本實用新型屬于汽車虛擬儀表技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于LabVIEW的汽車虛擬儀表系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)如今，汽車的需求量越來越多，而路況越來越復(fù)雜，汽車的駕駛安全成為人們關(guān)注的焦點，為提高汽車駕駛的安全性，降低事故的發(fā)生，須研制出實時監(jiān)測汽車運行參數(shù)以及汽車運行狀態(tài)的智能汽車儀表盤，便于駕駛者觀察，提示駕駛者；鑒于汽車儀表發(fā)展的新趨勢，傳統(tǒng)的模擬化電子測量儀器已很難滿足現(xiàn)代汽車產(chǎn)業(yè)對儀器儀表的精、準、穩(wěn)、美的要求，在全數(shù)字汽車儀表之后，隨著信息技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，以及降低汽車儀表制造成本的要求，汽車儀表逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和虛擬化方向發(fā)展，因此，現(xiàn)如今缺少一種投入成本低、設(shè)計合理、響應(yīng)及時的基于LabVIEW的汽車虛擬儀表系統(tǒng)，可以對汽車設(shè)備運行狀況進行實時監(jiān)控，模塊化設(shè)計，易于拓展，重塑性好，使用者可以根據(jù)自己的需求選擇相應(yīng)的模塊添加，實現(xiàn)對汽車的使用環(huán)境的快速監(jiān)控。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于LabVIEW的汽車虛擬儀表系統(tǒng)，其設(shè)計新穎合理，可實現(xiàn)汽車多個運行參數(shù)的顯示，可根據(jù)實際信息需求量擴展外部接口，滿足多種顯示需要，提高汽車駕駛的安全系數(shù)，便于推廣使用。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：基于LabVIEW的汽車虛擬儀表系統(tǒng)，其特征在于：包括設(shè)置在汽車控制臺用于人機交互的LabVIEW上位機、用于向LabVIEW上位機輸送汽車運行參數(shù)的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和用于向LabVIEW上位機傳輸汽車轉(zhuǎn)向動作的撥動開關(guān)，撥動開關(guān)由轉(zhuǎn)向燈撥動開關(guān)和雨刮器撥動開關(guān)組成，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)通過通信接口與LabVIEW上位機進行通信，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括依次連接的傳感器組件、多路數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)采集卡和控制從機，控制從機上連接有時鐘電路和用于記錄汽車行駛時間的計時器，傳感器組件由采集汽車行駛速度的速度傳感器、采集汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器、采集汽車轉(zhuǎn)向器扭矩的扭矩傳感器、采集汽車油箱油位的液位傳感器以及采集汽車水箱水溫的溫度傳感器組成，LabVIEW上位機包括LabVIEW車載主機以及均與LabVIEW車載主機連接用于存儲汽車運行參數(shù)的存儲器、用于有線連接外部設(shè)備的USB接口、用于無線連接外擴終端的藍牙模塊和用于顯示提醒駕駛員汽車運行狀態(tài)的觸摸屏，LabVIEW車載主機的輸出端接有用于語音提示駕駛員駕車安全的音頻輸出模塊。

上述的基于LabVIEW的汽車虛擬儀表系統(tǒng)，其特征在于：所述LabVIEW上位機、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和撥動開關(guān)均通過供電電源供電，供電電源為車載電源。

上述的基于LabVIEW的汽車虛擬儀表系統(tǒng)，其特征在于：所述通信接口由公口串口通信模塊和與所述公口串口通信模塊配合的母口串口通信模塊組成。

上述的基于LabVIEW的汽車虛擬儀表系統(tǒng)，其特征在于：所述音頻輸出模塊包括功率放大器和與所述功率放大器輸出端相接的揚聲器。

上述的基于LabVIEW的汽車虛擬儀表系統(tǒng)，其特征在于：所述控制從機為STC系列單片機。

上述的基于LabVIEW的汽車虛擬儀表系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集卡為PLX9054數(shù)據(jù)采集卡，所述PLX9054數(shù)據(jù)采集卡與所述STC系列單片機連接。

上述的基于LabVIEW的汽車虛擬儀表系統(tǒng)，其特征在于：所述多路數(shù)據(jù)處理模塊包括多路并聯(lián)的運算放大電路，所述多路并聯(lián)的運算放大電路的路數(shù)與傳感器組件中傳感器的數(shù)量相等，所述運算放大電路包括LM324運算放大器。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

1、本實用新型通過設(shè)置傳感器組件采集汽車行駛速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向器扭矩、油箱油位和水箱水溫對汽車的運行參數(shù)進行實時的監(jiān)測，同時通過撥動開關(guān)對轉(zhuǎn)向燈和雨刮器的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果均通過觸摸屏顯示出來，便于駕駛者查看，并及時對汽車進行正確的操作，減少安全事故的發(fā)生，便于推廣使用。

