基于LabVIEW的汽车虚拟仪表系统的制作方法

本实用新型属于汽车虚拟仪表技术领域，具体涉及一种基于LabVIEW的汽车虚拟仪表系统。

背景技术：

现如今，汽车的需求量越来越多，而路况越来越复杂，汽车的驾驶安全成为人们关注的焦点，为提高汽车驾驶的安全性，降低事故的发生，须研制出实时监测汽车运行参数以及汽车运行状态的智能汽车仪表盘，便于驾驶者观察，提示驾驶者；鉴于汽车仪表发展的新趋势，传统的模拟化电子测量仪器已很难满足现代汽车产业对仪器仪表的精、准、稳、美的要求，在全数字汽车仪表之后，随着信息技术和计算机技术的不断发展，以及降低汽车仪表制造成本的要求，汽车仪表逐渐向网络化、智能化和虚拟化方向发展，因此，现如今缺少一种投入成本低、设计合理、响应及时的基于LabVIEW的汽车虚拟仪表系统，可以对汽车设备运行状况进行实时监控，模块化设计，易于拓展，重塑性好，使用者可以根据自己的需求选择相应的模块添加，实现对汽车的使用环境的快速监控。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于LabVIEW的汽车虚拟仪表系统，其设计新颖合理，可实现汽车多个运行参数的显示，可根据实际信息需求量扩展外部接口，满足多种显示需要，提高汽车驾驶的安全系数，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：基于LabVIEW的汽车虚拟仪表系统，其特征在于：包括设置在汽车控制台用于人机交互的LabVIEW上位机、用于向LabVIEW上位机输送汽车运行参数的数据采集子系统和用于向LabVIEW上位机传输汽车转向动作的拨动开关，拨动开关由转向灯拨动开关和雨刮器拨动开关组成，数据采集子系统通过通信接口与LabVIEW上位机进行通信，数据采集子系统包括依次连接的传感器组件、多路数据处理模块、数据采集卡和控制从机，控制从机上连接有时钟电路和用于记录汽车行驶时间的计时器，传感器组件由采集汽车行驶速度的速度传感器、采集汽车发动机转速的转速传感器、采集汽车转向器扭矩的扭矩传感器、采集汽车油箱油位的液位传感器以及采集汽车水箱水温的温度传感器组成，LabVIEW上位机包括LabVIEW车载主机以及均与LabVIEW车载主机连接用于存储汽车运行参数的存储器、用于有线连接外部设备的USB接口、用于无线连接外扩终端的蓝牙模块和用于显示提醒驾驶员汽车运行状态的触摸屏，LabVIEW车载主机的输出端接有用于语音提示驾驶员驾车安全的音频输出模块。

上述的基于LabVIEW的汽车虚拟仪表系统，其特征在于：所述LabVIEW上位机、数据采集子系统和拨动开关均通过供电电源供电，供电电源为车载电源。

上述的基于LabVIEW的汽车虚拟仪表系统，其特征在于：所述通信接口由公口串口通信模块和与所述公口串口通信模块配合的母口串口通信模块组成。

上述的基于LabVIEW的汽车虚拟仪表系统，其特征在于：所述音频输出模块包括功率放大器和与所述功率放大器输出端相接的扬声器。

上述的基于LabVIEW的汽车虚拟仪表系统，其特征在于：所述控制从机为STC系列单片机。

上述的基于LabVIEW的汽车虚拟仪表系统，其特征在于：所述数据采集卡为PLX9054数据采集卡，所述PLX9054数据采集卡与所述STC系列单片机连接。

上述的基于LabVIEW的汽车虚拟仪表系统，其特征在于：所述多路数据处理模块包括多路并联的运算放大电路，所述多路并联的运算放大电路的路数与传感器组件中传感器的数量相等，所述运算放大电路包括LM324运算放大器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过设置传感器组件采集汽车行驶速度、发动机转速、转向器扭矩、油箱油位和水箱水温对汽车的运行参数进行实时的监测，同时通过拨动开关对转向灯和雨刮器的运行状态进行监测，监测结果均通过触摸屏显示出来，便于驾驶者查看，并及时对汽车进行正确的操作，减少安全事故的发生，便于推广使用。

