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基于藍牙技術(shù)的汽車(chē)四輪定位系統無(wú)線(xiàn)化設計
作者：
時(shí)間：2010-05-27
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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引 言
近年來(lái)，隨著(zhù)我國汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展和汽車(chē)保有量的大幅增加，汽車(chē)檢測技術(shù)也取得了巨大的進(jìn)步，汽車(chē)檢測設備的功能、質(zhì)量都在不斷提高，正逐步向數字化、智能化、便攜化方向發(fā)展。作為汽車(chē)檢測的基本設備，四輪定位儀是專(zhuān)門(mén)用來(lái)測量車(chē)輪定位參數的設備。國內市場(chǎng)上常見(jiàn)的四輪定位儀主要是拉線(xiàn)式和無(wú)線(xiàn)測量有線(xiàn)傳輸式兩種，未來(lái)的發(fā)展趨勢是全無(wú)線(xiàn)式。如何利用低成本的無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)改造現有的有線(xiàn)數據傳輸系統，就成了工程上很有意義的問(wèn)題。本文利用低成本的無(wú)線(xiàn)傳輸藍牙技術(shù)，提出了一種改造現有汽車(chē)四輪定位系統的方案，詳細說(shuō)明了無(wú)線(xiàn)化汽車(chē)四輪定位系統的軟、硬件設計方法。
1傳統設計的問(wèn)題和解決方案
1.1傳統設計的問(wèn)題
汽車(chē)在出廠(chǎng)時(shí)，其懸掛系統的定位角度都是設定好的，但是車(chē)輛在行駛一段時(shí)間后，這些定位角度會(huì )產(chǎn)生變化。定位系統是1個(gè)主控電腦和4個(gè)安裝在四輪上的傳感器。檢測時(shí)，四輪定位儀測量出汽車(chē)現時(shí)的四輪定位參數，將數據傳回主控電腦；主控電腦將顯示汽車(chē)測量的數據列表，并與原廠(chǎng)的數據相比較，計算出偏差值，再對小車(chē)相關(guān)的部位進(jìn)行恰當的調節。
傳統的汽車(chē)四輪定位儀是依靠有線(xiàn)方式和主電腦通信的，使用起來(lái)有諸多限制。四輪定位儀價(jià)格昂貴，國產(chǎn)的一般在十幾萬(wàn)元以上，進(jìn)口的則更貴，一般都在20萬(wàn)元以上。所以要想將其無(wú)線(xiàn)化，最好的方案是保留原有的硬件系統，僅添加無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元的軟硬件，以免汽車(chē)維修站二次投資。
1.2 無(wú)線(xiàn)化解決方案
工業(yè)場(chǎng)合經(jīng)常需要無(wú)線(xiàn)傳輸數據，比如光纖制造時(shí)拉伸晶體用的超高溫熱爐需要把溫度數據傳送出來(lái)。藍牙模塊體積小，不受障礙物和角度限制，價(jià)格也相對低廉，比較適合。除了某些專(zhuān)用的藍牙模塊以外，大多藍牙模塊硬件上都提供了數據接口，通過(guò)RS232串口可以傳輸對速率要求不高的實(shí)時(shí)數據。
本文選擇藍牙技術(shù)來(lái)設計無(wú)線(xiàn)化傳統汽車(chē)四輪定位系統。藍牙工作在免費的ISM頻段，且發(fā)射功率比較小(一般為1～10 mW)，不會(huì )對汽車(chē)維修站的其他電氣設備產(chǎn)生無(wú)線(xiàn)電干擾，很適合汽車(chē)維修場(chǎng)合應用。藍牙采用點(diǎn)對點(diǎn)或者點(diǎn)對多點(diǎn)的主從網(wǎng)絡(luò )方案，藍牙四輪定位網(wǎng)絡(luò )采用1個(gè)主設備和4個(gè)從設備的方案，如圖1所示。這是由于現代轎車(chē)普遍都是前后獨立懸掛，所以前、后車(chē)輪各自需要調整的參數是獨立的，不能采用一主一從的點(diǎn)對點(diǎn)方案，而要用一主四從的方案。
2 系統硬件設計
2.1硬件總體設計
藍牙主設備是具有無(wú)線(xiàn)收發(fā)功能的主控電腦，負責查詢(xún)四輪的狀態(tài)，并且向四輪發(fā)送調整指令；藍牙從設備是4個(gè)安裝在汽車(chē)車(chē)輪上的測量傳感儀器，負責測量四輪的狀態(tài)參數，并且把測量得到的參數無(wú)線(xiàn)傳回主控電腦。主控電腦里存儲了該車(chē)型的標準資料，它無(wú)線(xiàn)接收四輪傳來(lái)的數據(即汽車(chē)現時(shí)的四輪定位參數)，并與該車(chē)型的存儲值對比算出偏差，做出相應判斷，再把調整指令無(wú)線(xiàn)發(fā)送給四輪。據此要求，硬件系統結構如圖2所示。
2.2硬件工作流程
圖2中的單片機C和測量傳感儀器屬于無(wú)線(xiàn)化以前的傳統汽車(chē)四輪定位儀。測量?jì)x測得汽車(chē)車(chē)輪的角度等參數，通過(guò)傳感器發(fā)給單片機C。
四輪的狀態(tài)參數傳回主控電腦的過(guò)程如下：?jiǎn)纹瑱CC得到車(chē)輪傳感器的數據，通過(guò)UART口傳給單片機A；單片機A把數據通過(guò)藍牙從設備無(wú)線(xiàn)發(fā)送給主控電腦端的藍牙主設備；單片機B從藍牙主設備獲得數據后，通過(guò)轉換芯片轉換為標準的RS232串口形式，再通過(guò)PC機上的標準9針串口送給主控電腦。主控電腦向四輪發(fā)送調整命令的流程與此類(lèi)似。
這樣，只需在傳統的四輪定位系統上附加一些元件就實(shí)現了無(wú)線(xiàn)化，方便了汽車(chē)維修公司。
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