一种智能网联汽车传感器教学系统的制作方法

1.本发明涉及教学系统技术领域，特别是涉及一种智能网联汽车传感器教学系统。


背景技术：

2.随着汽车电子技术以及智能驾驶的发展，高级驾驶员辅助系统以及l2、l3等级的自动驾驶功能在汽车上得到越来越多的使用，超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达、相机等传感器在汽车上使用的越来越多。目前的职业教学过程汇总缺少对新技术的教学，特别是智能网联相关的相关教学设备，市面上较少。
3.针对智能网联汽车的职业教学需求日益增强，提供全面的传感器，实现对传感器的教学和演示的教学台架对于汽车相关职业学校的教学，具有特别意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种智能网联汽车传感器教学系统，可以形象的呈现传感器的原理，数据展示以及故障注入等功能，解决智能网联汽车传感器教学设备相关的问题。
5.为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
6.一种智能网联汽车传感器教学系统，包括：
7.故障注入模块，接在通信连接的汽车传感器与上位机之间，接收所述上位机的故障注入的指令，采用继电器控制所述汽车传感器连接的信号线打开与关闭，实现制造相应的故障在所述上位机的显示界面显示，以便于虚拟检测探查、信号查看以及故障排除教学。
8.优选的，所述故障注入模块包括与用于控制汽车传感器的信号线信号通断的多个继电器，所述继电器与输入输出控制芯片连接，所述输入输出控制芯片通过spi总线与处理器连接，所述处理器与无线接口连接以接收所述的上位机的故障注入的指令。
9.优选的，所述信号线通过模数转换模块连接，所述模数转换模块与所述处理器通过spi总线连接，以将信号传送至处理器，并传送到上位机处理。
10.其中，所述汽车传感器包括相机、激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达以及组合导航装置的一个或多个。
11.其中，优选的，所述上位机内通过存储装置安装有软件程序，并由中央处理器控制运行，能实现利用连接的外部输入设备控制在所述上位机上进行所述汽车传感器的信号查看、故障注入指令的输出、通过虚拟的仪表实现虚拟仪表检测以及进行原理展示。
12.优选的，所述汽车传感器的原理展示，是采用三维图片的方式展示组成原理，并配合动画，以展示汽车传感器的组装和电气连接的原理。
13.优选的，所述上位机中安装的所述软件程序显示虚拟的操作工具或者线束，在外部输入设备的控制下能进行开短路的操作。
14.优选的，所述虚拟仪表检测包括通过虚拟万用表以及虚拟示波器进行信号的检测；所述虚拟万用表的指针受所述上位机的连接的外部输入设备的控制在预定区域位移以
测量并由所述虚拟万用表显示电压和\或电流。
15.优选的，所述智能网联汽车传感器教学系统，还包括非虚拟万用表和非虚拟示波器，通过插线孔与相应的汽车传感器的信号线连接以进行实际信号探查。
16.优选的，所述汽车传感器通过总线与所述上位机通信连接，所述总线包括以太网总线、串口总线、can总线、gsml总线。
17.本发明的智能网联汽车传感器教学系统，对于整车上传感器零部件经常出现的各种故障，能实现在上位机上进行控制，制造故障，并自动化形象化地在上位机上进行演示，并学习排查，对于教师教学以及学生实操都很友好。
18.本发明的智能网联汽车传感器教学系统也能同时实现了对原理进行图形化的界面展示，容易让学生更好的理解各个零部件的组成原理。
附图说明
19.图1为本发明的智能网联汽车传感器教学系统的原理图；
20.图2-3分别为一种实施例下针对不同汽车传感器的信号探查面板的示意图；
21.图4为一种实施例下的故障注入模块的原理结构图；
22.图5为一种实施例下的台架的布置示意图。
具体实施方式
23.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.如图1-5所示，本发明的一种智能网联汽车传感器教学系统，包括：
25.故障注入模块，接通信连接的所述汽车传感器与上位机之间，接收所述上位机传来的故障注入的指令，采用继电器控制所述汽车传感器连接的信号线打开与关闭，实现制造相应的故障在所述上位机的显示界面显示，以便于虚拟检测探查、排查故障以及信号查看教学。
