加速度的情况下整车左右质量的平移特性。
[0059]3.参阅图1，所述的GPS定位系统采用型号为S-93的GPS模块，GPS定位系统通过粘接固定在赛车头枕后部，GPS定位系统共有四根接线，电源线、地线和UART_TXD线和UART_RXD线，电源线接到稳压芯片输出的5V电压上，地线接到稳压芯片的地线上，GPS定位系统的UART_TXD线接到型号为MC9S12XS128的飞思卡尔单片机的UART_TXD串口，GPS定位系统的UART_RXD线接到型号为MC9S12XS128的飞思卡尔单片机的UART_RXD串口，采集到的数据经信号线传递给型号为MC9S12XS128的飞思卡尔单片机进行模数转换后，通过型号为MC9S12XS128的飞思卡尔单片机的CAN_H端口与整车CAN总线上的CAN_H端连接，型号为MC9S12XS128的飞思卡尔单片机的CAN_L端口与整车CAN总线上的CAN_L端连接，直接将数据传输到整车CAN总线上。它能够更准确地监测赛车运动轨迹，便于数据分析。
[0060]4.参阅图1，本实用新型所述的发动机E⑶采用型号为Motec_M84的发动机E⑶，发动机ECU通过卡箍固定在驾驶舱后部车架上，发动机ECU能够采集发动机的水温、油温、油压、转速等数据，发动机E⑶中的CAN总线将数据发送到整车CAN总线上。发动机E⑶共有四根接线，一根电源线、一根地线、一根CAN_H线和一根CAN_L线，电源线接到电池输出的12V电压上，地线接到车架上，发动机ECU的CAN_H线接到整车CAN_H总线上的CAN_H端，发动机ECU的CAN_L线接到整车CAN总线上的CAN_L端，采集的数据通过发动机ECU的CAN功能直接发送到整车CAN总线上。数据共享到整车CAN总线上后可以在方向盘仪表上实时显示，能够让车手实时了解赛车发动机的运行状况，以便更好地操控赛车。
[0061]5.参阅图1，本实用新型采用型号为A頂EV04的数据采集器，型号为A頂EV04的数据采集器利用型号为STM32F207VG的单片机作为主控芯片，型号为STM32F207VG的单片机通过自身CAN总线与整车CAN总线实现通信。数据采集器共有四根接线，一根电源线、一根地线、一根CAN_H线和一根CAN_L线，电源线接到电池输出的12V电压上，地线接到车架上，型号为STM32F207VG的单片机的CAN_H线接到整车CAN总线上的CAN_H端，型号为STM32F207VG的单片机的CAN_L线接到整车CAN总线上的CAN_L端，通过型号为STM32F207VG的单片机的CAN功能，数据采集器能够实时读取整车CAN总线上的各项数据并存储到SD卡中。
[0062]6.参阅图1，本实用新型所述的电池采用额定电压为12V的磷酸铁锂电池，电池共有两根线，一根12V火线，一根地线，12V火线接到稳压芯片的12V电压输入端，地线接到稳压芯片的地线输入端。它能够为所述的基于多传感器的赛车状态信息采集系统提供稳定电压。
[0063]7.参阅图1，本实用新型所述的稳压芯片采用型号为LM2940CSX-5.0的芯片，稳压芯片共有两根线，一根5V火线，一根地线，5V火线接到型号为MC9S12XS128的飞思卡尔单片机的5V电压输入端，地线接到型号为MC9S12XS128的飞思卡尔单片机的地线输入端，它能够将电池提供的12V电压转换为5V电压，输出的5V电压能够为型号为MC9S12XS128的飞思卡尔单片机、轮速传感器1、转角传感器9、悬架位移传感器13、加速度传感器以及GPS定位系统提供稳定电压。
[0064]基于多传感器的赛车状态信息采集系统的工作原理:
[0065]本实用新型所述的基于多传感器的赛车状态信息采集系统利用轮速传感器1、GPS定位系统、转角传感器9、悬架位移传感器13采集赛车运行过程中轮速、运行轨迹、方向盘转角、悬架跳动行程变化等模拟信号，通过型号为MC9S12XS128的飞思卡尔单片机将模拟信号转换为数字信号，并通过型号为MC9S12XS128的飞思卡尔单片机的CAN功能将数据打包发送到整车CAN总线上实现共享，加速度传感器与发动机ECU采集的信号直接发送到整车CAN总线上实现共享。数据采集器利用型号为STM32F207VG的单片机的CAN模块与整车CAN总线实现通讯，实时采集整车CAN总线上的数据，并将其存储到SD卡中。
[0066]本实用新型所述的基于多传感器的赛车状态信息采集系统通过型号为MC9S12XS128的飞思卡尔单片机、传感器组件、GPS定位系统、发动机E⑶、数据采集器、电池与稳压芯片共七个部分之间的相互通信与协作，构成一个较为完善的数据采集系统，能够实现其基本功能，且易于扩展和开发。
