【汽車(chē)座椅電功能檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)10000字（論文）】

汽車(chē)座椅電功能檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要近年來(lái)汽車(chē)行業(yè)蒸蒸日上，每家每戶(hù)對(duì)汽車(chē)有了新的概念，它不再局限于代步工具，人們?nèi)諠u關(guān)心起車(chē)輛的舒適度、安全性等問(wèn)題。這也伴隨著汽車(chē)生產(chǎn)的廠家對(duì)制造汽車(chē)座椅的出廠檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)提出了更加嚴(yán)苛的要求。就目前而言，近年來(lái)汽車(chē)座椅電功能檢測(cè)系統(tǒng)朝著多維的方向發(fā)展。汽車(chē)電動(dòng)座椅里重要的電氣元件有重力感應(yīng)傳感器，安全氣囊和座椅調(diào)節(jié)電機(jī)構(gòu)成，涉及到安全，乘坐舒適度等方面的重要問(wèn)題，出廠質(zhì)量每一步都必須嚴(yán)格。本文通過(guò)采用美國(guó)NI公司的圖形化編程軟件LabVIEW開(kāi)發(fā)出一套快速，高精度，穩(wěn)定的檢測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)檢測(cè)電流來(lái)判斷生產(chǎn)出來(lái)的座椅是否符合標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)可以在座椅檢測(cè)時(shí)快速高效的檢測(cè)產(chǎn)品，并且可以采集數(shù)據(jù)，顯示和分析的功能，在實(shí)際的運(yùn)行中，系統(tǒng)也能穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)鍵詞：電動(dòng)座椅電流檢測(cè)LabVIEW程序框圖目錄1. 緒論 71.1課題研究背景及意義 71.2研究發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 71.2.1汽車(chē)座椅電功能測(cè)試的發(fā)展 71.2.2虛擬儀器的發(fā)展： 81.3本課題主要研究的內(nèi)容 92.檢測(cè)系統(tǒng)方案確定及硬件設(shè)計(jì) 102.1檢測(cè)系統(tǒng)總體方案 102.2電流傳感器 102.3數(shù)據(jù)采集卡 112.3.1連續(xù)量的時(shí)間離散化 112.3.2連續(xù)量的數(shù)值化 122.3.3PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡 122.4工控機(jī) 132.5檢測(cè)系統(tǒng)的硬件集成 132.5.1檢測(cè)系統(tǒng)總體硬件框圖 132.5.2檢測(cè)系統(tǒng)硬件集成 142.6本章小結(jié) 143.檢測(cè)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 153.1測(cè)試電路設(shè)計(jì) 153.2信息采集電路設(shè)計(jì) 163.3繼電器控制電路 183.4系統(tǒng)總體運(yùn)行流程圖 193.5本章小結(jié) 194.基于LabVIEW前面板設(shè)計(jì) 204.1虛擬儀器基本組件方案 204.2系統(tǒng)前面板設(shè)計(jì) 204.2.1系統(tǒng)前面板總體設(shè)計(jì) 204.2.2通道參數(shù)配置 214.2.3實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示 214.3本章小結(jié) 225.LabVIEW程序框圖設(shè)計(jì) 235.1LabVIEW 235.1.1LabVIEW簡(jiǎn)介 235.1.2LabVIEW特點(diǎn) 245.1.3Labview狀態(tài)機(jī) 245.2數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計(jì) 255.3繼電器控制模塊 275.4采集卡通道設(shè)置 275.5測(cè)試控制流程模塊 285.6本章小結(jié) 30結(jié)語(yǔ) 31參考文獻(xiàn) 32緒論1.1課題研究背景及意義伴隨著現(xiàn)代人們物質(zhì)水平的提高，汽車(chē)已經(jīng)走進(jìn)了大眾的視野，人們對(duì)汽車(chē)已不再望而卻步，并且隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)汽車(chē)的安全性、舒適性有了明顯的要求。與此同時(shí)，汽車(chē)的各個(gè)功能也不再不停地優(yōu)化。同樣的，功能的優(yōu)化也帶來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化。為了提高汽車(chē)座椅的各項(xiàng)性能，工程師們也在努力的使用各項(xiàng)因素。電動(dòng)座椅改善了車(chē)載人員的乘坐環(huán)境，側(cè)面的也增加了安全性。座椅電功能檢測(cè)系統(tǒng)可以檢測(cè)汽車(chē)座椅前后、上下滑動(dòng)、靠背調(diào)角、等基本功能，安全的電動(dòng)座椅是保護(hù)車(chē)載人員的安全保障，讓乘客享受電動(dòng)座椅帶來(lái)的便攜之后還要確保其安全。1.2研究發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)1.2.1汽車(chē)座椅電功能測(cè)試的發(fā)展目前來(lái)講，國(guó)內(nèi)汽車(chē)座椅電功能檢測(cè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)零部件檢測(cè)、基于LabVIEW系統(tǒng)，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等的檢測(cè)，但是國(guó)內(nèi)的汽車(chē)座椅電功能檢測(cè)系統(tǒng)沒(méi)有國(guó)外發(fā)展的完善，就設(shè)備而言，國(guó)內(nèi)機(jī)器與進(jìn)口機(jī)器之間還有一定的差距，這反映在精度、穩(wěn)定性等方面。