基于LIN总线的车用雨量传感器与雨刷器控制系统的研究

发布时间：2020-11-06 00:31

　　 汽车雨刷器是汽车重要的安全性电子零配件,它能为雨天行驶的汽车清理挡风玻璃的积水,保证驾驶员视野的清晰。近几年来随着汽车电子技术的进步,汽车雨刷器也在朝着智能化与人性化的方向发展。本文提出了一种基于LIN总线的雨量传感器与雨刷控制系统的设计方案,目的是根据雨量大小实现雨刷的自动调节,从而提高雨天行车的安全性与舒适性。本文主要工作内容如下:(1)红外式雨量传感器的设计。首先对红外式雨量检测方法的原理进行了分析,然后基于雨量信息接口芯片MLX75308完成了雨量传感器的硬件设计,给出各模块硬件电路图;通过多次雨量标定试验并结合MLX75308数据手册,将雨量初步划分为4个等级与雨刷器的4个档位相匹配,完成雨量传感器的软件设计并给出主程序和雨量检测的流程图;采用LIN总线通信方式与车身控制器进行数据交互。(2)基于STM32的雨刷控制器的设计。以STM32F103为主控芯片设计并搭建了雨刷控制器硬件电路,包括了电源管理、电机驱动、速度位置反馈以及通信模块,并给出各个模块的电路图;通过改变PWM占空比实现电机调速,通过改变H桥中MOS管的导通顺序实现电机反转;同样采用LIN总线通信方式与车身控制器进行数据交互。(3)基于模糊PID的电机控制算法的研究。为实现雨刷电机速度的精准控制,提出了基于模糊PID控制器的电机控制策略。设计模糊PID控制器,并使用MATLAB进行仿真分析。仿真结果表明,模糊PID控制系统的超调量小,稳定性更好,适用于雨刷电机的控制。最终的模拟实验表明,本课题的雨量传感器可实现对雨刷器档位的自动选择,并通过雨刷控制器对雨刷电机进行控制,达到了自动控制雨刷的设计目标。
【学位单位】：中国计量大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.6
【部分图文】：

(c) 海拉雨量传感器 (d) 采埃孚雨量传感器图 1.1 部分国外品牌雨量传感器除此之外，国外不少科研人员也在雨量传感器技术领域进行了较为深入的究与探讨。2009 年，Anton Kummert 等人提出了基于机器视觉的新型雨量检方法[15]，即通过安装在汽车前挡风玻璃的摄像头进行雨量信息采集，再通过像处理得到雨量信息。2010 年，Mansheim 等人等人提出了一种全新电子微波雨量传感器[16]，该类型雨量传感器通过微波传感器对雨滴引起的多普勒偏移行检测，从而获取雨量信息。2016 年，S You 等人则提出了利用雨滴局部时导通过数为核心的自动雨滴检测方法[17]，进一步对基于机器视觉雨量传感器法进行了优化。由于雨量传感器作为汽车的附属配件，在国内的研究和开发并没有得到重，再加上国内用户习惯，导致国内目前雨量传感器市场份额很小。所以国内前仅有一些小型公司在做相关产品的研发，如肯创科技、宏泰科技、海顺达子等。但是国内的研发公司与上述几家国外大型公司相比还有着一定的差距，

中国计量大学硕士学位论文（3） 单主多从通信方式，有较好的灵活性；（4） 通信网络从节点不依靠晶振或震荡器即可自同步，有效降低成（5） 增加网络节点不需要改变 LIN 从节点的硬件和软件；（6） 一个 LIN 网络上具有不超过 16 个节点数，64 个标识符。即 LIN 总线通信协议采用的是 8N1 编码字节区的 UART/SCI 串行数据[27]，LIN 的网络结构[28]如图 1.2 所示，采用单主多从网络结构。LIN节点为整个通信系统的控制方，保证发送数据帧的时间间隔和周期的从节点接受主节点的调度。

格式[27]，LIN 的网络结构[28]如图 1.2 所示，采用单主多从网络结构。LIN 总线的主节点为整个通信系统的控制方，保证发送数据帧的时间间隔和周期的正确性，从节点接受主节点的调度。图 1.2 LIN 总线网络结构LIN 总线的报文结构如图 1.3 所示，一个报文帧包括了报文头和响应两部分[29-31]，LIN 总线通信网络的主节点发送报文头，报文头由一个空白场、一个同步场、以及一个标识符场所组成；而响应部分既可以由主节点发送也可以由一个从节点发送，响应由 1 到 9 个字节场(0～8 个数据场和一个校验和场)所组成。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 杜传耀;张天明;于丽萍;尹佳莉;王璐;李林;张春波;;双翻斗和称重雨量传感器的数据对比分析[J];气象水文海洋仪器;2016年04期

2 邓超;徐海峰;苏南;林薇;;翻斗式雨量传感器重复性试验统计处理方法[J];水利信息化;2017年04期

3 刘桂华;李永荣;黄河;廖明;;两种型号雨量传感器的误差问题及解决方法[J];气象研究与应用;2016年S1期

4 高艳秋;王向华;;翻斗式雨量传感器的常见问题及处理方法[J];农村实用科技信息;2014年12期

5 韩广鲁;边文超;孙嫣;任燕;;双翻斗雨量传感器测量数据不确定度评定[J];气象科技;2014年05期

6 花艳春;吴超;花彦明;;自动站雨量传感器日常维护及异常问题的处理方法[J];农业与技术;2012年11期

7 ;高灵敏度雨量传感器[J];传感器世界;2010年11期

8 王峙;徐泉丽;代建新;于保安;;雨量传感器的清洗和维护[J];河南气象;2006年03期

9 董玉秋;自制雨量传感器校验记录器[J];气象;2005年11期

10 钟湘福;单翻斗雨量传感器的改进设计[J];气象水文海洋仪器;1997年03期

相关硕士学位论文 前10条

1 王宁;基于LIN总线的车用雨量传感器与雨刷器控制系统的研究[D];中国计量大学;2018年

2 张禹;基于雨滴粗精分割方法的车载雨量传感器[D];湖南工业大学;2018年

3 来宝鹏;电容式高精度雨量测量系统的设计与实现[D];西北大学;2016年

4 王振佳;一种基于红外光电探测器的自动雨量传感器[D];华中科技大学;2006年

5 谢建华;汽车红外雨量传感器研究与设计[D];吉林大学;2012年

6 薛拓;光学雨量传感器的校准及标定方法研究[D];昆明理工大学;2016年

7 许航飞;汽车雨量传感器设计与自动雨刮控制系统[D];中国计量学院;2013年

8 曾光;基于LIN总线的汽车雨刮检测平台的设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2011年

9 刘秋丽;泥石流预警系统的方案设计及原理样机[D];西华大学;2012年

10 Qaiser Mehmood（凯瑟）;雨量传感器液压运动平台[D];中国海洋大学;2015年

本文编号：2872414