车载实时嵌入式加油量检测装置的关键方法和技术研究

发布时间：2017-12-17 22:20

  本文关键词：车载实时嵌入式加油量检测装置的关键方法和技术研究

  更多相关文章： 实时嵌入式 加油量 流量计 误差校正 ARM11

【摘要】：实时嵌入式系统通过网络联接终端嵌入式设备,诸如数据采集器、工业控制器、PLC、传感器等实现生产过程、工业设备、智能检测等的连网控制,节点之间的计算单元在资源受限的前提下持续不断地与物理对象进行实时并发交互,物理对象的并行性和设备作用时间、网络延迟时间增加了系统稳定、性能设计的复杂度,具有实时、鲁棒、自治、高效和高性能等特点。加油量检测装置是一类典型的实时嵌入式系统,主要应用于加油站网络。现有检测方法和装置主要采用电容式液位计或超声波液位计对油箱内油量的存储进行检测,利用加油后与加油前的差值获得加油量数据并上传网络。该装置满足了实时嵌入式加油量检测装置的基本应用需求,但该装置要求物理对象为大型车辆的规范形状油箱,存在安全性不高、数据误差较大、数据易被篡改等不足。因此,如何针对小型车辆的非规范形油箱这一类物理对象对车载实时嵌入式加油量检测方法和装置进行设计,以及如何在保证检测装置和检测数据安全性的前提下提高检测数据的精度是实时嵌入式加油量检测装置研发的难点。本论文针对上述问题,在检测方法上提出使用流量计对加油量进行直接测量；在检测装置设计上根据油箱规格的不同设计两种加油量信息采集装置,提高检测安全性,降低测量误差,具备防盗防篡改功能；在此基础上,基于ARM11平台设计实现车载控制处理终端,依照项目要求设计MD5改进校验算法,研究数据传输安全性,提高了检测数据的抗攻击性。本文的研究工作主要包括：一、在检测方法上,针对具备加油管的油箱,利用最小二乘法估计仪表系数值并设计相应算法,仿真实验表明该算法具有较高的测量精度,实现了仪表系数值的自适应动态改变；针对不具备加油管的油箱,提出利用金属声速替代流体声速降低外夹式超声波流量计的测量误差并设计相应算法,结果证明显著降低测量误差；对于管段式超声波流量计采用声波传输路径自适用动态校正并设计相应算法,理论验证提高了测量精度。二、在检测装置设计上,分析了现有流体检测仪器的工作原理和优缺点,根据设备需求选择涡轮流量计和超声波流量计作为加油量信息检测的核心仪器。针对具备加油管的油箱设计涡轮加油量信息采集装置外部结构,根据实际需求进行设备硬件设计,对所需硬件做了简要描述。在硬件设计的基础上进行软件开发,给出了详细加油量测量流程：针对不具备加油管的油箱设计超声波加油量信息采集装置,基于排水管重力流和压力流原理结合管道缩径理论实现管道的满管,装置结构的设计上考虑了安全和防盗设计。三、在车载实时嵌入式控制数据处理方法上,设计改进MD5算法防止数据篡改,验证改进MD5算法的碰撞问题,解决数据传输安全性难题。四、在车载实时嵌入式控制处理终端设计上,基于ARM11开发板和Android平台研发车载处理终端,实现GPS数据与加油量数据的采集、处理、转换和加密。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6

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本文编号：1301794