2、本实用新型通过在LabVIEW车载主机上设置USB接口，采用有线连接外部设备的方式为LabVIEW车载主机扩展功能端口；通过在LabVIEW车载主机上设置蓝牙模块，采用无线连接外扩终端的方式与LabVIEW车载主机共享资源，可靠稳定，使用效果好。

3、本实用新型通过设置存储器将汽车运行参数保存，同时设置计时器记录汽车行驶时间，显示汽车行驶里程，并通过音频输出模块提示驾驶者操作安全。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，可实现汽车多个运行参数的显示，可根据实际信息需求量扩展外部接口，满足多种显示需要，提高汽车驾驶的安全系数，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型数据采集子系统、通信接口和LabVIEW上位机的电路连接关系原理框图。

附图标记说明:

1—数据采集子系统； 1-1—传感器组件；

1-2—多路数据处理模块； 1-3—数据采集卡；

1-4—控制从机； 1-5—时钟电路；

1-6—计时器； 2—通信接口；

3—LabVIEW上位机； 3-1—LabVIEW车载主机；

3-2—蓝牙模块； 3-3—触摸屏； 3-4—存储器；

3-5—USB接口； 3-6—音频输出模块； 4—拨动开关；

5—供电电源。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括设置在汽车控制台用于人机交互的LabVIEW上位机3、用于向LabVIEW上位机3输送汽车运行参数的数据采集子系统1和用于向LabVIEW上位机3传输汽车转向动作的拨动开关4，拨动开关4由转向灯拨动开关和雨刮器拨动开关组成，数据采集子系统1通过通信接口2与LabVIEW上位机3进行通信，数据采集子系统1包括依次连接的传感器组件1-1、多路数据处理模块1-2、数据采集卡1-3和控制从机1-4，控制从机1-4上连接有时钟电路1-5和用于记录汽车行驶时间的计时器1-6，传感器组件1-1由采集汽车行驶速度的速度传感器、采集汽车发动机转速的转速传感器、采集汽车转向器扭矩的扭矩传感器、采集汽车油箱油位的液位传感器以及采集汽车水箱水温的温度传感器组成，LabVIEW上位机3包括LabVIEW车载主机3-1以及均与LabVIEW车载主机3-1连接用于存储汽车运行参数的存储器3-4、用于有线连接外部设备的USB接口3-5、用于无线连接外扩终端的蓝牙模块3-2和用于显示提醒驾驶员汽车运行状态的触摸屏3-3，LabVIEW车载主机3-1的输出端接有用于语音提示驾驶员驾车安全的音频输出模块3-6。

数据采集子系统1通过通信接口2与LabVIEW上位机3进行通信，通信接口2为LabVIEW上位机3与外部设置提供通信渠道，实际使用时，可根据汽车的发展需求进行拓展，完善LabVIEW上位机3监测数据，数据采集子系统1包括依次连接的传感器组件1-1、多路数据处理模块1-2、数据采集卡1-3和控制从机1-4，传感器组件1-1直接采集汽车运行参数，由于环境因素的干扰，传感器组件1-1直接采集的汽车运行参数会存在干扰信号或采集信号微弱，无法保证控制从机1-4向LabVIEW上位机3传输数据的质量，多路数据处理模块1-2的设置是为了将传感器组件1-1直接采集的存在干扰的信号或信号微弱进行滤波放大，满足控制从机1-4的数据输入精度，时钟电路1-5的设置是为了给控制从机1-4提供启振信号，保证控制从机1-4工作正常，计时器1-6的设置是为了记录汽车行驶的时间，便于与速度传感器采集的信号结合，计算汽车的行驶里程。