26.上述的技术方案中，故障注入模块，采用多路继电器自动控制的方式，通过以太网和工控机相连接，参见图4，传感器的信号线可以通过继电器的打开和关闭制造开路故障、对电源短路故障、对地短路故障等，如图4所示，当信号与地之间的继电器导通的时候即实现对地的短路故障，当信号与电源的继电器导通时候，即可实现对电源的短路故障，故障注入的操作通过以太网协议控制自动切换。
27.优选的，所述故障注入模块包括与用于控制汽车传感器的信号线信号通断的多个继电器，所述继电器与输入输出控制芯片连接，所述输入输出控制芯片通过spi总线与处理器连接，所述处理器与无线接口连接以接收所述的上位机的故障注入的指令。
28.其中，所述信号线通过模数转换模块连接，所述模数转换模块与所述处理器通过spi总线连接，以将信号传送至处理器，并传送到上位机处理。通过模数转换模块以实现信号处理后送入处理器，再传送到上位机处理，实现信号的查看以及相应的教学操作
29.其中，所述汽车传感器包括相机、激光雷达lidar、超声波雷达、毫米波雷达以及组合导航装置的一个或多个。
30.其中，优选的，所述上位机内通过存储装置安装有软件程序，并由中央处理器控制
运行，能实现利用连接的外部输入设备控制在所述上位机上进行所述汽车传感器的信号查看、故障注入指令的输出、通过虚拟的仪表实现虚拟仪表检测以及进行原理展示。
31.本发明中，所述汽车传感器的原理展示，可以是采用三维图片的方式展示组成原理，并配合三维动画，以展示汽车传感器的组装和电气连接的原理，以方便学生进一步的理解传感器的结构与原理。
32.本发明中，所述上位机中安装的所述软件程序显示虚拟的操作工具或者线束工具，在外部输入设备的控制下能进行开短路的操作，以方便学生进行学习如何操作控制电路。上述的操作工具包括但不限于钳子或类似的工具。
33.其中，所述虚拟仪表检测可以是包括通过虚拟万用表以及虚拟示波器进行信号的检测；所述虚拟万用表的指针受所述上位机的连接的外部输入设备的控制在预定区域位移以测量并由所述虚拟万用表显示电压和\或电流，以方便学生进行检测使用学习。当然，也可以是其它的虚拟的检测仪表或装置。
34.上述的上位机，可以采用工控机，通过工控机能实现原理展示，传感器信号查看，故障注入控制，虚拟仪表检测等功能。例如上软件上设置虚拟的万用表，虚拟的万用表的探针可以用鼠标拖动到对应的测量端口，显示对应的电压值或者电流值。在原理展示时，可以是采用三维图片的方式展示组成原理，并配合动画展示，可以形象展示传感器零件的组装和电气连接的原理；同时工控机可以查看每个传感器的信号；可以通过软件设置故障注入，采用虚拟的钳子或者线束进行开短路的操作；可以通过虚拟的万用表以及虚拟的示波器进行信号的检测，教授学生排查故障的方法。
35.当然了，本发明中，所述智能网联汽车传感器教学系统，还可以是进一步的包括非虚拟万用表和非虚拟示波器，通过实际检测面板用插线孔与相应的汽车传感器的信号线连接，以进行现实的而非虚拟的检测探查相应的信号。
36.其中，本发明中，所述汽车传感器通过总线与所述上位机通信连接，所述总线包括但不限于以太网总线、串口总线、can总线、gsml总线。
37.本发明中，所述的汽车传感器、上位机显示器以及检测仪表等，可以一体式安装布置一个台架上，如图5所示，所述的台架底部可以设置机柜，所述的机柜内设置上位机主机，并设置电源控制面板、信号面板(由多个如图2-3所示信号探查面板集合形成，每个汽车传感器对应一个信号探查面板，如图2-3的两个传感器，每个信号探查面板形成多个用于检测信号的接插孔，以方便插入仪表检测相应信号)以及各种接口，如以太网接口，can接口，usb接口等，如图5。
38.本发明的智能网联汽车传感器教学系统，对于整车上传感器零部件经常出现的各种故障，能实现在上位机上进行控制，制造故障，并自动化形象化地在上位机上进行演示，并学习排查，对于教师教学以及学生实操都很友好。
39.本发明的智能网联汽车传感器教学系统也能同时实现了对原理进行图形化的界面展示，容易让学生更好的理解各个零部件的组成原理。
40.本发明将智能网联汽车所有常用传感器类型包括在内，能够形象展示每个传感器的组装和调试的原理。
41.本发明能够自动制造传感器的故障，并提供了足够多的测试点和测试手段供学生排查问题。
42.本发明通过虚拟仪表的使用，提供制造故障和排查故障的人机界面，使教学更加形象，效率更高。
43.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。