但是，先進(jìn)的技術(shù)價(jià)格一般比較昂貴，并且購(gòu)買(mǎi)了設(shè)備，設(shè)備還有其他方面的限制。每當(dāng)汽車(chē)零部件廠商想開(kāi)發(fā)一條零部件裝配線時(shí)，就需要花費(fèi)不小的價(jià)格和成本去購(gòu)買(mǎi)檢測(cè)設(shè)備。所以高精度、高質(zhì)量、高速度和多功能的檢測(cè)裝置已成為拉近國(guó)內(nèi)外汽車(chē)座椅質(zhì)量的一大障礙。所以設(shè)計(jì)完成好一個(gè)汽車(chē)座椅電功能檢測(cè)系統(tǒng)不僅在于它優(yōu)秀的使用還在于它具有重大的意義，這就會(huì)成為發(fā)展檢測(cè)系統(tǒng)的進(jìn)步[1]。隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展和科技水平的提高、電動(dòng)的汽車(chē)座椅逐漸的走入大家的視野，截止目前，大部分的汽車(chē)都是電動(dòng)座椅。多樣化的電動(dòng)座椅具有電動(dòng)調(diào)節(jié)、座椅加熱、按摩等一系列可以增加乘客舒適度的功能，同時(shí)，像以前那種依靠獨(dú)立模塊的時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返了，CAN總線控制模塊已經(jīng)覆蓋了市場(chǎng)。多樣化的功能就存在多樣化的標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)也就需要儀器的檢測(cè)，因此汽車(chē)座椅電功能的檢測(cè)也隨之而來(lái)。檢測(cè)的方法通常是設(shè)計(jì)一個(gè)電路，通過(guò)各種器件，比如電壓傳感器、電流傳感器、執(zhí)行器等。通過(guò)器件組成一個(gè)汽車(chē)座椅電功能檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)判定座椅的電功能是否正常。所以去研究汽車(chē)座椅電功能檢測(cè)設(shè)備在現(xiàn)實(shí)發(fā)展下是非常必要的，而且在多種的檢測(cè)方法中選對(duì)方向?qū)ρ芯科?chē)座椅電功能檢測(cè)系統(tǒng)也是有必要的。就目前而言，智能化、模塊化是汽車(chē)各種電機(jī)驅(qū)動(dòng)零部件檢測(cè)系統(tǒng)的大致發(fā)展方向。智能化主要是指不需要人工去分析數(shù)據(jù)和設(shè)備，由機(jī)器來(lái)代替完成一系列的工作，這樣可以減少人為的誤差，能夠精確地檢測(cè)座椅電功能是否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。模塊化也就是一個(gè)獨(dú)立的模塊里有各種標(biāo)準(zhǔn)化的部件，這就形成很多不同平臺(tái)化結(jié)構(gòu)。進(jìn)行汽車(chē)座椅電功能檢測(cè)和研發(fā)產(chǎn)品時(shí)，可以靈活的選擇所需要的器件儀器，這樣不僅減少財(cái)務(wù)消耗，還能省下研發(fā)時(shí)間。不僅是這樣，還能對(duì)汽車(chē)的安全性能進(jìn)行自動(dòng)評(píng)估。這些優(yōu)點(diǎn)吸引更多的公司企業(yè)去研究這方面的技術(shù)。在最近一些年，在國(guó)外，很多的公司在模塊化方面已經(jīng)進(jìn)行試驗(yàn)并且取得了不小的成就。國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)對(duì)汽車(chē)座椅檢測(cè)的需求也在加大。針對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)零部件的檢測(cè)，他們都具有一定共同的特點(diǎn)，就是汽車(chē)模塊化汽車(chē)電功能檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)非常的適合汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。1.2.2虛擬儀器的發(fā)展：虛擬儀器系統(tǒng)是一個(gè)將本系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、總線技術(shù)、軟件技術(shù)和其他各項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)物。它主要定義是指使用先進(jìn)的高性能的模塊化硬件，結(jié)合先進(jìn)的高效率的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種產(chǎn)品測(cè)試、檢驗(yàn)和管理而精心做出來(lái)的系統(tǒng)。靈活多樣的設(shè)計(jì)軟件可以靈活構(gòu)造設(shè)計(jì)出一個(gè)適合自己的軟件用戶(hù)界面，比如LabVIEW。模塊化的硬件可以確定數(shù)據(jù)的流向和過(guò)程。虛擬儀器不同于其他傳統(tǒng)的儀器，美國(guó)的NI公司認(rèn)為虛擬儀器是基于通用的計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，他要利用計(jì)算機(jī)軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理能力來(lái)為自己工作。虛擬儀器需要高效的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)運(yùn)行，模塊化的I/O硬件來(lái)完成信號(hào)的采集、測(cè)量，這樣才能完整的成為一套測(cè)試控制系統(tǒng)；才能完全發(fā)揮虛擬儀器的高效性能。該技術(shù)主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)與硬件儀器有機(jī)融合而成的產(chǎn)物，基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而它的核心則是其計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)。