本实施例中，所述LabVIEW上位机3、数据采集子系统1和拨动开关4均通过供电电源5供电，供电电源5为车载电源。

存储器3-4的设置是为了存储汽车运行参数，同时保存汽车运行的各个参数的阈值，当传感器组件1-1直接采集的汽车运行的各个参数中任意一个超过其阈值时，音频输出模块3-6发出语音提示驾驶者及时的处理警告信号；触摸屏3-3的设置一是为了显示参数，提醒驾驶员汽车运行状态；一是可作为输入设备设置传感器组件1-1中各个传感器的阈值，人机交互效果好；USB接口3-5的设置是为了有线连接外部设备，为LabVIEW车载主机3-1扩展功能端口，由于LabVIEW上位机3、数据采集子系统1和拨动开关4均通过供电电源5供电，且供电电源5为车载电源，USB接口3-5还可以为外部带有USB口的设备进行充电以备急用，蓝牙模块3-2的设置是为了无线连接外扩终端，优选的所述外扩终端为手机，驾驶者可通过蓝牙模块3-2与手机进行连接，接听电话或共享手机内资源。

本实施例中，所述通信接口2由公口串口通信模块和与所述公口串口通信模块配合的母口串口通信模块组成。

实际使用中，控制从机1-4上连接有公口串口通信模块或母口串口通信模块，LabVIEW车载主机3-1上对应的连接有母口串口通信模块或公口串口通信模块，控制从机1-4与LabVIEW车载主机3-1通过串口进行通信。

本实施例中，所述音频输出模块3-6包括功率放大器和与所述功率放大器输出端相接的扬声器。

实际使用中，LabVIEW车载主机3-1将要播放的语音数字信号转换为语音模拟信号，为了提高语音的播放效果，采用功率放大器将所述语音模拟信号进行功率放大，通过扬声器播放语音，满足车内收听效果。

本实施例中，所述控制从机1-4为STC系列单片机。

优选的STC系列单片机为单片机STC89C51，单片机STC89C51价格便宜，低功耗，满足数据采集需要。

本实施例中，所述数据采集卡1-3为PLX9054数据采集卡，所述PLX9054数据采集卡与所述STC系列单片机连接。

本实施例中，所述多路数据处理模块1-2包括多路并联的运算放大电路，所述多路并联的运算放大电路的路数与传感器组件1-1中传感器的数量相等，所述运算放大电路包括LM324运算放大器。

实际使用中，传感器组件1-1由速度传感器、转速传感器、扭矩传感器、液位传感器以及温度传感器组成，采集汽车行驶速度、发动机转速、转向器扭矩、油箱油位和水箱水温，其中，每种类型的传感器均采用一个或多个，需对每一个传感器采集的数据均进行滤波放大，因此，所述多路并联的运算放大电路的路数与传感器组件1-1中传感器的数量相等，实现一个传感器对应一路运算放大电路。

本实用新型使用时，采用供电电源5为LabVIEW上位机3、数据采集子系统1和拨动开关4供电，时钟电路1-5为控制从机1-4配置启振频率，汽车运行，采用传感器组件1-1采集汽车运行的各个参数，并通过多路数据处理模块1-2分别对传感器组件1-1采集汽车运行的各个参数进行滤波放大处理送入至数据采集卡1-3，计时器1-6实时记录汽车运行的时间，与数据采集卡1-3采集的数据同步传输至控制从机1-4中，计时器1-6实时记录汽车运行的时间与传感器组件1-1采集的汽车运行速度结合可计算出汽车行驶里程，控制从机1-4通过通信接口2将其采集处理的信号一并传输至LabVIEW车载主机3-1，通过触摸屏3-3显示汽车的运行参数，拨动开关4可将汽车的转向灯信号和雨刮器信号传输至LabVIEW车载主机3-1，雨刮器运行的状态驾驶者便于察觉，转向灯的使用驾驶者往往会忽略，造成后车的行驶不明，触摸屏3-3及时显示汽车的运行状态，提示驾驶者转向灯状态信息，便于驾驶者及时操作，确保驾驶操作正确，同时音频输出模块3-6语音提示驾驶者，使用效果好，通过USB接口3-5有线连接外部设备，通过蓝牙模块3-2无线连接外扩终端，易于拓展，重塑性好，满足多种显示需要，实现资源共享，提高汽车驾驶的安全系数。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。