基于工控机的汽车安全性能检测线控制系统
摘要
随着汽车检测行业和检测法规的日益完善，人们对汽车检测系统的要求也越来越高。本文所设计的基于工控机的汽车安全性能检测线控制系统，硬件是由工控机、数据采集卡、检测设备和LED显示屏等组成，软件编制采用Visualc++6．0、LabVIEW和SQLServer 2000。系统具有自动检测．设备标定，自检测试，系统组态(包括项目组态、设备组态、通道组态、界面组态等)，自动打印．数据检索、统计等功能。文章首先分析了现有的汽车安全性能检测线的特点，论证了设计该系统的必要性和可行性；其次介绍了检测系统所采用的检测原理，检测系统的总体设计、硬件布局、数据采集卡的选择和抗干扰的处理；再次介绍了系统软件的总体方案选择，系统各个模块的功能、界面设计、实现的技术特点平¨与系统有关的其它应用技术；最厉介绍了数据库的设计和维护。
关键词：检测线，测控，控制系统，数据采集
第一章绪论
1．1研究的目的和意义
1．1．1引言
机动车，特别是汽车的问世使交通运输事业日益繁荣。这一方面有利于生产建设，便于人们工作和生活，给经济发展带来巨人的动力；另一方面也造成了交通越米越复杂，交通安全问题愈来愈成为重大的社会问题之一。交通事故增加，造成了人量生命财产损失；废气、嗓声污染，损害人的身体健康和植物生欧，交通噪声增长引发多种疾病。
这些日趋严重的交通问题，不仅影响经济发展，而且直接关系到城市功能的止常运转和社会，造成严重的社会问题。交通运输事故与驾驶员、行人、车辆、及气候等诸多因素都有关系。
因此解决道路交通安全问题是一个复杂的、庞大的系统工程，它涉及到法制建设、宣传教育、道路建设、车辆管理、汽车制造技术等多方面T作。车辆管理是系统工程中的一个环节，而且是重要的一环。为此，我国于1988年3月8日颁布了《中华人民共和国道路交通管理条例》，其中对道路、行人、车辆交通信号等都有详细的规定。怎样在淘宝网开店
对机动车的技术管理与监督是一项重要的工作。为改善机动车的安全技术状态，一般要从三个方面入手：
(1)不断地提高车辆安全技术性能标准，提高车辆制造水平；
(2)对车辆实行安全认证制度；
(3)加强在用车辆安全技术检测工作。即对在用机动车辆进行强制性的安全检测，以保证车辆经常处于良好的技术状态。
第(1)、(2)是对汽车生产厂提出的要求，对于已生产的车辆和在用车辆无效
果。第(3) 项则为公安交通管理的工作，是解决车辆安全问题的重要一环。
对机动车进行安全技术检测，这是对车辆实行技术监督的一种重要方法，有利于及时发现问题及时维修，确保汽车经常处于良好状态，以实现行车安全，减少生命财产损失的目的。由于对机动车进行性能监督检验具有如此重大的意义，它已被公认为是公安车管部门在执行车辆年检工作中的主要依据，亦成为保证道路交通安全的重要手段之一。
1．1．2研究的目的和意义
近年发展起来的汽车检测技术是一种多学科综合的机电一体化技术，它能在汽车不解体的条件下，迅速、准确地反映出汽车的各种机构和系统部件的技术状况，指出其故障所在。汽车的主要检测内容包括：声级、废气或烟度、车速表精度、前照灯、制动性能、测滑、轴重、底盘检测、外观检查。现在汽车安全检测线中主要存在以下问题：
(1)旧系统要完善。新的国家标准GB7258．2004《机动车安全检测技术条件》的颁布，以及车辆制造
水平的不断发展与提高．使原有的检测设备逐渐暴露出一些问题，有的难以或无法完成标准GB7258．2004新提出的技术要求(如汽车尾气捧放检测时的转速测量，前照灯的四灯制测量，制动力平板测量时采用动态测量等)。这样就对原有的计算机控制系统提出了更高的要求。