2、本實用新型通過在LabVIEW車載主機上設(shè)置USB接口，采用有線連接外部設(shè)備的方式為LabVIEW車載主機擴展功能端口；通過在LabVIEW車載主機上設(shè)置藍牙模塊，采用無線連接外擴終端的方式與LabVIEW車載主機共享資源，可靠穩(wěn)定，使用效果好。

3、本實用新型通過設(shè)置存儲器將汽車運行參數(shù)保存，同時設(shè)置計時器記錄汽車行駛時間，顯示汽車行駛里程，并通過音頻輸出模塊提示駕駛者操作安全。

綜上所述，本實用新型設(shè)計新穎合理，可實現(xiàn)汽車多個運行參數(shù)的顯示，可根據(jù)實際信息需求量擴展外部接口，滿足多種顯示需要，提高汽車駕駛的安全系數(shù)，便于推廣使用。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路原理框圖。

圖2為本實用新型數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、通信接口和LabVIEW上位機的電路連接關(guān)系原理框圖。

附圖標記說明:

1—數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)； 1-1—傳感器組件；

1-2—多路數(shù)據(jù)處理模塊； 1-3—數(shù)據(jù)采集卡；

1-4—控制從機； 1-5—時鐘電路；

1-6—計時器； 2—通信接口；

3—LabVIEW上位機； 3-1—LabVIEW車載主機；

3-2—藍牙模塊； 3-3—觸摸屏； 3-4—存儲器；

3-5—USB接口； 3-6—音頻輸出模塊； 4—撥動開關(guān)；

5—供電電源。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本實用新型包括設(shè)置在汽車控制臺用于人機交互的LabVIEW上位機3、用于向LabVIEW上位機3輸送汽車運行參數(shù)的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1和用于向LabVIEW上位機3傳輸汽車轉(zhuǎn)向動作的撥動開關(guān)4，撥動開關(guān)4由轉(zhuǎn)向燈撥動開關(guān)和雨刮器撥動開關(guān)組成，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1通過通信接口2與LabVIEW上位機3進行通信，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1包括依次連接的傳感器組件1-1、多路數(shù)據(jù)處理模塊1-2、數(shù)據(jù)采集卡1-3和控制從機1-4，控制從機1-4上連接有時鐘電路1-5和用于記錄汽車行駛時間的計時器1-6，傳感器組件1-1由采集汽車行駛速度的速度傳感器、采集汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器、采集汽車轉(zhuǎn)向器扭矩的扭矩傳感器、采集汽車油箱油位的液位傳感器以及采集汽車水箱水溫的溫度傳感器組成，LabVIEW上位機3包括LabVIEW車載主機3-1以及均與LabVIEW車載主機3-1連接用于存儲汽車運行參數(shù)的存儲器3-4、用于有線連接外部設(shè)備的USB接口3-5、用于無線連接外擴終端的藍牙模塊3-2和用于顯示提醒駕駛員汽車運行狀態(tài)的觸摸屏3-3，LabVIEW車載主機3-1的輸出端接有用于語音提示駕駛員駕車安全的音頻輸出模塊3-6。

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1通過通信接口2與LabVIEW上位機3進行通信，通信接口2為LabVIEW上位機3與外部設(shè)置提供通信渠道，實際使用時，可根據(jù)汽車的發(fā)展需求進行拓展，完善LabVIEW上位機3監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1包括依次連接的傳感器組件1-1、多路數(shù)據(jù)處理模塊1-2、數(shù)據(jù)采集卡1-3和控制從機1-4，傳感器組件1-1直接采集汽車運行參數(shù)，由于環(huán)境因素的干擾，傳感器組件1-1直接采集的汽車運行參數(shù)會存在干擾信號或采集信號微弱，無法保證控制從機1-4向LabVIEW上位機3傳輸數(shù)據(jù)的質(zhì)量，多路數(shù)據(jù)處理模塊1-2的設(shè)置是為了將傳感器組件1-1直接采集的存在干擾的信號或信號微弱進行濾波放大，滿足控制從機1-4的數(shù)據(jù)輸入精度，時鐘電路1-5的設(shè)置是為了給控制從機1-4提供啟振信號，保證控制從機1-4工作正常，計時器1-6的設(shè)置是為了記錄汽車行駛的時間，便于與速度傳感器采集的信號結(jié)合，計算汽車的行駛里程。

本實施例中，所述LabVIEW上位機3、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1和撥動開關(guān)4均通過供電電源5供電，供電電源5為車載電源。

