一种方向自判断里程计的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种方向自判断里程计，包括：霍尔传感器（2），磁钢（3），与门芯片（4），单片机（5），中断响应模块（6），方向判别模块（7），计数模块（8）和通信模块（9）。多个霍尔传感器（2）均匀分布在车轮（1）轴中心的圆周上。随着车轮（1）转动，多霍尔传感器（2）产生周期性的脉冲信号。中断响应模块（6）调用方向判别模块（7）获得车轮的运动状态，同时配合计数模块（8）和通信模块（9）实现里程计的方向自判断功能。本发明解决了车载里程计不能自主提供载体运动方向的问题，实现了载体运动方向的自判断，原理简单、易于实现、成本低廉、工作方式灵活，可以应用于车载导航定位系统中。
【专利说明】一种方向自判断里程计
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种里程计，特别是一种方向自判断里程计。
【背景技术】
[0002]在车载导航应用中经常采用里程计作为载体的速度传感器，用于载体的速度估计。现有的里程计由多个磁钢与一个霍尔传感器构成，多个磁钢均匀分布在车轮轴中心圆周上，霍尔传感器与分布磁钢的圆周相对，用于感知车轮的转动，输出脉冲数。但现有的里程计不能够判断车轮的转动方向，难以确定载体的运动状态是前进还是后退，给导航推算带来了难度。在实际应用中，需要依赖车辆的档位信号用于判断车辆的前进还是后退，不能实现里程计方向的自判断。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种方向自判断里程计，解决了现有里程计只能输出脉冲数，需要依赖档位信号判别车辆前进或后退的运动状态，不能够自判断车轮的转动方向的问题。
[0004]一种方向自判断里程计，包括:霍尔传感器和磁钢，还包括:与门芯片、单片机、中断响应模块、方向判别模块、计数模块和通信模块。中断响应模块，方向判别模块，计数模块和通信模块置于单片机内部。中断响应模块的功能为:对外部中断和通讯中断进行判断并调用方向判别模块、计数模块或通信模块进行处理；方向判别模块的功能为:对车轮的前进或者后退进行判别；计数模块的功能为:依据车轮的运动情况对脉冲进行累计计算；通信模块的功能为:将里程计脉冲数发送给导航计算机。
[0005]多个霍尔传感器均匀分布在车轮轴中心的圆周上；磁钢安装在霍尔传感器所在圆周的正对面，安装距离的要求为使正对磁钢的霍尔传感器处在磁场区域范围内；对霍尔传感器按照顺时针或者逆时针方式进行编号，霍尔传感器的输出端与与门芯片的输入端连接；与门芯片的输出端与单片机的中断响应输入端连接；霍尔传感器按照标号顺序依次接入单片机对应的I/o 口上，用于检测脉冲变化顺序。
[0006]方向自判断里程计工作时，霍尔传感器随着车轮转动。当某个霍尔传感器经过磁钢附近时，霍尔传感器处在磁场区域范围内，产生电平变化，就输出数字脉冲信号。数字脉冲信号触发单片机的中断，中断响应模块判别出是外部中断后，调用方向判别模块对端口电平检测，确定处于磁场范围内的霍尔传感器编号。车轮每转动一周，磁场将发生周期性变化，使霍尔传感器的输出也发生周期性变化。通过对霍尔传感器编号变化的顺序，确定载体的运动状态是前进还是后退，实现运动方向的自判断。之后，单片机中的计数模块根据运动方向对脉冲数进行计数累加。单片机工作在定时发送模式或者中断查询模式下，通过通信模块控制RS232或者SPI总线，将里程计的脉冲数和载体运动方向信息发送给导航计算机。
[0007]本发明解决了车载里程计不能自主提供载体运动方向的问题，实现了载体运动方向的自判断，原理简单、易于实现、成本低廉、工作方式灵活，可以应用于车载导航定位系统中。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1 一种方向自判断里程计的原理图。
[0009]1.车轮 2.霍尔传感器 3.磁钢 4.与门芯片 5.单片机 6.中断响应模块 7.方向判别模块8.计数模块9.通信模块。
【具体实施方式】
[0010]一种方向自判断里程计，包括:霍尔传感器(2)和磁钢(3)，还包括:与门芯片(4)、单片机(5)、中断响应模块(6)、方向判别模块(7)、计数模块(8)和通信模块(9)。中断响应模块(6)，方向判别模块(7)，计数模块(8)和通信模块(9)置于单片机(5)内部。中断响应模块(6)的功能为:对外部中断和通讯中断进行判断并调用方向判别模块(7)、计数模块