虛擬儀器也是一個(gè)高性能、低成本的平臺(tái)，可以說(shuō)虛擬儀器的提出促使LabVIEW的發(fā)展，為了使這種儀器范圍擴(kuò)大化，還發(fā)明了多種的I/O模塊連接儀器和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)等可以交互的平臺(tái)[6]。1.3本課題主要研究的內(nèi)容第一章主要介紹檢測(cè)系統(tǒng)的研究背景和意義，通過(guò)相關(guān)文文獻(xiàn)的查閱，對(duì)汽車(chē)座椅電功能檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)行歸納盒總結(jié)，確定本文研究的內(nèi)容，并且概括了主要的研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排。第二章主要是對(duì)本文方案的確定和硬件系統(tǒng)部分的選擇，在本章詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)的方案需要軟件硬件的配合，并且在選擇硬件的情況下進(jìn)行各方面的考慮來(lái)保證系統(tǒng)的精確性和系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞的穩(wěn)定性。第三章主要是檢測(cè)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這一章主要介紹的是本系統(tǒng)的電路，包括數(shù)據(jù)的流向，數(shù)據(jù)是怎么樣傳遞的，怎么樣穩(wěn)定的。一個(gè)正確的電路會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)操作方便簡(jiǎn)單易懂。第四章主要介紹LabVIEW前面板進(jìn)行設(shè)計(jì)，本章介紹虛擬儀器確定的基本方案，在對(duì)前面板上各部分進(jìn)行仔細(xì)地介紹。前面板對(duì)于用戶(hù)是極其重要的存在，所以前面板的設(shè)計(jì)主要方便用戶(hù)去觀察。第五章主要是對(duì)LabVIEW的程序框圖的設(shè)計(jì)，也就是后面板圖形代碼。該部分包括數(shù)據(jù)采集模塊、繼電器控制模塊、通道采集設(shè)置和測(cè)試控制模塊組成，只有后面的程序框圖設(shè)計(jì)正確才能準(zhǔn)確的收集數(shù)據(jù)并且保存數(shù)據(jù)。

2.檢測(cè)系統(tǒng)方案確定及硬件設(shè)計(jì)2.1檢測(cè)系統(tǒng)總體方案一個(gè)正確的汽車(chē)座椅檢測(cè)系統(tǒng)主要分為兩大部分，分別是硬件部分和軟件部分。在硬件部分主要有數(shù)據(jù)采集卡、工控機(jī)、信號(hào)調(diào)節(jié)器和傳感器這幾個(gè)部分。傳感器、信號(hào)調(diào)節(jié)器和數(shù)據(jù)采集卡所組成的一套采集系統(tǒng)是整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心。他的主要的目的是獲取原始的信號(hào)數(shù)據(jù)，對(duì)后期的數(shù)據(jù)分析提供原始的數(shù)據(jù)。軟件部分主要是由計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)軟件和基于LabVIEW開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)采集軟件組成。軟件部分最核心的是基于LabVIEW所開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)采集軟件，它的主要的作用收集電流數(shù)據(jù)，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析再對(duì)座椅進(jìn)行判別，從生產(chǎn)完成的座椅中檢測(cè)。2.2電流傳感器傳感器可以把一個(gè)量的的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成其他量的裝置。系統(tǒng)要分析物體的相關(guān)數(shù)據(jù)，就要經(jīng)過(guò)傳感器來(lái)轉(zhuǎn)換。電流傳感器的作用是檢測(cè)到被測(cè)電流的信息然后按照的規(guī)律變換成符合標(biāo)準(zhǔn)需要的電信號(hào)，這樣就能使數(shù)據(jù)可以被采集和分析。本文選用的直流電流傳感器是霍爾直流220V穿孔電量傳感器0-5A轉(zhuǎn)4-20mA。霍爾傳感器結(jié)構(gòu)原理：如圖2-1所示，在高頻磁吸的一側(cè)開(kāi)一個(gè)孔，把霍爾芯片鑲嵌在里面，然后，把這個(gè)霍爾傳感器套在被測(cè)的導(dǎo)線上，剛有電流通過(guò)時(shí)，高頻磁吸里會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)強(qiáng)度，垂直于穿過(guò)霍爾芯片，導(dǎo)向中的電流大小就與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，就成了霍爾芯片感知的霍爾芯片的大小。公式如式1，UH為霍爾電壓，K?為比例常數(shù)，公式：UH=K圖2-1霍爾傳感器結(jié)構(gòu)2.3數(shù)據(jù)采集卡數(shù)據(jù)采集卡是指自動(dòng)收集來(lái)自傳感器的數(shù)字量檢測(cè)模塊的電信號(hào)或非電信號(hào)，并且將收集的信號(hào)發(fā)送到高級(jí)計(jì)算機(jī)以用于分析和處理。數(shù)據(jù)采集卡是在測(cè)量?jī)x器發(fā)送外部測(cè)定信號(hào)必須通過(guò)的通道。數(shù)據(jù)采集卡是數(shù)字測(cè)量，如字面所示，測(cè)量瞬間值，然后將所測(cè)定的瞬間值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，形成時(shí)間和振幅的連續(xù)變化在時(shí)間上的離散化，幅值上數(shù)值化的量。2.3.1連續(xù)量的時(shí)間離散化連續(xù)量最單的表達(dá)方式就是用函數(shù)表示，如圖2-2（a）所表示的曲線x（t），從圖中可以看出它在任何范圍和有界的時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)都是連續(xù)的。當(dāng)以時(shí)間t為間隔的時(shí)候，在t=0的時(shí)候作為起點(diǎn)來(lái)測(cè)量每個(gè)時(shí)刻。那么數(shù)據(jù)x在總時(shí)間內(nèi)就會(huì)獲得有限的數(shù)目。這就是連續(xù)量的離散化圖2-2（a）連續(xù)量x圖2-2（b）離散量x

