摩托车道路耐久测试仪的开发与应用

发布时间：2017-10-19 03:43

  本文关键词：摩托车道路耐久测试仪的开发与应用

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【摘要】：随着公路交通和机动车制造业的规模正在日益扩大,机动车已成为人们生活中不可或缺的一种交通工具,摩托车有着便捷、价格低廉、速度较快的优点,已经成为中小型城市中重要的代步工具,在全国范围内都有着广大的市场。摩托车的发展在给人民的工作和生活带来巨大方便的同时,也带来了许多负面的影响。近些年来,摩托车的产销量的增加带来了社会保有量的急剧扩张,同时摩托车带来的环境破坏、能源消耗,以及不断增多的交通事故也给人们敲响了警钟。为适应摩托车和轻便摩托车国三排放标准中V型试验要求,摩托车和轻便摩托车需要进行污染物控制装置耐久性试验,为了确保试验的规范性和一致性,耐久设备就成了摩托车耐久试验的关键设备。本文在分析和学习了国内外对摩托车检测技术现状的基础上,对摩托车道路耐久检测系统的构成及其特性进行了研究,提出了一种系统的设计方案,本文的摩托车道路检测仪是以ATMEGA128处理器为核心控制器,系统核心控制器进行检测。编码器传感器和GPS系统组合成为本系统的测试元件,经过综合考虑实际要求以及编码器系统和GPS系统精度、灵敏度等因素选择合适的传感器。控制系统采用模块化设计的思想,分别设计了供电电源、液晶显示屏、编码器接口、GPS模块接口、语音通知、串口通讯等模块。为了提高定位追踪系统的精度,降低误差,本文研究了数据融合算法,并结合实际要求研究卡尔曼滤波算法作为本课题使用的估计算法。通过编码器和GPS系统采集到的位置、速度数据,通过卡尔曼滤波算法对当前摩托车系统的定位数据进行估算。在研究课题的初期,阅读了大量的资料文献并对国家相关摩托车检测标准进行研究,总结出本系统进行设计的标准依据。在软件结构上,对各个底层模块进行驱动设计,并利用设计的硬件电路对各个模块进行应用测试。对PC上位机软件进行开发,调试实现串口通信、转动控制、姿态数据显示等功能。该测试仪由5.6寸TFT触摸液晶屏与高性能CPU组成,另配合DC12V电源,速度检测器件,声光报警,语音提示。系统功能多、可靠性高、重量轻、携带方便。使用情况表明,测量准确度符合摩托车道路试验要求。
【关键词】：摩托车检测 ATMEGA128 编码器 GPS系统 数据融合算法
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U483
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究及发展状况9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内发展现状10-11
• 1.3 主要研究内容和论文结构11-13
• 1.3.1 主要研究内容11-12
• 1.3.2 论文结构安排12-13
• 第2章 国家检测标准的分析与研究13-18
• 2.1 摩托车加速性能试验方法的分析13-14
• 2.1.1 起步加速性能试验方法13
• 2.1.2 超越加速性能试验方法13-14
• 2.2 摩托车最高车速试验方法的分析14
• 2.3 摩托车滑行试验方法的分析14-15
• 2.4 摩托车最低稳定车速试验方法的分析15-16
• 2.5 摩托车燃油消耗试验方法分析16-17
• 2.6 系统设计依据研究17
• 2.7 本章小结17-18
• 第3章 数据融合算法的研究18-23
• 3.1 数据融合算法概述18-19
• 3.2 卡尔曼滤波算法19-21
• 3.2.1 卡尔曼滤波基本算法19-21
• 3.2.2 卡尔曼滤波的特点21
• 3.3 卡尔曼滤波的实现21-22
• 3.4 本章小结22-23
• 第4章 摩托车道路耐久测试设备系统硬件设计23-37
• 4.1 摩托车道路耐久测试设备的组成23-24
• 4.2 摩托车道路耐久测试设备测试系统硬件设计24-25
• 4.2.1 测试系统硬件框图24
• 4.2.2 各模块的功能介绍24-25
• 4.3 主机模块微控制器25-26
• 4.4 速度采集系统模块26-27
• 4.5 GPS模块设计27-33
• 4.5.1 GPS系统原理27-29
• 4.5.2 GPS信号的结构29-32
• 4.5.3 GPS系统模块32-33
• 4.6 TFT液晶显示模块33-34
• 4.7 语音模块34-35
• 4.8 本章小结35-37
• 第5章 摩托车道路耐久测试设备系统软件设计37-54
• 5.1 软件开发平台介绍37-39
• 5.1.1 上位机软件开发平台介绍37-38
• 5.1.2 下位机软件开发平台介绍38-39
• 5.2 测试仪系统总体软件设计39-40
• 5.3 测试仪上位机软件设计40-43
• 5.3.1 测试标准循环数据录入模块软件设计40-41
• 5.3.2 循环个数设置页面设计模块设计41-42
• 5.3.3 测试仪目标文件生成模块设计42-43
• 5.3.4 测试结果回放和保存模块设计43
• 5.4 测试仪下位机软件设计43-53
• 5.4.1 MCU（单片机）软件程序初始化和主程序设计44-46
• 5.4.2 TFT显示模块驱动46-47
• 5.4.3 旋转编码器数据采集47-48
• 5.4.4 摩托车行驶速度转换48-50
• 5.4.5 GPS模块软件设计50-52
• 5.4.6 摩托车行驶数据的输出和保存52-53
• 5.5 本章小结53-54
• 第6章 摩托车道路耐久测试设备系统实验验证54-61
• 6.1 实验验证流程54-57
• 6.2 耐久实验测试57-61
• 第7章 总结与展望61-63
• 7.1 总结61
• 7.2 展望61-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67

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本文编号：1058867