(8)或通信模块(9)进行处理；方向判别模块(7)的功能为:对车轮(I)的前进或者后退进行判别；计数模块(8)的功能为:依据车轮(I)的运动情况对脉冲进行累计计算；通信模块
(9)的功能为:将里程计脉冲数发送给导航计算机。
[0011]多个霍尔传感器(2)均匀分布在车轮(I)轴中心的圆周上；磁钢(3)安装在霍尔传感器(2)所在圆周的正对面，安装距离的要求为使正对磁钢(3)的霍尔传感器(2)处在磁场区域范围内；对霍尔传感器(2)按照顺时针或者逆时针方式进行编号:+1'、C+、++〗+、++'?+ ,霍尔传感器(2)的输出端与与门芯片(4)的输入端连接；与门芯片(4)的输出端与单片机(5)的中断响应输入端连接；霍尔传感器(2)按照标号顺序依次接入单片机(5)对应的I/O 口上，用于检测脉冲变化顺序。
[0012]方向自判断里程计工作时，霍尔传感器(2)随着车轮(I)转动。当某个霍尔传感器
(2)经过磁钢(3)附近时，霍尔传感器(2)处在磁场区域范围内，产生电平变化，就输出数字脉冲信号。数字脉冲信号触发单片机(5)的中断，中断响应模块(6)判别出是外部中断后，调用方向判别模块(7)对端口电平检测，确定处于磁场范围内的霍尔传感器(2)编号。车轮
(I)每转动一周，磁场将发生周期性变化，使霍尔传感器(2)的输出也发生周期性变化。通过对霍尔传感器(2 )编号变化的顺序，确定载体的运动状态是前进还是后退，实现运动方向的自判断。当编号为C'的霍尔传感器(2)进入磁场时，单片机(5)的I/O 口上电平为“1110”。以此类推，若单片机(5)的I/O 口上电平变化依次为“1110”、“1101”、“1011”、“0111”时，可以判断车轮(I)为逆时针转动；若单片机(5)的I/O 口上电平变化依次为“1110”、“0111”、“1011”、“1101”时，可以判断车轮(I)为顺时针转动，从而实现里程计的方向自判断。之后，单片机(5)中的计数模块(8)根据运动方向对脉冲数进行计数累加。单片机(5)工作在定时发送模式或者中断查询模式下，通过通信模块(9)控制RS232或者SPI总线，将里程计的脉冲数和载体运动方向信息发送给导航计算机，实现方向自判断里程计的全部功能。
【权利要求】
1.一种方向自判断里程计，包括:霍尔传感器(2)和磁钢(3)，其特征在于还包括:与门芯片(4)，单片机(5)，中断响应模块(6)，方向判别模块(7)，计数模块(8)和通信模块(9);中断响应模块(6)，方向判别模块(7)，计数模块(8)和通信模块(9)置于单片机(5)内部；中断响应模块(6)的功能为:对外部中断和通讯中断进行判断并调用方向判别模块(7)、计数模块(8)或通信模块(9)进行处理；方向判别模块(7)的功能为:对车轮(I)的前进或者后退进行判别；计数模块(8)的功能为:依据车轮(I)的运动情况对脉冲进行累计计算；通信模块(9)的功能为:将里程计脉冲数发送给导航计算机； 多个霍尔传感器(2)均匀分布在车轮(I)轴中心的圆周上；磁钢(3)安装在霍尔传感器(2)所在圆周的正对面，安装距离的要求为使正对磁钢(3)的霍尔传感器(2)处在磁场区域范围内；对霍尔传感器(2)按照顺时针或者逆时针方式进行编号，霍尔传感器(2)的输出端与与门芯片(4)的输入端连接；与门芯片(4)的输出端与单片机(5)的中断响应输入端连接；霍尔传感器(2)按照标号顺序依次接入单片机(5)对应的I/O 口上，用于检测脉冲变化顺序； 方向自判断里程计工作时，霍尔传感器(2)随着车轮(I)转动；当某个霍尔传感器(2)经过磁钢(3)附近时，霍尔传感器(2)处在磁场区域范围内，产生电平变化，就输出数字脉冲信号；数字脉冲信号触发单片机(5)的中断，中断响应模块(6)判别出是外部中断后，调用方向判别模块(7)对端口电平检测，确定处于磁场范围内的霍尔传感器(2)编号；车轮(O每转动一周，磁场将发生周期性变化，使霍尔传感器(2)的输出也发生周期性变化；通过对霍尔传感器(2)编号变化的顺序，确定载体的运动状态是前进还是后退，实现运动方向的自判断；之后，单片机(5)中的计数模块(8)根据运动方向对脉冲数进行计数累加；单片机(5)工作在定时发送模式或者中断查询模式下，通过通信模块(9)控制RS232或者SPI总线，将里程计的脉冲数和载体运动方向信息发送给导航计算机。
【文档编号】G01C22/02GK103453916SQ201310418249
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】宋高顺, 于占海 申请人:北京机械设备研究所