2.3.2連續(xù)量的數(shù)值化在采集到模擬信號(hào)后，模擬信號(hào)在時(shí)間上已經(jīng)被離散化，但是在幅值上它還是連續(xù)的，所以要經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理。首先把一個(gè)有界的數(shù)值A(chǔ)分成m個(gè)量化的量xj，j=0，1，2，…,m，其中mΔx代表的是數(shù)值A(chǔ)，這之后連續(xù)函數(shù)的量就轉(zhuǎn)換成有限的階梯變化量。這就是連續(xù)量的數(shù)值化，如圖2-3所示[圖2-3數(shù)值化x2.3.3PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡為了滿(mǎn)足多個(gè)通道的采集和高精度數(shù)據(jù)采集以及經(jīng)濟(jì)的要求，本系統(tǒng)采用的是PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡，由美國(guó)NI公司生產(chǎn)的一款數(shù)據(jù)采集卡如圖2-4所示。圖2-4PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡NIPCI-6221數(shù)據(jù)采集卡有16位，250kS/s，16路模擬輸入。另有5倍采樣速率的高速M(fèi)系列和四倍分辨率的高精度M系列可供選擇。PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡具有高性?xún)r(jià)比的解決方案，它以高效率低成本著稱(chēng)。2路16位模擬輸出（833kS/s）；24路數(shù)字I/O線，32位計(jì)數(shù)器可溯源至NIST的校準(zhǔn)證書(shū)，以及70多個(gè)信號(hào)調(diào)理選項(xiàng)關(guān)聯(lián)（Correlated）DIO（8條時(shí)鐘線，1MHz）NI-MCal校準(zhǔn)技術(shù)提高了測(cè)量精度2.4工控機(jī)工控機(jī)在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中指工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它采用總線的結(jié)構(gòu)，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)采集的裝置。在一些情況下，工控機(jī)的作用是作為一個(gè)受到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)操控的前端設(shè)備。它運(yùn)行的軟件是針對(duì)工程師們所開(kāi)發(fā)的，比如LabVIEW。本課題所選擇的工控機(jī)是研華公司生產(chǎn)的UNO-3072型工控機(jī)，如圖2-5所示，它的特點(diǎn)是無(wú)風(fēng)扇、壁掛式前面訪問(wèn)的PC機(jī)，它可以進(jìn)行PCI總線擴(kuò)展，在任何第三方I/O模塊上它都可以運(yùn)用。圖2-5UNO-3072工控機(jī)2.5檢測(cè)系統(tǒng)的硬件集成2.5.1檢測(cè)系統(tǒng)總體硬件框圖如圖2-6，這個(gè)框圖說(shuō)明了測(cè)試數(shù)據(jù)的流向，由汽車(chē)電動(dòng)座椅的電流經(jīng)過(guò)電流傳感器，再到信號(hào)調(diào)理模塊，再到PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡，最后經(jīng)穩(wěn)定濾波顯示在計(jì)算機(jī)上并且其數(shù)據(jù)得到存儲(chǔ)，這也是系統(tǒng)整個(gè)電流數(shù)據(jù)的流向，對(duì)應(yīng)信息采集模塊[6]。圖2-6總體硬件框圖2.5.2檢測(cè)系統(tǒng)硬件集成因?yàn)楸緳z測(cè)系統(tǒng)用于剛出廠的電動(dòng)座椅電功能檢測(cè)，根據(jù)工廠的需求，采用嵌入式或懸掛式安裝能更好地滿(mǎn)足工作人員觀看顯示器的需求。具體安裝參考下圖2-7。圖中電流傳感器與數(shù)據(jù)采集卡上的對(duì)應(yīng)接口相連接，數(shù)據(jù)采集卡安裝與工控機(jī)的PCI插槽上，最后將顯示器與工控機(jī)的VGA口進(jìn)行連接[5]。圖2-7檢測(cè)系統(tǒng)硬件連接方式2.6本章小結(jié)本章首先根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些原則來(lái)對(duì)座椅電功能檢測(cè)系統(tǒng)做了總體方案的設(shè)計(jì)。確定了本系統(tǒng)的硬件和軟件部分的整體設(shè)計(jì)方案。之后就是對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行了整體的設(shè)計(jì)，它包括電流傳感器、PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡和工控機(jī)的選擇，并且介紹了怎么樣去安裝系統(tǒng)。

3.檢測(cè)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1測(cè)試電路設(shè)計(jì)如圖3-1所示，該圖為測(cè)試提示燈電路圖，對(duì)應(yīng)的是下文測(cè)試控制流程模塊，其中包括了座椅靠背向前提示燈泡、座椅靠背向后提示燈泡、座椅向前提示燈泡、座椅向后提示燈泡、座椅座角度調(diào)高提示燈泡和座椅座角度調(diào)低提示燈泡。圖中的開(kāi)關(guān)電源為220V，24V供電。電源通過(guò)總開(kāi)關(guān)和急停，最后流入并聯(lián)電路中來(lái)檢測(cè)提示燈，圖中有六個(gè)開(kāi)關(guān)控制不同的檢測(cè)。該電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易懂，可以依次測(cè)試各個(gè)提示燈。提示燈的作用主要是提示工作人員系統(tǒng)現(xiàn)在在檢測(cè)哪一個(gè)動(dòng)作的電流，方便工作人員進(jìn)行判斷并且對(duì)波形電路的顯示有一定的幫助。圖3-1測(cè)試燈泡電路

