基于LabVIEW的便携式汽车仪表检测仪的研制----设计方案与硬件结构

2.2设计方案

2.2.1设计内容

本文要研究的内容是要研制出基于LabVIEW的便携式汽车仪表测试系统。所以首先要对仪表的种类和构造进行研究，了解和分析汽车中车速表、转速表、水温表、燃油表、里程表、各种LED报警灯、LCD等的结构原理以及他们的显示原理，分析它们工作时的参数以及这些表的国家标准等。

本文其次要研究的是LabVIEW，在本课题中用LabVIEW作为便携式汽车仪表检测系统的软件平台，所以在研究中我们把LabVIEW用作仪表测试结果的显示和仪表信号的输入。所以LabVIEW也本课题要研究的重要内容之一。

本文研究内容还包括汽车中的通信模块，在本论文中用到CAN总线以及PXI板卡，所以在研究中我们要研究它们在汽车中是怎样通信的，研究出怎么连接才能使我们最快最准确的数据。

2.2.2研究方法

本文在实验室研究，由本文研究负责人对整个方案的硬件和软件所需的数据进行收集整理，再对收集回来的相关参数进行分析，接着就是硬件平台的搭建，硬件平台的搭建就在论文负责人能够使用的各个汽车相关实验室之间进行搭建，论文用到的软件平台由实验室提供的LabVIEW，它作为软件平台为硬件提供测试参数和用来校准的仪表，测试系统的通信模块用来连接我们的硬件和软件并在其中传送信息。测试模块中用到的总线，要我们在实验室测试过程中进行选择，这就是整个方案的研究方法。

2.2.3技术路线

汽车仪表测试系统的开发要求针对不同的车型，能够模拟产生出仪表所需的各种采集信号信息，并且能够通过CAN接口与被测仪表进行通信。本文介绍的测试系统包括以下主要功能：

车速里程表的脉冲信号模拟产生采集对比； 发动机转速表的脉冲信号模拟产生采集对比； 车辆燃油表信号模拟产生采集对比； 车辆水温表信号模拟产生采集对比； 各种车灯、车窗、车门等车身开关信号模拟产生采集对比。 数字仪表具有CAN通信接口，作为一个CAN节点，可以与车上CAN网络上的其他节点进行通信。

本文利用NI公司的软硬件系列产品和一块自己研发的数据通信转换卡，根据便携式汽车仪表检测系统所需要的各种模拟、数字、开关、CAN等各种信号参数，采用NI的PXI板卡和数据通信转换卡连接好硬件电路，在此硬件基础上，通过NI公司的LabVIEW软件平台对整个测试系统进行开发，最终研发出一个完整的便携式汽车仪表检测系统的方案。

1、汽车仪表测试系统的硬件系统主要包括工控机（是整个控制系统的大脑）、PXI板卡（PXI6528是一块静态数字I/O板卡，专门针对某些变化缓慢的数字信号，并且具有24路输入和24路输出，既可以采集数字信号，又可以向外输出）、信号接线盒、数据通信转换板卡、CAN卡、可编程网络电阻、供电电源以及被检测仪表等主要部分，其组织结构图如图2-4所示。

2、仪表检测系统软件采用NI公司的LabVIEW平台进行设计，本系统采用LabVIEW的图形化程序语言，以一种很直观的方法建立前面板人机界面和程序框图，其组织结构图如图2一5所示。

3、仪表的测试平台分为两个部分：其中一部分是各种模块功能测试的切换按键；另一部分是模拟汽车仪表板的显示界面，如车速表、转速表、水温表、燃油表、里程指示以及各种报警和开关信号等信息显示。

第三章硬件结构

3.1硬件简介

3.1.1工控机

工控机即工业控制计算机，但现在的叫法是产业电脑或工业电脑，英文简称IPC，全称IndustrialPersonalcomputer.工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的计算机。如图3一1工控机机箱图

IPC的技术特点：

1、采用符合"ElA"，标准的全钢化工业机箱，增强了抗电磁干扰能力。

2、采用总线结构和模块化设计技术。CPU及各功能模块皆使用插板式结构，并带有压杆软锁定，提高了抗 冲击、抗振动能力。
3、机箱内装有双风扇，正压对流排风，并装有滤尘网用以防尘。
4、配有高度可靠的工业电源，并有过压、过流保护。
5、电源及键盘均带有电子锁开关，可防止非法开、关和非法键盘输入。
6、具有自诊断功能。
7、可视需要选配I/O模板。
8、设有"看门狗"定时器，在因故障死机时，无需人的干预而自动复位。
9、开放性好，兼容性好，吸收了PC机的全部功能，可直接运行PC机的各种应用软件。
10、可配置实时操作系统，便于多任务的调度和运行。
11、可采用无源母板（底板），方便系统升级。

IPC的主要结构：

1、全钢机箱

IPC的全钢机箱是按标准设计的，抗冲击、抗振动、抗电磁干扰，内部可安装同PC一bus兼容的无源底板。

2、无源底板

无源底板的插槽由ISA和PCI总线的多个插槽组成，ISA或PCI插槽的数量和位置根据需要有一