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        基于LabVIEW的汽車(chē)倒車(chē)顯示與報(bào)警設(shè)計(jì)

        2014-03-13 22:45:29周全
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年7期
        關(guān)鍵詞:虛擬儀器研究分析

        摘 要:本設(shè)計(jì)中采用虛擬儀器技術(shù),結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)了一種汽車(chē)倒車(chē)距離顯示與報(bào)警方案。該方案可實(shí)現(xiàn)汽車(chē)倒車(chē)時(shí)與其后面障礙物距離的實(shí)時(shí)測(cè)量,并具防撞預(yù)報(bào)警等功能。

        關(guān)鍵詞:倒車(chē)報(bào)警;虛擬儀器;研究分析

        引言

        汽車(chē)倒車(chē)時(shí)一般采用倒車(chē)?yán)走_(dá)監(jiān)測(cè)汽車(chē)與后方障礙物距離,在本設(shè)計(jì)中采用虛擬儀器結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡USB-6009設(shè)計(jì)了一種汽車(chē)倒車(chē)距離顯示與報(bào)警方案。

        1 下位機(jī)方案設(shè)計(jì)

        在本設(shè)計(jì)中,汽車(chē)與障礙物距離測(cè)試采用超聲波測(cè)距模塊HC-SR04,該模塊可實(shí)現(xiàn)2cm~400cm的距離測(cè)試,測(cè)量精度為3mm,可以滿(mǎn)足要求。

        HC-SR04模塊有4個(gè)引腳:

        (1)VCC:5V電源輸入端;

        (2)GND:接地端;

        (3)TRIG:觸發(fā)控制信號(hào)輸入端;

        (4)ECHO:回響信號(hào)輸出端。

        HC-SR04工作時(shí)序圖如圖1所示:

        圖1 HC-SR04工作時(shí)序圖

        由時(shí)序圖可看出只要提供一個(gè)10uS以上的脈沖觸發(fā)信號(hào),該模塊內(nèi)部自動(dòng)發(fā)出8個(gè)40KHz的脈沖信號(hào)并檢測(cè)回波,當(dāng)檢測(cè)到有回波時(shí)產(chǎn)生回響信號(hào),回響信號(hào)脈沖寬度與距離成正比,因此計(jì)算出回響信號(hào)持續(xù)時(shí)間即可得到要測(cè)試的距離。公式為:

        L=T×■ (1)

        式中:L-汽車(chē)與障礙物距離;T-回響信號(hào)持續(xù)時(shí)間;c-聲波傳播速度。

        其中的c,即聲波在空氣中傳播速度,可以認(rèn)為時(shí)固定的(340m/s),則計(jì)算出回響信號(hào)持續(xù)時(shí)間T,即可知道汽車(chē)與障礙物距離。在本設(shè)計(jì)中,選擇在汽車(chē)尾部放置3個(gè)HC-SR04,3路測(cè)距模塊距離的計(jì)算全部采用軟件完成。3個(gè)HC-SR04和USB-6009連接示意圖如圖2所示。

        圖2 HC-SR04和USB-6009連接示意圖

        汽車(chē)倒車(chē)時(shí),需要首先得到倒車(chē)信號(hào),根據(jù)倒車(chē)信號(hào)啟動(dòng)上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)倒車(chē)數(shù)據(jù)的采集與報(bào)警。倒車(chē)信號(hào)可由采集檔位信號(hào)獲取,檔位數(shù)據(jù)采集電路如圖3所示。

        2 上位機(jī)軟件方案設(shè)計(jì)

        倒車(chē)信息運(yùn)算模塊首先利用USB6009的模擬輸入通道AI3采集檔位數(shù)據(jù),利用其P0.2口發(fā)出HC-SR04控制信號(hào),通過(guò)對(duì)P0.5、P0.6、P0.7三路電平信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算,得到其所代表的汽車(chē)與障礙物距離信息。

        檔位信號(hào)的采集程序如圖4所示:

        HC-SR04工作時(shí)TRIG為觸發(fā)控制信號(hào)輸入端,需要施加觸發(fā)控制信號(hào),利用程序控制USB6009發(fā)送信號(hào)傳送給HC-SR04,使其產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào),再利用LabVIEW程序采集TRIG經(jīng)USB6009送來(lái)的超聲波傳輸時(shí)間信號(hào)?;仨戄敵鲂盘?hào)輸出電平信號(hào)采集程序分別如圖5所示。

        圖4 檔位信號(hào)采集程序

        圖5 回響輸出信號(hào)輸出電平信號(hào)采集程序

        圖6 距離計(jì)算與報(bào)警程序1

        汽車(chē)倒車(chē)時(shí)與障礙物距離和P0.5、P0.6、P0.7三路接收到的HC-SR04發(fā)出的高電平時(shí)間成正比,因此只要分別測(cè)得每路接收到的高電平時(shí)間即可計(jì)算出與障礙物的距離。

        距離計(jì)算與報(bào)警程序如圖6和圖7所示。

        當(dāng)汽車(chē)檔位檢測(cè)檢測(cè)到檔位為倒檔時(shí),啟動(dòng)倒車(chē)距離測(cè)試程序,超聲波測(cè)距模塊HC-SR04安裝在汽車(chē)的正后方、左后方、右后方三個(gè)點(diǎn),當(dāng)某一個(gè)測(cè)試點(diǎn)與障礙物距離小于1米時(shí)對(duì)應(yīng)的報(bào)警燈進(jìn)行閃爍報(bào)警。倒車(chē)界面如圖8所示。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        使用計(jì)算機(jī)虛擬儀器進(jìn)行汽車(chē)倒車(chē)報(bào)警設(shè)計(jì)上簡(jiǎn)單靈活,且具有靈活的功能拓展性,但其缺點(diǎn)是需要借助上位機(jī)實(shí)施,較為不便,但若將其他一些功能,如行車(chē)數(shù)據(jù)采集、顯示等加入進(jìn)去,便具有較高的性?xún)r(jià)比,可有一定的可行性。

        參考文獻(xiàn)

        [1]裴峰,汪翠英,張正華.虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集方案探討[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2005(11).

        [2]范君樂(lè),王竹林.基于DAQmx系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法[J].重慶工商學(xué)院學(xué)報(bào),2006(6).

        [3]薛雯,徐洋,胡彬.虛擬儀器技術(shù)在汽車(chē)測(cè)試中的應(yīng)用[J].重慶工商學(xué)院學(xué)報(bào),2009(7).

        作者簡(jiǎn)介:周全(1983,10-),男,漢族,籍貫:安徽宿州,碩士學(xué)位,講師,研究方向:汽車(chē)電子技術(shù)。

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