3.2信息采集電路設(shè)計(jì)如圖3-2（a）所示，該圖為采集模擬量電流電路圖，汽車(chē)電動(dòng)座椅一般由三個(gè)電機(jī)來(lái)控制電功能，如圖3-2（b）所示。該程序設(shè)計(jì)了三個(gè)電機(jī)和三個(gè)電流傳感器，分別是測(cè)試汽車(chē)座椅前后電機(jī)、座椅上下滑動(dòng)、座椅靠背調(diào)角的電機(jī)。首先用電流傳感器卡在汽車(chē)電動(dòng)座椅的電路上，由從汽車(chē)電動(dòng)座椅電流輸入的電流通過(guò)卡在座椅電路上的直流電流傳感器將0-5A轉(zhuǎn)成4-20mA，輸入的電流再由PCI-6221數(shù)據(jù)采集卡上并聯(lián)250歐的精密電阻（1-5V）輸入采集卡，之后在采集卡上并聯(lián)30千歐的電阻來(lái)穩(wěn)定最后的數(shù)據(jù)，該30千歐的電阻在系統(tǒng)上充當(dāng)硬件濾波的作用。采集卡對(duì)應(yīng)的輸出點(diǎn)控制對(duì)應(yīng)的固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器控制繼電器，繼電器再控制燈，用著三重的傳遞時(shí)因?yàn)橛布緛?lái)驅(qū)動(dòng)能力太弱，負(fù)載能力特別弱，一般來(lái)講時(shí)用它控制固態(tài)繼電器。有了這個(gè)過(guò)程，這樣所輸出的數(shù)據(jù)會(huì)更加的穩(wěn)定，精準(zhǔn)，精確。這張電路圖對(duì)應(yīng)信息采集模塊。圖3-2（a）信息采集電路圖3-2（b）汽車(chē)電動(dòng)座椅電路

3.3繼電器控制電路在本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了固態(tài)繼電器電路，固態(tài)繼電器安裝在數(shù)據(jù)采集卡的后面。如前文所說(shuō)，固態(tài)繼電器可以由采集卡直接控制，不需要加強(qiáng)控制電流，它的連接方式如圖所示，對(duì)應(yīng)的連接引腳已在圖中標(biāo)出。這個(gè)電路的主要目的就是在檢測(cè)開(kāi)始前提示工作人員已準(zhǔn)備就緒，電路無(wú)故障，可以進(jìn)行檢測(cè)。圖中的引腳還對(duì)應(yīng)圖3-1、圖3-2的引腳，這樣就組成了完整的控制電路圖3-3固態(tài)繼電器控制電路3.4系統(tǒng)總體運(yùn)行流程圖如圖3-4，這是本系統(tǒng)總體的流程圖，開(kāi)始接通開(kāi)關(guān)電源，系統(tǒng)初始化，燈組全滅。下一步就是系統(tǒng)開(kāi)始測(cè)試，根據(jù)提示控制電路開(kāi)關(guān)，然后系統(tǒng)檢測(cè)各個(gè)指令的電流值，并且系統(tǒng)進(jìn)行分析。如果檢測(cè)項(xiàng)全部合格，則系統(tǒng)結(jié)束，本次測(cè)試結(jié)束。圖3-4系統(tǒng)流程圖3.5本章小結(jié)本章對(duì)整體的系統(tǒng)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，電路的設(shè)計(jì)主要查閱了資料，包括虛擬儀器數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程，收集到的數(shù)據(jù)如何才能穩(wěn)定并且準(zhǔn)確。這也為了下文LabVIEW前面板以及程序框圖的設(shè)計(jì)形成了一個(gè)基礎(chǔ)。4.基于LabVIEW前面板設(shè)計(jì)4.1虛擬儀器基本組件方案本設(shè)計(jì)采用了一種基于數(shù)據(jù)采集卡的虛擬化儀器系統(tǒng)的組建設(shè)計(jì)方案。它主要是通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換將各種數(shù)字信號(hào)直接采集起來(lái)放在電腦中，然后用來(lái)對(duì)其進(jìn)行分析、處理、顯示，并通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換直接實(shí)現(xiàn)對(duì)反饋的控制，它還允許用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要添加信號(hào)調(diào)理等軟硬件功能。4.2系統(tǒng)前面板設(shè)計(jì)4.2.1系統(tǒng)前面板總體設(shè)計(jì)如圖4-1，設(shè)計(jì)的前面板由通道設(shè)置，電流峰值上下限，座位電機(jī)，提示燈，開(kāi)關(guān)，文件路徑和電流顯示七個(gè)頁(yè)面組成。它完全體現(xiàn)了某一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的作用與其實(shí)際運(yùn)行。圖4-1LabVIEW前面板

4.2.2通道參數(shù)配置如圖4-2所示，這是本系統(tǒng)的通道參數(shù)配置，系統(tǒng)通道參數(shù)配置界面是提供了數(shù)據(jù)采集卡的參數(shù)配置，主要包括是否安裝通道模擬量采集通道，采樣模式，采集卡輸入接線端配置，速率，還有采集到數(shù)據(jù)的最大和最小的設(shè)置。圖4-2通道參數(shù)配置4.2.3實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示LabVIEW系統(tǒng)具有非常多的圖形控件來(lái)對(duì)LabVIEW的前面板進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如本次測(cè)試系統(tǒng)就用波形圖標(biāo)來(lái)實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠特別清晰的并且靈活的顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在前面板這個(gè)界面里不僅可以顯示一個(gè)通道的采集的波形，還可以顯示多個(gè)通道采集的波形，這樣可以使得人們觀看的采集到的數(shù)據(jù)更加的直觀，也便于人們對(duì)它進(jìn)行分析。如上圖，上圖即是本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，當(dāng)工作人員點(diǎn)下開(kāi)始測(cè)試的時(shí)候，首先彈出“設(shè)置編號(hào)”這個(gè)項(xiàng)目，當(dāng)編號(hào)輸入完成，系統(tǒng)才能夠工作，數(shù)據(jù)也才可以采集，如圖4-3，三個(gè)電流才能呈現(xiàn)波形在工作人員的面前。這樣的設(shè)計(jì)可以使歷史數(shù)據(jù)更加的清晰，采集的數(shù)據(jù)不會(huì)混亂，也更利于數(shù)據(jù)庫(kù)的管理。