(2)人为因素的影响仍然较大，上级检测部门不能及时有效地监控和获得检测数据。随着信息时代的到来，为检测站信息技术共享提供了基础，上级部门可以通过远程网络实时监测检测站和及时地获得检测数据，减小了人为因素的影响。
为了解决上述检测线系统中的问题，有必要编写新的检测线控制系统，以适应和满足社会的需求。
1.2国内外的发展现状
汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。在汽车发展的早期，人们主要是通过有经验的维修人员发现汽车的故障并作有针对性的修理。即过去人们常讲的“望(眼看)”、“闻(耳听)”、“切(手摸)”方式。随着现代科学技术的进步，特别是计算机技术的进步和网络化时代的到来，汽车检测技术也飞速发展。目前人们能依靠各种先进的仪器设备，对汽车进行不解体检测，而且安全、迅速、可靠。
1．2．1国外的发展概况
汽车检测技术是从无到有逐步发展起米的，早在50年代，在一些T业发达国家就形成以故障诊断和性
能调试为主的单项检测技术和生产单项检测设备。60年代初期进入我国的汽车检测试验设备有美国的发动机分析仪、英国的发动机点火系故障诊断仪和汽车道路试验速度分析仪等，这些都是国外早期发展的汽车检测设备。60年代后期，国外汽车检测诊断技术发展很快，并且大量应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术，例如：非接触式车速仪、前照灯检测仪、车轮定位仪、排气分析仪等都是光机电、理化机电一体化的检测设备。
进入70年代以来，随着计算机技术的发展，出现了汽车检测诊断、数据采集处理自动化、检测结果直接打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。在此基础上，为了加强汽车管理、各下业发达国家相继建立汽车检测站和检测线，使汽车检测制度化。
1．制度化【1】
在德国，汽车的检测工作由交通部门统一领导，在全国各地建有由交通部门认证的汽车检测场(站)，负责新车的登记和在用车的安全检测．修理厂维修过的汽车也耍经过汽车检测场的检测，以确定其安全性能和排放是否符合国家标准。
在日本，汽车的检测工作由运输省统一领导。运输省在全国设有“国家检车场”和经过批准的“民间检测场”，代替政府执行车检丁作，其中“国家检测场”主要负责新车登记和在用车安全检测；“民间检测场”通常设在汽车维修厂内，经政府批准并受政府委托对汽车进行安全检测。
2．标准化
工业发达国家的汽车检测有一憨套的标准。判断受检汽车技术状况是否良好，是以标准中规定的数据为准则，检查结果是以数字显示，有量化指标，以避免主观上的误差。国外比较重视安全性能和捧放性能的检测，如美国规定，修理过的汽车必须经过严格的捧放检测方能出厂。除对检测结果有严格完整的标准以外，NIJ'b对检测设备也有标准规定，如检测设备的检测性能、具体结构、检测精度等都有响应标准。对检测设各的使用周期、技术更新等也有具体要求。3．智能化和自动化检测
随着科学技术的进步，国外汽车检测设备在智能化、自动化、精密化、综合化方面都有新的发展，应用新技术开拓新的检测领域，研制新的检测设备。
哥只是个传说随着电子计算机技术的发展．出现了汽车检测诊断、控制自动化、数据采集白动化、检测结果直接打印等功能的现代综合性能检测技术和设备。例如：国外生产的汽车制动检测仪、全自动前照灯检测仪、发动机分析仪、发动机诊断仪、计算机四轮定位仪等检测设备，都具有较先进的全自动功能。进入80年代后，计算机技术在汽车检测技术领域的应削进一步向深度和广度发展，己出现集检测T艺、操作、数据采集和打印、存储、显示等功能于一体的系统软仆，使汽车检测线实现了全自动化，这样不仅可避免人为的判断错误，提高检测准确性；而且可以把受检汽车的技术状况储存在计算机中，即可作为下次检验参考，还可供处理交通事故参考。
