专利名称：一种汽车加速度实时检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车检测技术领域，特别涉及一种汽车加速度实时检测装置。
背景技术：
对于汽车加速度的检测技术一直是汽车研发机构和制造厂家非常关注的问题，尤其当该技术用于对汽车制动性能的研究中时。因为汽车制动性能的好坏直接关系到行车的安全性，是衡量汽车性能的重要指标。制动时，汽车减速运行，即负的加速度(减速度)。汽车制动时既要得到理想最大制动力，发挥最大制动效能；又要防止车轮抱死(汽车角速度 ω = 0)，在地面上滑移，使制动距离延长，并伴有制动跑偏、侧滑和失去转向能力等危及行车安全的现象发生。汽车的制动性能不仅取决于汽车的附着系数，还取决于驾驶员踏板力所导致的减速度或制动强度的大小。汽车防抱死制动系统通过实时监测汽车制动过程中的速度、制动减速度及其变化，来调节制动压力，以期获得最佳的制动效能。现有技术中，当采用加速度传感器来测量加速度时，加速度传感器大多采用模拟信号输出的形式，用五轮仪或非接触式五轮仪等形式安装于车身上，日常使用和维护比较困难。其中德霍尔传感器又是磁传感器，频率响应不稳定，受外围磁场影响很大。同时，现有的汽车加速度检测装置也无法实现在线实时检测，使得现有的检测过程费时费力，而且装置的抗干扰能力差，可靠性不高。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种汽车加速度实时检测装置，以解决现有技术中汽车加速度检测装置抗干扰能力差、无法实时检测的问题。本实用新型的技术方案是。一种汽车加速度实时检测装置，包括一 AD)(L202双轴加速度传感器、第一 P89C61X2BN单片机、第二 P89C61X2BN单片机、315MHZ的无线发送模块、 315MHZ的无线接收模块和液晶显示模块，其中，ADXL202双轴加速度传感器的输出与第一 P89C61X2BN单片机的输入连接，第一 P89C61X2BN单片机的通讯串口与315MHZ的无线发送模块连接，第二 P89C61X2BN单片机的通讯串口与315MHZ的无线接收模块连接，第二 P89C61X2BN单片机的输出与液晶显示模块连接。本实用新型采用电容感应检测方法和无线传输技术，解决非接触式加速度值的动态实时检测方法和检测装置，能有效地检测车辆制动及行驶过程中的加速度值及其变化情况，实现数据的无线传输，检测方法方便、快捷、准确。
图1是本实用新型的装置组成结构示意图具体实施方式
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以下结合附图对本实用新型的具体实施作进一步说明。本实用新型主要采用了电容感应监测和无线传输技术，主要由信号处理器、传感器、液晶显示器、无线通讯传感器等部分组成。本装置采用ADI公司出品的ADXL202双轴加速度测量系统，模拟输入，可测量动态加速度和静态加速度，测量范围为士2g，输出为周期可调的脉宽调制信号，可以直接与单片机或计数器连接，使用方便，无需与被测车辆进行机械或电气连接。首先经传感器采样，把其通过电容感应原理获得的汽车加速度信息传输给信号处理器。信号处理器对信号进行整定、数字信号处理、液晶显示以及无线传输，通过内部程序设计，使其具有通用性和实用性。无线传输系统用于将收集到的加速度数据直接发送给主机系统，以便作进一步处理。无论汽车在行驶过程中或检测行业，采用有线传输方式很不方便，而无线传输数据正好克服这一缺点。如图1所示，装置的各组成部分有以下几部分。单片机模块单片机在整个系统中是控制核心。当信号采集处理时，单片机模块首先将传感器的信号存入数组中，经过十次采样后，求取其平均值。这个采样采取平均值滤波的方法，对滤除混杂在被测信号上的随机干扰信号非常有效，使信号在某一数值范围附近上下波动。求得平均值后，进一步求出加速度的值，实时地得到车辆制动或行驶过程中的加速度情况，并在液晶显示器上反映出来。根据通信协议，通过串口传输方式，将数据以无线通讯方式传输给另外一台信号处理器，作进一步分析处理。传感器模块传感器采用在硅片上经表面微加工的多晶硅结构，用多晶硅的弹性元件支撑它并提供平衡加速度所需的阻力。结构偏转是通过由独立的固定极板和附在移动物体上的中央极板组成的可变电容来测量的。固定极板通过方波的每η个相位控制。加速度计受到加速度力后改变了可变电容的平衡，使输出方波的振幅与加速度成正比。而相位解调技术用来提取信息，判断加速方向。解调器的输出通过MkQ的固定电阻输出到脉宽占空比解调器。这时，允许用户改变滤波电容的大小来设置输出信号的带宽。这种滤波提高了测量的精度，并有效地防止频率混叠。