圖4-3數(shù)據(jù)顯示界面4.3本章小結(jié)本章主要是對(duì)LabVIEW前面板程序進(jìn)行詳細(xì)的介紹，LabVIEW的前面板是數(shù)據(jù)顯示，其中包括系統(tǒng)的開(kāi)始、進(jìn)行、結(jié)束。前面板對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)是非常重要的，前面板的設(shè)計(jì)關(guān)系到數(shù)據(jù)顯示的清晰程度，設(shè)計(jì)好前面板就對(duì)后面的程序框圖設(shè)計(jì)有了明顯的路徑和巨大的幫助。

5.LabVIEW程序框圖設(shè)計(jì)5.1LabVIEW5.1.1LabVIEW簡(jiǎn)介L(zhǎng)abVIEW是一種類(lèi)似于C語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)程序，該程序是由美國(guó)的國(guó)家儀器（NI)公司研發(fā)的一種開(kāi)發(fā)環(huán)境。比如C這種語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境是采用文本語(yǔ)言產(chǎn)生代碼，靠著代碼來(lái)運(yùn)行程序，根據(jù)語(yǔ)句和用戶(hù)指令來(lái)執(zhí)行程序。而LabVIEW則是使用圖形化的編輯語(yǔ)言程序，它所形成的是程序框圖，而不是枯燥無(wú)味的代碼，LabVIEW的數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)流向決定了程序的執(zhí)行順序，他的流程更像是流程圖。每個(gè)設(shè)計(jì)公司都有自己的核心，LabVIEW就是美國(guó)NI公司的一個(gè)核心，因?yàn)長(zhǎng)abVIEW是用于開(kāi)發(fā)各種測(cè)量與控制系統(tǒng)的非常理想的選擇。LabVIEW的設(shè)計(jì)目的也很簡(jiǎn)單，跟其他的軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言一樣，都主要是為了高效的能夠幫助我們的科學(xué)家和技術(shù)人員們有效地解決實(shí)際上的問(wèn)題和同時(shí)提高我們的科研速度，LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境內(nèi)包含的高效率的工具讓這個(gè)目的更好的達(dá)到。當(dāng)然，除了簡(jiǎn)單便攜高效，LabVIEW也與c一樣的它擁有著一個(gè)非常龐大的遠(yuǎn)程函數(shù)庫(kù)，它主要功能包括了對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、串行端口數(shù)的控制、數(shù)據(jù)流的分析以及重要的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ)等。除了傳統(tǒng)使用程序函數(shù)庫(kù)外，還有許多基于傳統(tǒng)的對(duì)整個(gè)程序性能進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試的應(yīng)用工具,比如程序可以通過(guò)程序設(shè)置文件中的程序斷點(diǎn)、用戶(hù)或動(dòng)畫(huà)等的形式實(shí)現(xiàn)來(lái)實(shí)時(shí)顯示程序數(shù)據(jù)、子程序的實(shí)時(shí)運(yùn)行調(diào)試結(jié)果、單步的程序執(zhí)行等,這些簡(jiǎn)而言之就是為了能夠便于對(duì)整個(gè)程序性能進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試。經(jīng)過(guò)上面的相關(guān)介紹容易一點(diǎn)了解后就得知道,LabVIEW就是用一個(gè)矩形圖標(biāo)編程來(lái)直接執(zhí)行代替其它圖標(biāo)編程應(yīng)用語(yǔ)言文件中的一個(gè)文本,這種編程語(yǔ)言可以叫做一個(gè)圖形化的圖標(biāo)編程應(yīng)用語(yǔ)言，也稱(chēng)G語(yǔ)言。圖形的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)，通俗易懂，能清楚的看見(jiàn)數(shù)據(jù)的流向，每一塊框圖代表著什么樣的意義。對(duì)于用戶(hù)的設(shè)計(jì)方面,LabVIEW能夠提供許多與我們傳統(tǒng)的儀器相類(lèi)似的一些設(shè)計(jì)控件,比如萬(wàn)用表、示波器等,他的設(shè)計(jì)目的就是為了讓我們的用戶(hù)更加方便地進(jìn)入自己所創(chuàng)建用戶(hù)的界面。在LabVIEW中前面板就是一個(gè)叫做用戶(hù)界面,用戶(hù)界面不像程序框圖如此的復(fù)雜,他更能突出是表達(dá)數(shù)據(jù)。后面板即為您的程序框圖,對(duì)后面板的各個(gè)程序圖標(biāo)可以進(jìn)行各種連線性的控制便于您能夠隨時(shí)改變程序前面板的相關(guān)信息。這些即為一個(gè)圖形化的軟件源代碼[3]。5.1.2LabVIEW特點(diǎn)圖形化編程環(huán)境，針對(duì)的領(lǐng)域有測(cè)試測(cè)量和控制。LabVIEW提供面板，上面有很多必須的顯示和控制，比如：圖標(biāo)、按鈕、按鍵等，它還可以輕易地將儀器控件改成自己所需要的控件。LabVIEW本來(lái)就是圖形編輯軟件，所以相當(dāng)于其他軟件運(yùn)行圖像，LabVIEW會(huì)相對(duì)快些。