汽车年检需要什么4．网络化
网络一体化是检测技术的进一步发展和延伸，它运用现代通信技术将汽车制造厂、汽车维修及汽车检测联成一体，形成资源共享。汽车修理场内通常只有一台集成化了的“智能”设备，而其他蹬备都可以作为终端工作站出现。美国现己广泛使用互联网络。
1．2．2国内的发展概况
我国80年代以前机动车保有量较少，全部由人上进行检测，依靠“眼看、耳听、脚踏”，完全凭人工判断。虽然也有车辆各项检验要求，但无法控制量值。跨入80年代后．随国民经济的发展，特别是随着汽车制造业、公路交通运输业的发展和进口车辆的增多，我国汽车的保有量迅速增加，现在的汽车保有量已是那时的ll倍，如再由人上检测，则无法完成车辆安全检测任务。因而促进了汽车检测技术的发展．成为国家“六五”期间重点推广的项目。交通部门自1980年开始，有计划的在全国公路运输系统筹建汽车综合性能检测站(线)，取得了很大成绩。公安部门也在全国中等以上城市中，建成了许多安全性能检测站(线)。到90年代，除交通、公安两部门外，机械、石油等系统和部分大专院校，也建成了相当数量的汽车检测站。可以说，90年代末的中国已基本形成了全国性的汽车检测网，汽车检测已初具规模。
建站初期．进入检测站的车辆一次合格率占15％左右。现在通过多年的运
行，全社会增强了对安全技术检测工作的认识，促使维修保养有了改善，一次上线合格率已提高到50％。同时，在检测车辆时，可以识别车辆的身份以及是否是非法车辆。这说明进行技术监督检验后，行驶车辆的不安全隐患减少了。
90年代中期以后，计算机网络技术被逐步运用到汽车安全性能检测站中。利用计算机及其网络技术将机动车安全检测的控制系统与各级管理部门进行联网，实现全市祝动车安全检测信患的交流、汇总和统计处理，利用此技术为进一步完善车检的管理工作，提供了广阔的发展空间。
随着加入世贸组织和检测社会化的发展，可以预见，随着公路运输业、汽车制造业和整个国民经济的发展，我国汽车检测技术在21世纪将获得进一步地发展。
1．3检测线控制系统的类型【2】
著组词组检测线控制方式在几十年的发展中经历了从低到高的过程。最早的检测线只能实行单机操作，需要人工控制每一个检测设备，检测结果报告单采用人工填写。
20世纪80年代，随着微型计算机的初步运用，出现了所谓的“半自动控制”检测线。实际上检测数据仍然人工在单台检测设备上读取/打印，最后将所有检测数据输入微型计算机，打印出规范的检测报告单。此时的计算机应用具有极大的局限性。
其后，由于计算机信号采集及控制技术的发展，出现了检测线全白动控制系统，并不断推陈山新，先后出现了“全集中控制”、“STD工位机控制”、“工控工位机控制”、“RS232串口混合控制”、“工业模块集散控制”等类型的控制系统。各类型控制系统概述如下：
“全集中控制”方式是指所有检测线的数据采集、信号处理、开关控制、检测流科控制等完全汇集到主控计算机进行信号处理和控制。
“STD工位机控制”是指每个检测工位由一套STD上控机完成数据采集和设备控制，而整个检测线的流程控制由主控计算机协调。
“工控上位机控制”与“STD工位机控制”极为相似，区别在于采用通用微机结构的工业计算机代替STD工控机。
上述三种类型的控制系统，基础硬件上具有共同点，即采集和控制硬件均采阁计算机加扳卡。I/O板卡的功能虽然大同小异，但各个控制系统厂商之间的产品并不可通。
“RS232串口混台控制”方式的出现，来源丁各检测设备生产厂商越来越多地在单台检测设备上提供RS232标准串口的通讯协议。主控制计算机可以通过多串1：3卡采集数字形式的检测数据，而无需经过信号调理。然而检测设备的运行控制一般还需要单独的控制电路。
