基于LabVIEW的便攜式汽車(chē)儀表檢測儀的研制----硬件系統和軟件部分

　　4.2系統軟件設計

　　本檢測系統軟件采用NI公司的LabVIEW平臺進(jìn)行設計，汽車(chē)儀表檢測系統的軟件總體功能框圖如圖4一3所示

　　儀表測試系統軟件采用NI公司的LabVIEW平臺進(jìn)行設計，本系統采用LabVIEW的圖形化程序語(yǔ)言，以一種很直觀(guān)的方法建立前面板人機界面和程序框圖。前面板是用戶(hù)可見(jiàn)的，類(lèi)似傳統儀器的操作面板，利用工具模板從控制模板中添加輸入控制器和輸出指示器，控制器和指示器種類(lèi)可選擇〔36j.程序框圖是支持虛擬儀器實(shí)現其功能的核心，對程序框圖的設計涉及節點(diǎn)、數據端口和連線(xiàn)的設計。連線(xiàn)代表數據走向，節點(diǎn)則是函數、VI子程序、結構或代碼接口。本測試系統考慮到儀表整體功能測試和模塊功能測試的需要，整個(gè)系統主要包括界面模塊和各個(gè)功能測試模塊，根據信號類(lèi)型將儀表功能測試分為：車(chē)速表測試模塊、發(fā)動(dòng)機轉速表測試模塊、燃油表測試模塊、水溫表測試模塊、開(kāi)關(guān)量測試模塊、CAN通信測試模塊以及參數設置模塊等主要功能模塊。

　　主界面如圖4-4所示。

　　界面模塊

　　測試平臺左側是各種模塊功能測試的切換按鍵，可以切換到單個(gè)功能模塊的測試項目。右側主界面模擬汽車(chē)儀表板的顯示界面，如車(chē)速表、轉速表、水溫表、燃油表、里程指示以及各種報警和開(kāi)關(guān)信號等信息顯示。在進(jìn)行測試實(shí)驗中，工作人員通過(guò)主界面即可觀(guān)測到儀表測試的整體功能，點(diǎn)擊前面板轉換按鍵可自動(dòng)進(jìn)行功能測試。每個(gè)測試項都封裝成一個(gè)子VI，方便與主VI和Teststand調用，可在不同點(diǎn)火開(kāi)關(guān)狀態(tài)下進(jìn)行測試，在測試前和測試過(guò)程中可根據需要更改一些變量值，如發(fā)動(dòng)機轉速、車(chē)速、儀表亮度等。儀表檢測系統測試流程圖如圖4-5所示。

　　汽車(chē)儀表測試系統的主界面功能控制框圖4-6所示

　　模塊測試設計：車(chē)速表的測試需要預先了解設定目標車(chē)型的特征參數，如車(chē)輛特征系數、車(chē)速傳感器的傳感系數等，然后通過(guò)數據通信卡(CAN總線(xiàn)信號)將特征參數下載到被測儀表，按照測試要求產(chǎn)生脈沖信號，信號的幅值、頻率可以通過(guò)手動(dòng)進(jìn)行調整，車(chē)速信號具備超速報警提示功能，根據設定的超速門(mén)限值，高于該門(mén)限值時(shí)，通過(guò)主界面前面板上的超速報警燈閃爍提示。測試過(guò)程也可以手動(dòng)進(jìn)行，測試結果存檔以備查詢(xún)。

　　車(chē)速表測試模塊的設計模式，主要分為開(kāi)始、獲取參數、手動(dòng)選擇、采集、檢查時(shí)間、輸出信號和停止等狀態(tài)。其中參數的獲取主要是獲取前面板上特征系數和傳感系數的參數值，通常，這兩個(gè)值在儀表參數標定的時(shí)候需要在線(xiàn)修改。檢查時(shí)間是指按照程序規定的時(shí)間輸出規定的信號，車(chē)速測試模塊窗口圖4-7.

　　發(fā)動(dòng)機轉速表測試模塊類(lèi)似于車(chē)速表測試模塊，區別在于它的特征參數不同，根據特定車(chē)型的情況，通過(guò)數據通信卡(CAN總線(xiàn)信號)將發(fā)動(dòng)機轉速比下載到被測儀表，然后對其進(jìn)行測試。

　　燃油表的測試需要預先設定目標車(chē)型的燃油測試范圍以及燃油門(mén)限報警值，通過(guò)數據通信卡(CAN總線(xiàn)信號)將參數值下載到被測儀表，然后按照測試要求開(kāi)始測試跟據設定的燃油門(mén)限值，低于該門(mén)限值時(shí)，通過(guò)主界面前面板上的燃油報警燈閃爍提示。測試過(guò)程可以手動(dòng)進(jìn)行。燃油表的測試采用狀態(tài)機的設計模式，主要分為開(kāi)始、獲取參數、手動(dòng)、采集、檢查報警、輸出信號等狀態(tài)。水溫表的測試同燃油表，在此不做具體說(shuō)明。

　　燃油表測試模塊的設計模式，主要分為開(kāi)始、獲取參數、手動(dòng)選擇、采集、檢查時(shí)間、輸出信號和停止等狀態(tài)。其中參數的獲取主要是獲取前面板上特征系數和傳感系數的參數值，通常，這兩個(gè)值在儀表參數標定的時(shí)候需要在線(xiàn)修改。檢查時(shí)間是指按照程序規定的時(shí)間輸出規定的信號，如圖4一8是燃油表測試模塊控制窗口。

　　CAN通信測試模塊所有的模塊測試之前首先需要對該模塊的參數進(jìn)行初始化，如進(jìn)行特征系數、傳感系數、發(fā)動(dòng)機速比、超速門(mén)限、燃油門(mén)限、水溫門(mén)限以及測量范圍等參數的設置。數據通信采用CAN協(xié)議，鑒于成本方面考慮，我們在LabVIEW上對串口進(jìn)行操作，然后通過(guò)數據轉換板卡輸出CAN信號，CAN信號直接與被測儀表進(jìn)行數據通信，因此，需要定義一個(gè)簡(jiǎn)單的CAN通信協(xié)議。測試系統作為CAN網(wǎng)絡(luò )上的一個(gè)節點(diǎn)，節點(diǎn)ID號可以根據需求自行設定，數據區域由命令字、數據長(cháng)度、數據、校驗位組成。如圖4一9 CAN通信測試前面板。

　　測試結果分析：通過(guò)對現有車(chē)輛安裝的儀表進(jìn)行測試，各項關(guān)鍵指標如速度傳感器和發(fā)動(dòng)機轉速傳感器的測量誤差均滿(mǎn)足國標QC/T727-2004的要求。同時(shí)作為CAN節點(diǎn)，根據特定的CAN應用協(xié)議，能夠有效實(shí)現汽車(chē)儀表的參數設定及CAN網(wǎng)絡(luò )通信。

　　本系統采用虛擬儀器技術(shù)，通過(guò)工控機加NI的數字I/O、數據采集、CAN等板卡的硬件設計，結合LabV正W的圖形化軟件編程，構建了汽車(chē)數字儀表檢測系統.系統彌補了汽車(chē)儀表廠(chǎng)傳統測試方法的不足，增加了測試方便性，能及早的發(fā)現汽車(chē)儀表潛在的缺陷和不足，提高了測試效率，為最終整車(chē)集成提供了便利。