還有就是LabVIEW可以在運(yùn)行過(guò)程中觀看數(shù)據(jù)流的變化，這點(diǎn)可以根據(jù)流程圖來(lái)做詳細(xì)的觀察。采用圖形化編程的G語(yǔ)言，特點(diǎn)就是基本上不用寫(xiě)程序源代碼，他們所需要做的就是根據(jù)工程師們自己設(shè)計(jì)的流程圖或者是程序框圖，里面的圖標(biāo)也是根據(jù)工程師們所非常熟悉的圖標(biāo)來(lái)進(jìn)行制作，因此有著強(qiáng)大功能的LabVIEW應(yīng)用于多個(gè)測(cè)試控制場(chǎng)所，里面的函數(shù)庫(kù)也提供了大量的函數(shù)，足夠給工程師們進(jìn)行選擇。他的有帶你有很多，首先提高自己的圖形編輯及G語(yǔ)言的能力，其次，對(duì)系統(tǒng)整體的檢測(cè)更加的熟悉，對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)也能更好地進(jìn)行分析。LabVIEW程序的效率也是有目共睹的，高效的運(yùn)行速度，精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和分析，如此便攜的操作，這些都可以大大的提高工程師們的工作效率。更加主要方便的一點(diǎn)是,只有一個(gè)軟件的例子情況下,可以通過(guò)改變一個(gè)軟件來(lái)完成不同類(lèi)型儀器的特性,它既相當(dāng)于一個(gè)軟件也可以相當(dāng)于一個(gè)硬件。在國(guó)內(nèi),已經(jīng)有人研制出了一種圖形化的單片機(jī)編輯處理系統(tǒng)。同時(shí)，LabVIEW還提供了多種版本供給所需要的用戶(hù)。5.1.3Labview狀態(tài)機(jī)狀態(tài)機(jī)的組成主要是由一個(gè)時(shí)間結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)和while循環(huán)組成,在外圍有一個(gè)while循環(huán),在while的時(shí)間和時(shí)間里都有一個(gè)條件和時(shí)間結(jié)構(gòu),第三個(gè)基本的結(jié)構(gòu)是移位寄存器,移位寄存器的功能就是通過(guò)移位寄存器來(lái)把之前的狀態(tài)作出的選擇傳遞給到下一個(gè)循環(huán)中的選擇端子。狀態(tài)機(jī)的運(yùn)行由while循環(huán)來(lái)保持，對(duì)各個(gè)不同的部分進(jìn)行判斷和各個(gè)狀態(tài)和下一狀態(tài)的選擇這點(diǎn)交給條件結(jié)構(gòu)。在一些工程應(yīng)用中,狀態(tài)機(jī)器人是目前使用最廣泛的一種設(shè)計(jì)模型,他簡(jiǎn)單而又有效地理解了狀態(tài)機(jī)器人讓我們能夠輕松地實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的流程圖中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷。在一個(gè)完整的狀態(tài)計(jì)算機(jī)里面,一般都會(huì)出現(xiàn)初始和停止兩種狀態(tài)。程序由初始化開(kāi)始運(yùn)行到停止結(jié)束，這類(lèi)似一個(gè)狀態(tài)機(jī)的開(kāi)關(guān)。在我們?cè)O(shè)計(jì)某個(gè)狀態(tài)機(jī)的時(shí)候，首先畫(huà)出由while循環(huán)、條件結(jié)構(gòu)和移位寄存器組成的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，其次再對(duì)循環(huán)里的狀態(tài)進(jìn)行編輯。5.2數(shù)據(jù)采集模塊程序設(shè)計(jì)LabVIEW程序面板里面有很多關(guān)于采集數(shù)據(jù)的函數(shù)。在多個(gè)采集方式中，本系統(tǒng)主要采用的是DAQmx的函數(shù)。如圖5-1所示。有DAQmxtiming、DAQmxread、DAQmxstart等豐富的函數(shù)運(yùn)算。圖5-1LabVIEW數(shù)據(jù)采集模塊如圖5-2（a），這是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集模塊，在圖中采集卡上已讀取數(shù)據(jù)，讀取的數(shù)據(jù)取一系列的數(shù)組，這些數(shù)組通過(guò)數(shù)據(jù)換算（如圖5-2（b）就會(huì)顯示到前面板的靠背電流表、座椅電流表和前后電流表上。之后這些數(shù)組通過(guò)創(chuàng)建波形（如圖5-2（c））使其呈現(xiàn)在波形圖標(biāo)上。圖5-2（a）數(shù)據(jù)采集程序框圖圖5-2（b）數(shù)據(jù)換算程序圖5-2（c）波形圖標(biāo)創(chuàng)建程序5.3繼電器控制模塊在工作人員每一項(xiàng)檢測(cè)開(kāi)始前，都需要知道系統(tǒng)是否準(zhǔn)備好檢測(cè)，這時(shí)候就需要繼電器控制模塊來(lái)進(jìn)行輔助工作。如圖5-3所示，當(dāng)程序開(kāi)始，電流數(shù)據(jù)輸出，在函數(shù)采集之后，正確的是燈組所有的燈都是熄滅狀態(tài)。若是按正確的工作狀態(tài)，則此模塊停止運(yùn)行。它主要的目的就是工程實(shí)用，方便人員去操作，提示工作人員系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒。圖5-3繼電器控制程序框圖5.4采集卡通道設(shè)置根據(jù)本文設(shè)計(jì)的前面板通道，在LabVIEW程序框圖如圖5-4表示，圖中包含了sanmplemode、rate、inputterminalconfiguration、minimumvalue、maximumvalue、physicalchannels.圖5-4采集卡通道設(shè)置5.5測(cè)試控制流程模塊測(cè)試控制流程模塊，這是本章節(jié)的中心關(guān)鍵，是最重要的部分。圖中就是LabVIEW狀態(tài)機(jī)的結(jié)構(gòu)，圖中具有while循環(huán)，條件結(jié)構(gòu)和移位寄存器機(jī)構(gòu)。