“工业模块集散控制”方式得益于新兴工业现场总线控制技术的最新发展，通过嵌入智能网络通讯协议的高集成功能模块．在检测工位附近就近采集数据和控制设备的运行．所有的数据信息和控制信息均以数字方式传递，在可靠性、抗干扰、准确性和易维护等方面有极大的优势。
本文所研究的基于工控机的汽车安全检测控制系统是“T控工位机控制”、“RS232串口混合控制”与网络集成的混合模式，一些模拟量和开关量的采集采用计算机PCI总线的板卡，与一些检测设备的通讯采用RS232串口，而主控机与各工位工控机之间的连接则采用以太网(Ethemet) 连接。
1．4本课题的研究内容
本课题的主要研究内容是编写一套新的汽车安全检测线的下位机控制系统，
每个F位机的软件模块尽量地一致，去除因为工位和每个工位设备不同而产生的软件控制的差别，提高程序的可重复剥用性。控制系统具有以下功能：1．自动检测能够按照检测任务进行各个项目的检测；检测信息能够在点阵排上实时显示，检测结果进行保存；按照系统组态的检测项目进行检测界面的显示。
2．标定功能对各通道进行标定，并能够实时显示所有模拟通道的值，并实时显示标定曲线。
3．系统组态能够对工位、项目进行组态；能够对传感器、设备参数、时间参数进行修改；能够对检测
线的运行方式、1P地址进行配置；能够对该工位向哪个工位传送任务进行配置等。
4．自检测试能够进行网络自检；能够对系统各开关输入量进行检查，以诊断光电开关、设备开关量以及开关量采集是否正常：能够对系统备开关输出量进行检查；能够对设备各模拟量进行检查，以诊断数据采集}、传感器是否工作正常；能够对频率量进行检查。
5．数据检索与统计能够按照各种检索条件进行单项检索和多项检索，检索条件包括车辆基本信息利检测项目。
第二章汽车安全性能检测线
汽车安全性能检测线是汽车检测线的一种类型，它是综合运用现代检测技术。对汽车进行不解体检测，能在室内检测出车辆的各种参数，为全面、准确评价汽车的安全性能和技术状况提供可靠的依据。
为了保证行使安全性和控制排气污染，其主要检测参数包括如下内容：
(1) 侧滑检测——汽车转向轮的侧滑照、侧滑方向；
(2) 制动检测——制动力、制动距离、制动减速度；
(3) 车速表检测——车速表的指示误差：
(4) 蓠照灯检测——配光性能、发光强度、主光轴方向；
(5) 噪声检测——喇叭噪声：
(6) 废气——CO百分率浓度、HC的百万分率浓度；
(7) 烟度检测——柴油机的烟度的波许值。
2．1侧滑检测
2．1．1侧滑检测的必要性大葱烧海参
小米扫地机器人在汽车设计时，为使转向轮具有转向轻便、准确和行使稳定的性能，在转向车轮上设计有主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和车轮前束等四项参数，统称为前轮定位。这些参数在汽车使用过程中，由丁车架、转向机构的变形与磨损，改变了原有的几何角度与尺寸，导致车轮定位不准确。此时汽车行驶时，转向车轮在向前滚动的同时，将会产生横向滑移现象．即车轮侧滑。车轮侧滑会造成滚动阻力、行使方向稳定性、轮胎摩耗、运行油耗及转向沉重等方面的增加或变坏，影响汽车使用性能和经济性，容易造成行车事故的潜在危险。因此，对汽车进行侧滑检验是必不可少的。
2．1．2侧滑检测台的工作原理
如图2-1所示，假设在左右车轮只有前柬而无车轮外倾角时，当车轮向前滚动的同时必然向内侧滚动是不可能的，因而只能边向前滚动边对地面产生向左、
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