基于C8051F单片机的路面摩擦系数测量系统的研制
本文关键词:基于C8051F单片机的路面摩擦系数测量系统的研制 出处:《西安科技大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:本文针对现有路面摩擦系数测量设备只能定点测试,速度慢,效率低,测试结果受人为因素影响大等问题,研制了一种基于嵌入式C8051F410技术的新型路面摩擦系数测量设备,实现了在线连续测定路面的摩擦阻力和转轮转动脉冲,计算出摩擦系数及其均值和方差、运行速度、行驶距离等数值,并实时显示在触摸屏上。 论文叙述了路面摩擦系数的理论依据、系统方案设计、系统硬件设计和软件设计四部分。论文简要分析了国内外常用的路面摩擦系数检测方法及影响因素。依据摩擦系数测量原理,确定手推式路面摩擦系数测量设备的结构,提出通过采集测试轮与路面摩擦时产生的摩擦力,计算被测路面摩擦系数的技术方法,并确定了系统设计方案。 硬件电路设计利用C8051F410内部集成的A/D、UART、SPI、定时计数器等嵌入式功能模块,设计了电源模块电路、信号采样调理电路、数据存储电路、串行通信电路等芯片外围电路,将液晶触摸屏、多种类型数据采集通过串行接口连在了一起。其中信号调理电路设计采用差动输入,减小共模干扰的混入,提高采样精度。 软件设计包括现场嵌入式系统和触摸屏实时显示两部分。嵌入式系统主要完成对各个传感器信号的采集与存储。其中采集程序利用统计算法,进行数字滤波,提高采样精度。系统采用触摸屏作为上位机,,完成数据接收并计算摩擦系数、速度等参数,实现实时显示,界面友好。 本系统经过实际应用测试,实现了所有的预定功能,获得的数据与其他方法接近,而且操作简单、效率高,便于进行数据处理,该应用系统具有较好的推广应用前景。
[Abstract]:In this paper, the existing measuring equipment of pavement friction coefficient can only be fixed point test, slow speed, low efficiency, the test results are greatly affected by human factors and so on. A new type of pavement friction coefficient measuring equipment based on embedded C8051F410 technology is developed. The on-line continuous measurement of the friction resistance and the rotation pulse of the runner is realized. The friction coefficient, its mean value and variance, running speed and driving distance are calculated and displayed on the touch screen in real time. The paper describes the theoretical basis of road friction coefficient, system design. Four parts of the system hardware design and software design. The paper briefly analyzes the common testing methods and influencing factors of pavement friction coefficient, according to the principle of friction coefficient measurement. The structure of the measuring equipment for the friction coefficient of road surface is determined, and the technical method of calculating the friction coefficient of the road surface by collecting the friction force between the wheel and the road surface is put forward, and the design scheme of the system is determined. The hardware circuit is designed by using embedded function modules such as A / D UART SPI, timing counter and so on. The circuit of power supply module and signal sampling and conditioning circuit are designed. Data storage circuit, serial communication circuit and other peripheral circuits, LCD touch screen, a variety of types of data collection through the serial interface connected together, in which the signal conditioning circuit design uses differential input. The common-mode interference is reduced and the sampling precision is improved. The software design includes field embedded system and touch screen real-time display. The embedded system mainly completes the acquisition and storage of each sensor signal. The acquisition program uses statistical algorithm for digital filtering. The system uses the touch screen as the upper computer to receive the data and calculate the parameters of friction coefficient and speed. The system can display the data in real time and has a friendly interface. Through the practical application test, the system realizes all the predefined functions, the obtained data is close to other methods, and the operation is simple, the efficiency is high, and the data processing is convenient. The application system has a good prospect of popularization and application.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U416.2;TP368.12
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本文编号:1435814
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