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

　　4.2系統(tǒng)軟件設(shè)計

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

　　儀表測試系統(tǒng)軟件采用NI公司的LabVIEW平臺進(jìn)行設(shè)計，本系統(tǒng)采用LabVIEW的圖形化程序語言，以一種很直觀的方法建立前面板人機界面和程序框圖。前面板是用戶可見的，類似傳統(tǒng)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可選擇〔36j.程序框圖是支持虛擬儀器實現(xiàn)其功能的核心，對程序框圖的設(shè)計涉及節(jié)點、數(shù)據(jù)端口和連線的設(shè)計。連線代表數(shù)據(jù)走向，節(jié)點則是函數(shù)、VI子程序、結(jié)構(gòu)或代碼接口。本測試系統(tǒng)考慮到儀表整體功能測試和模塊功能測試的需要，整個系統(tǒng)主要包括界面模塊和各個功能測試模塊，根據(jù)信號類型將儀表功能測試分為：車速表測試模塊、發(fā)動機轉(zhuǎn)速表測試模塊、燃油表測試模塊、水溫表測試模塊、開關(guān)量測試模塊、CAN通信測試模塊以及參數(shù)設(shè)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(cè)是各種模塊功能測試的切換按鍵，可以切換到單個功能模塊的測試項目。右側(cè)主界面模擬汽車儀表板的顯示界面，如車速表、轉(zhuǎn)速表、水溫表、燃油表、里程指示以及各種報警和開關(guān)信號等信息顯示。在進(jìn)行測試實驗中，工作人員通過主界面即可觀測到儀表測試的整體功能，點擊前面板轉(zhuǎn)換按鍵可自動進(jìn)行功能測試。每個測試項都封裝成一個子VI，方便與主VI和Teststand調(diào)用，可在不同點火開關(guān)狀態(tài)下進(jìn)行測試，在測試前和測試過程中可根據(jù)需要更改一些變量值，如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速、儀表亮度等。儀表檢測系統(tǒng)測試流程圖如圖4-5所示。

　　汽車儀表測試系統(tǒng)的主界面功能控制框圖4-6所示

　　模塊測試設(shè)計：車速表的測試需要預(yù)先了解設(shè)定目標(biāo)車型的特征參數(shù)，如車輛特征系數(shù)、車速傳感器的傳感系數(shù)等，然后通過數(shù)據(jù)通信卡(CAN總線信號)將特征參數(shù)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、頻率可以通過手動進(jìn)行調(diào)整，車速信號具備超速報警提示功能，根據(jù)設(shè)定的超速門限值，高于該門限值時，通過主界面前面板上的超速報警燈閃爍提示。測試過程也可以手動進(jìn)行，測試結(jié)果存檔以備查詢。

　　車速表測試模塊的設(shè)計模式，主要分為開始、獲取參數(shù)、手動選擇、采集、檢查時間、輸出信號和停止等狀態(tài)。其中參數(shù)的獲取主要是獲取前面板上特征系數(shù)和傳感系數(shù)的參數(shù)值，通常，這兩個值在儀表參數(shù)標(biāo)定的時候需要在線修改。檢查時間是指按照程序規(guī)定的時間輸出規(guī)定的信號，車速測試模塊窗口圖4-7.

　　發(fā)動機轉(zhuǎn)速表測試模塊類似于車速表測試模塊，區(qū)別在于它的特征參數(shù)不同，根據(jù)特定車型的情況，通過數(shù)據(jù)通信卡(CAN總線信號)將發(fā)動機轉(zhuǎn)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(yù)先設(shè)定目標(biāo)車型的燃油測試范圍以及燃油門限報警值，通過數(shù)據(jù)通信卡(CAN總線信號)將參數(shù)值下載到被測儀表，然后按照測試要求開始測試跟據(jù)設(shè)定的燃油門限值，低于該門限值時，通過主界面前面板上的燃油報警燈閃爍提示。測試過程可以手動進(jìn)行。燃油表的測試采用狀態(tài)機的設(shè)計模式，主要分為開始、獲取參數(shù)、手動、采集、檢查報警、輸出信號等狀態(tài)。水溫表的測試同燃油表，在此不做具體說明。

　　燃油表測試模塊的設(shè)計模式，主要分為開始、獲取參數(shù)、手動選擇、采集、檢查時間、輸出信號和停止等狀態(tài)。其中參數(shù)的獲取主要是獲取前面板上特征系數(shù)和傳感系數(shù)的參數(shù)值，通常，這兩個值在儀表參數(shù)標(biāo)定的時候需要在線修改。檢查時間是指按照程序規(guī)定的時間輸出規(guī)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(shù)進(jìn)行初始化，如進(jìn)行特征系數(shù)、傳感系數(shù)、發(fā)動機速比、超速門限、燃油門限、水溫門限以及測量范圍等參數(shù)的設(shè)置。數(shù)據(jù)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，然后通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換板卡輸出CAN信號，CAN信號直接與被測儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，因此，需要定義一個簡單的CAN通信協(xié)議。測試系統(tǒng)作為CAN網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點，節(jié)點ID號可以根據(jù)需求自行設(shè)定，數(shù)據(jù)區(qū)域由命令字、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)、校驗位組成。如圖4一9 CAN通信測試前面板。

　　測試結(jié)果分析：通過對現(xiàn)有車輛安裝的儀表進(jìn)行測試，各項關(guān)鍵指標(biāo)如速度傳感器和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器的測量誤差均滿足國標(biāo)QC/T727-2004的要求。同時作為CAN節(jié)點，根據(jù)特定的CAN應(yīng)用協(xié)議，能夠有效實現(xiàn)汽車儀表的參數(shù)設(shè)定及CAN網(wǎng)絡(luò)通信。

　　本系統(tǒng)采用虛擬儀器技術(shù)，通過工控機加NI的數(shù)字I/O、數(shù)據(jù)采集、CAN等板卡的硬件設(shè)計，結(jié)合LabV正W的圖形化軟件編程，構(gòu)建了汽車數(shù)字儀表檢測系統(tǒng).系統(tǒng)彌補了汽車儀表廠傳統(tǒng)測試方法的不足，增加了測試方便性，能及早的發(fā)現(xiàn)汽車儀表潛在的缺陷和不足，提高了測試效率，為最終整車集成提供了便利。