系统发展趋势..............................31.3.1汽车仪表测试系统的发展现状..............................31.3.2虚拟仪器技术在汽车测试上的应用..........................41.4研究的主要内容及主要成果..............................51.4.1研究的主要内容.........................................51.4.2研究的主要成果.........................................5第二章虚拟仪器技术.....................................62.1虚拟仪器概述.......................................62.1.1虚拟仪器的概念..........................................62.1.2虚拟仪器的发展和分类....................................62.1.3虚拟仪器的特点..........................................72.2虚拟仪器的结构......................................82.2.1虚拟仪器硬件系统组成....................................92.2.2虚拟仪器软件开发环境...................................102.3虚拟测试技术概念辨析................................11第三章汽车智能仪表虚拟测试系统的基本原理................123.1系统测试参数的选择.................................123.1.1汽车智能仪表的各参数说明...............................123.1.2系统测试参数的选择.....................................143.2虚拟测试系统总体方案................................143.3智能仪表虚拟测试系统测试原理.........................153.3.1车速表测试原理.........................................153.3.2转速表测试原理.........................................153.3.3燃油表测试原理.........................................173.3.4冷却液温度表测试原理...................................203.3.5机油压力表测试原理.....................................21第四章虚拟测试系统的硬件开发...........................244.1虚拟测试系统的组成.................................244.2虚拟测试系统数据采集系统的硬件选型.....................244.2.1NI虚拟仪器数据采集系统的基本组成简介..................244.2.2硬件选型..............................................264.3NIPCI-6014数据采集卡..............................274.4接线方式的选择..............................................294.4.1NI数据采集卡提供的终端模式............................294.4.2三种终端模式的优缺点...................................304.5NIPCI-6014驱动............................................314.6NIPCI-6014数据采集卡测试...........................32第五章虚拟测试系统的软件开发............................355.1虚拟测试系统软件开发概述....................................355.1.1软件开发平台的选择.....................................355.1.2软件开发的总体架构.....................................355.2界面开发....................................................365.2.1启动画面...............................................375.2.2运行菜单...............................................375.2.3测试系统各测试模块界面开发.............................385.3数据采集软件开发............................................405.3.1频率测量软件开发.