对每根轴而言，输出环路将模拟信号转换为脉宽占空比的数字信号。这些数字信号直接与微处理器接口。ADXL202可测量正负加速度，其最大测量范围为士2g。无线通讯模块本实用新型采用实时数据传输，可以通过无线通讯模块，将所测得的数据发送至另外一个信号处理器中，便于进一步分析处理。采用315MHZ的无线收发模块，调制方式为调幅方式发射，发射距离为50-120米(根据工作电压而定)，工作电压为 3-12V，适用范围为用于数据传送及信号控制及无线摇控等。液晶显示模块将所测的加速度值实时地显示出来，以便直观了解车辆制动过程及行驶情况。本检测装置与被测部位无电气和机械的连接，整个安装过程简单。将传感器、单片机系统、液晶显示器和无线传输模块的发送部分连接好后，固定在车辆上即可。车辆制动及行驶过程中，传感器可自动检测出加速度的值，无需人为操作，液晶显示器将实时显示。将另一台单片机系统、液晶显示器和无线传输模块的接收部分连接好后，放在一个固定位置， 即可接收到车辆加速度的值，以便作进一步的处理。本检测装置的主控芯片有单片机P89C61X2BN，主要用于信号处理的模块设计，
4无线传输控制的实现等。P89C61X2BN是40脚封装的单片机，适合于许多要求高集成度、 低成本的场合，可以满足许多方面的性能要求。作为Wiilips小型封装系列中的一员 P89C61X2BN提供11. 0592MHz晶振，具有较宽的操作电压范围。可编程I/O 口线输出模式选择可选择施密特触发输入、LED驱动输出。有内部看门狗定时器。P89C61X2BN采用80C51 处理器结构，但比传统51单片机多了 t2定时器。ADXL202传感器由振荡器，X、Y方向传感器，相位检波电路以及占空比调制器组成，具有数字输出接口和模拟电压信号输出接口。Χ、γ方向传感器是两个相互正交的加速度传感器，它们同时工作，可以测量动态变化的加速度和恒定的加速度。传感器之后连相位检波器，主要是用来修正信号，并对信号的方向做出判断。检波器输出的信号通过一个32k Ω 的电阻来驱动占空比调制器，通过在XFILT和YFILT引脚外接电容CX和CY来改变带宽。输出信号周期Τ2 = RSET/(125MQS-1)。输出的占空比信号通过计数器可以计算出占空比。 加速度的计算可以通过下式得到a = (T1/T2-0. 5)/(12. 5% )在硬件方面采用以下方法进行抗干扰处理1)传感器独立供电；2)硬件电路设计在两块电路板上；3)传感器电源和电池电源之间采用一个0. 1 μ F的电容和小于100 Ω的电阻来抗干扰。在软件方面会碰到加速度判断的编码以及无线传输的编码。加速度的测量计算方法有两种一种采用普通I/O 口方式，一种采用中断方式。本装置采用中断方式来计算加速度。因为如果采用普通I/O 口方式，一旦出现中断操作，那么定时器的计时时间将不准确。试验证明，误差会达到150US左右。无线发送和接收也可采取中断或者扫描方式，本装置采用中断方式。如果还要在主程序段进行其它操作(尤其是循环操作)，采用扫描方式会操作不正常。原因可能是C语言中，长时间运行一个循环语句，会出现死循环。
权利要求1. 一种汽车加速度实时检测装置，其特征在于，包括一 ADXL202双轴加速度传感器、第一 P89C61X2BN单片机、第二 P89C61X2BN单片机、315MHZ的无线发送模块、315MHZ的无线接收模块和液晶显示模块，其中，ADXL202双轴加速度传感器的输出与第一 P89C61X2BN单片机的输入连接，第一 P89C61X2BN单片机的通讯串口与315MHZ的无线发送模块连接，第二 P89C61X2BN单片机的通讯串口与315MHZ的无线接收模块连接，第二 P89C61X2BN单片机的输出与液晶显示模块连接。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车加速度实时检测装置，包括一ADXL202双轴加速度传感器、第一P89C61X2BN单片机、第二P89C61X2BN单片机、315MHz的无线发送模块、315MHz的无线接收模块和液晶显示模块，其中，ADXL202双轴加速度传感器的输出与第一P89C61X2BN单片机的输入连接，第一P89C61X2BN单片机的通讯串口与315MHz的无线发送模块连接，第二P89C61X2BN单片机的通讯串口与315MHz的无线接收模块连接，第二P89C61X2BN单片机的输出与液晶显示模块连接。
文档编号G08C17/02GK202033382SQ201120088359
公开日2011年11月9日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者余芸, 徐颖, 林军 申请人:上海师范大学