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)軟件設計

　　本檢測系統(tǒng)軟件采用NI公司的LabVIEW平臺進行設計，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平臺進行設計，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，對程序框圖的設計涉及節(jié)點、數(shù)據(jù)端口和連線的設計。連線代表數(shù)據(jù)走向，節(jié)點則是函數(shù)、VI子程序、結構或代碼接口。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、開關量測試模塊、CAN通信測試模塊以及參數(shù)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，可以切換到單個功能模塊的測試項目。右側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信號等信息顯示。在進行測試實驗中，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，可在不同點火開關狀態(tài)下進行測試，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

　　模塊測試設計：車速表的測試需要預先了解設定目標車型的特征參數(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行調(diào)整，車速信號具備超速報警提示功能，根據(jù)設定的超速門限值，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行，測試結果存檔以備查詢。

　　車速表測試模塊的設計模式，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，然后對其進行測試。

　　燃油表的測試需要預先設定目標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行。燃油表的測試采用狀態(tài)機的設計模式，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)進行初始化，如進行特征系數(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)絡上的一個節(jié)點，節(jié)點ID號可以根據(jù)需求自行設定，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。

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

　　本系統(tǒng)采用虛擬儀器技術，通過工控機加NI的數(shù)字I/O、數(shù)據(jù)采集、CAN等板卡的硬件設計，結合LabV正W的圖形化軟件編程，構建了汽車數(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。