存儲器3-4的設(shè)置是為了存儲汽車運行參數(shù)，同時保存汽車運行的各個參數(shù)的閾值，當傳感器組件1-1直接采集的汽車運行的各個參數(shù)中任意一個超過其閾值時，音頻輸出模塊3-6發(fā)出語音提示駕駛者及時的處理警告信號；觸摸屏3-3的設(shè)置一是為了顯示參數(shù)，提醒駕駛員汽車運行狀態(tài)；一是可作為輸入設(shè)備設(shè)置傳感器組件1-1中各個傳感器的閾值，人機交互效果好；USB接口3-5的設(shè)置是為了有線連接外部設(shè)備，為LabVIEW車載主機3-1擴展功能端口，由于LabVIEW上位機3、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1和撥動開關(guān)4均通過供電電源5供電，且供電電源5為車載電源，USB接口3-5還可以為外部帶有USB口的設(shè)備進行充電以備急用，藍牙模塊3-2的設(shè)置是為了無線連接外擴終端，優(yōu)選的所述外擴終端為手機，駕駛者可通過藍牙模塊3-2與手機進行連接，接聽電話或共享手機內(nèi)資源。

本實施例中，所述通信接口2由公口串口通信模塊和與所述公口串口通信模塊配合的母口串口通信模塊組成。

實際使用中，控制從機1-4上連接有公口串口通信模塊或母口串口通信模塊，LabVIEW車載主機3-1上對應(yīng)的連接有母口串口通信模塊或公口串口通信模塊，控制從機1-4與LabVIEW車載主機3-1通過串口進行通信。

本實施例中，所述音頻輸出模塊3-6包括功率放大器和與所述功率放大器輸出端相接的揚聲器。

實際使用中，LabVIEW車載主機3-1將要播放的語音數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為語音模擬信號，為了提高語音的播放效果，采用功率放大器將所述語音模擬信號進行功率放大，通過揚聲器播放語音，滿足車內(nèi)收聽效果。

本實施例中，所述控制從機1-4為STC系列單片機。

優(yōu)選的STC系列單片機為單片機STC89C51，單片機STC89C51價格便宜，低功耗，滿足數(shù)據(jù)采集需要。

本實施例中，所述數(shù)據(jù)采集卡1-3為PLX9054數(shù)據(jù)采集卡，所述PLX9054數(shù)據(jù)采集卡與所述STC系列單片機連接。

本實施例中，所述多路數(shù)據(jù)處理模塊1-2包括多路并聯(lián)的運算放大電路，所述多路并聯(lián)的運算放大電路的路數(shù)與傳感器組件1-1中傳感器的數(shù)量相等，所述運算放大電路包括LM324運算放大器。

實際使用中，傳感器組件1-1由速度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、扭矩傳感器、液位傳感器以及溫度傳感器組成，采集汽車行駛速度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向器扭矩、油箱油位和水箱水溫，其中，每種類型的傳感器均采用一個或多個，需對每一個傳感器采集的數(shù)據(jù)均進行濾波放大，因此，所述多路并聯(lián)的運算放大電路的路數(shù)與傳感器組件1-1中傳感器的數(shù)量相等，實現(xiàn)一個傳感器對應(yīng)一路運算放大電路。

本實用新型使用時，采用供電電源5為LabVIEW上位機3、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)1和撥動開關(guān)4供電，時鐘電路1-5為控制從機1-4配置啟振頻率，汽車運行，采用傳感器組件1-1采集汽車運行的各個參數(shù)，并通過多路數(shù)據(jù)處理模塊1-2分別對傳感器組件1-1采集汽車運行的各個參數(shù)進行濾波放大處理送入至數(shù)據(jù)采集卡1-3，計時器1-6實時記錄汽車運行的時間，與數(shù)據(jù)采集卡1-3采集的數(shù)據(jù)同步傳輸至控制從機1-4中，計時器1-6實時記錄汽車運行的時間與傳感器組件1-1采集的汽車運行速度結(jié)合可計算出汽車行駛里程，控制從機1-4通過通信接口2將其采集處理的信號一并傳輸至LabVIEW車載主機3-1，通過觸摸屏3-3顯示汽車的運行參數(shù)，撥動開關(guān)4可將汽車的轉(zhuǎn)向燈信號和雨刮器信號傳輸至LabVIEW車載主機3-1，雨刮器運行的狀態(tài)駕駛者便于察覺，轉(zhuǎn)向燈的使用駕駛者往往會忽略，造成后車的行駛不明，觸摸屏3-3及時顯示汽車的運行狀態(tài)，提示駕駛者轉(zhuǎn)向燈狀態(tài)信息，便于駕駛者及時操作，確保駕駛操作正確，同時音頻輸出模塊3-6語音提示駕駛者，使用效果好，通過USB接口3-5有線連接外部設(shè)備，通過藍牙模塊3-2無線連接外擴終端，易于拓展，重塑性好，滿足多種顯示需要，實現(xiàn)資源共享，提高汽車駕駛的安全系數(shù)。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。