系統(tǒng)的整體運(yùn)行是在“wait”條件框里有開(kāi)始測(cè)試的開(kāi)關(guān)，當(dāng)點(diǎn)擊開(kāi)始測(cè)試的開(kāi)關(guān)時(shí)，系統(tǒng)則會(huì)提示請(qǐng)用戶(hù)輸入本次測(cè)試數(shù)據(jù)的編號(hào)，之后系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，經(jīng)過(guò)提示判斷來(lái)測(cè)試靠背向前、靠背向后、座椅向前、座椅向后、靠背座角度調(diào)高和靠背座角度調(diào)低的檢測(cè)項(xiàng)目，最后測(cè)試結(jié)束停止運(yùn)行，將此次的數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)果記錄在所保存的計(jì)算機(jī)硬盤(pán)里。經(jīng)過(guò)六次的提示和六次的判斷，最后取得結(jié)果，在前面板里可以清晰的看到三個(gè)電機(jī)的波形圖，這便于工作人員的觀察和數(shù)據(jù)的分析。如圖5-5(a)是wait流程，當(dāng)點(diǎn)擊開(kāi)始測(cè)試的時(shí)候，會(huì)提示用戶(hù)輸入編號(hào)，輸入完成之后進(jìn)入提示靠背向前流程，如圖5-5（b），在提示靠背向前流程之后采集到的數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)入判斷靠背向前流程，如圖5-5（c），在此流程框圖內(nèi)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的將所測(cè)得的數(shù)據(jù)與電流峰值上下限進(jìn)行比較，最后輸出結(jié)果。在這個(gè)流程之后就進(jìn)入靠背向后流程，接著就是判斷靠背向后流程，一直這樣下去直到最后測(cè)試結(jié)束流程，如圖5-5（d）,將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)合運(yùn)算，最后合格的結(jié)果會(huì)進(jìn)行輸出以用戶(hù)所輸入的編號(hào)保存，如圖5-5（f），系統(tǒng)自動(dòng)判別數(shù)據(jù)，在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)上設(shè)計(jì)的條件框圖會(huì)完成這項(xiàng)工作。圖5-5（a）wait流程圖5-5（b）提示靠背向前流程圖5-5（c）判斷靠背向前流程圖5-5（d）測(cè)試結(jié)束流程圖5-5（e）數(shù)據(jù)判斷程序圖5-5（f）數(shù)據(jù)保存程序5.6本章小結(jié)本章主要介紹的是LabVIEW程序框圖的設(shè)計(jì)，程序框圖相當(dāng)于C里的程序代碼，是整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的核心，程序框圖的設(shè)計(jì)決定檢測(cè)系統(tǒng)是否能正確運(yùn)行。經(jīng)過(guò)本章也可以了解到LabVIEW軟件的強(qiáng)大之處，它理解簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)還會(huì)有精確的數(shù)據(jù)。結(jié)語(yǔ)本次的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)搜找各種相關(guān)的資料，在多個(gè)資料中篩選進(jìn)行整理整合，從而列出多種設(shè)計(jì)方案，最后確定本文的設(shè)計(jì)方案。在確定方案之后就是對(duì)本檢測(cè)裝置進(jìn)行軟硬件的分析，硬件的挑選、電路的規(guī)劃、軟件的選擇。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中每一步的錯(cuò)誤都可能導(dǎo)致系統(tǒng)不能運(yùn)行，或者是數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。有幸在老師和同學(xué)的指導(dǎo)下，少走了很多的彎路。本次的檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為兩部分，主要包含硬件部分和軟件部分。在確定虛擬儀器中的信息傳遞模塊、控制測(cè)試模塊就可以著手設(shè)計(jì)LabVIEW程序框圖了。在這個(gè)過(guò)程里無(wú)疑就是對(duì)數(shù)據(jù)采集卡、LabVIEW軟件的學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)中對(duì)數(shù)據(jù)采集卡各個(gè)接口的熟悉，數(shù)據(jù)通過(guò)哪個(gè)接口輸入，通過(guò)哪個(gè)接口輸出。還要學(xué)習(xí)LabVIEW有關(guān)的知識(shí)，為了完成前面板后面板的設(shè)計(jì)耗費(fèi)了很多的時(shí)間，在很多次的修改后得到整個(gè)最終嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目驁D。經(jīng)過(guò)這次的設(shè)計(jì)，已經(jīng)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)、虛擬儀器、LabVIEW有了很大的印象。他的檢測(cè)功能不局限于汽車(chē)座椅電功能的檢測(cè)，可以應(yīng)用與很多地方，強(qiáng)大的虛擬儀器給檢測(cè)人員提供了很大的便利。學(xué)習(xí)了這些知識(shí)也對(duì)我自身的發(fā)展起到了很大的作用。本文的主要目的是設(shè)計(jì)汽車(chē)座椅電功能檢測(cè)系統(tǒng)，主要檢測(cè)包括汽車(chē)坐騎靠背調(diào)角，座椅前后移動(dòng)，座椅靠背上下移動(dòng)。通過(guò)該檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)判定汽車(chē)電動(dòng)座椅的可靠性。系統(tǒng)由信息采集系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)共同組成。由虛擬儀器完成的一套高效的檢測(cè)裝置。在未來(lái)，經(jīng)過(guò)各種各樣的設(shè)計(jì)，那么類(lèi)似于汽車(chē)座椅檢測(cè)的系統(tǒng)會(huì)越來(lái)越完善。

參考文獻(xiàn)孫衛(wèi)國(guó).