【主权项】
1.一种基于多传感器的赛车状态信息采集系统，其特征在于，所述的基于多传感器的赛车状态信息采集系统包括飞思卡尔单片机、传感器组件、GPS定位系统、发动机ECU、数据采集器、电池与稳压芯片； 所述的传感器组件包括轮速传感器组件、加速度传感器、转角传感器(9)与悬架位移传感器(13)，轮速传感器组件包括轮速传感器(I)与编码盘(2); 电池的12V输出端与稳压芯片的12V电压输入端电线连接，电池的地端GND与稳压芯片的地端电线连接，轮速传感器(I)、加速度传感器、转角传感器(9)、悬架位移传感器(13)、GPS定位系统与飞思卡尔单片机的5V电压输入端和稳压芯片的5V电压输出端电线连接，发动机ECU、数据采集器的12V电压输入端和电池的12V输出端电线连接；轮速传感器(I)、加速度传感器、转角传感器(9)、悬架位移传感器(13)、GPS定位系统与飞思卡尔单片机的地端GND和稳压芯片的地端电线连接；发动机ECU、数据采集器的地端GND和电池的地端GND电线连接； 轮速传感器(I)信号线与飞思卡尔单片机的脉冲计数端口线连接，转角传感器(9)信号线与飞思卡尔单片机的AD端口连接，悬架位移传感器(13)的信号线与飞思卡尔单片机的AD端口连接，GPS定位系统的UART_TXD线与飞思卡尔单片机的UART_TXD串口连接，GPS定位系统的UART_RXD线与飞思卡尔单片机的UART_RXD串口连接。2.按照权利要求1所述的基于多传感器的赛车状态信息采集系统，其特征在于，所述的飞思卡尔单片机、加速度传感器、发动机ECU与数据采集器上的CAN_H端口与CAN_L端口分别和整车CAN总线上的CAN_H与CAN_L线连接。3.按照权利要求1所述的基于多传感器的赛车状态信息采集系统，其特征在于，所述的轮速传感器(I)采用型号为1GT101DC的霍尔式轮速传感器；转角传感器(9)采用型号为FCP22E的电位器；加速度传感器采用型号为MPU6050的三轴加速度传感器；悬架位移传感器(13)采用型号为KPM的直线位移传感器；GPS定位系统采用型号为S-93的GPS模块，GPS定位系统通过粘接固定在赛车头枕后部；发动机ECU采用型号为Motec_M84的发动机E⑶；数据采集器采用型号为A頂EV04的数据采集器；稳压芯片采用型号为LM2940CSX-5.0的芯片；飞思卡尔单片机采用型号为MC9S12XS128的单片机。4.按照权利要求1所述的基于多传感器的赛车状态信息采集系统，其特征在于，所述的轮速传感器⑴沿着径向安装在立柱⑷的外侧并位于立柱固定螺栓(3)上方的回转壁上为螺纹连接，编码盘(2)采用过盈配合套装在轮毂(5)上，轮速传感器(I)的回转中心与编码盘(2)的回转中心垂直相交，轮速传感器(I)的检测端与编码盘(2)周边窄齿的齿顶对正。5.按照权利要求1所述的基于多传感器的赛车状态信息采集系统，其特征在于，所述的编码盘(2)为齿轮式圆环体件，编码盘(2)的周边沿径向均匀分布有窄齿，并在圆环体的内孔壁处沿轴向均匀分布有4个柱面形宽齿；窄齿齿厚a = 3.0?3.3_，齿高b = 4.0?.4.3mm，齿间距c = 4.1?4.3mm，齿宽d = 4.0?4.2mm，齿数Z1= 35?37 ;宽齿齿宽e =.13.0 ?13.2mm,齿厚 f = 10.0 ?10.3mm，齿高 g = 2.3 ?2.5mm，齿数 Z2 = 4 ?6，宽齿的内曲率半径与编码盘内孔的曲率半径相等并同心。
【专利摘要】本实用新型公开了基于多传感器的赛车状态信息采集系统,为克服赛车数据采集系统功能简单、数据采集困难及共享性差的问题；其包括飞思卡尔单片机、轮速传感器、GPS定位系统、发动机ECU、数据采集器、电池与稳压芯片。电池、稳压芯片与飞思卡尔单片机依次连接，轮速传感器、加速度传感器、转角传感器、悬架位移传感器、GPS定位系统与飞思卡尔单片机和稳压芯片5V端连接，发动机ECU、数据采集器和电池的12V端连接；轮速传感器信号线与飞思卡尔单片机的脉冲计数端口连接，转角传感器信号线与悬架位移传感器信号线和飞思卡尔单片机的AD端口连接，GPS定位系统和飞思卡尔单片机的UART_TXD串口与UART_RXD串口连接。<!-- 2 -->
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN204856100
【申请号】CN201520260892
【发明人】朱冰, 代凯, 李建平, 蔺煜新, 阙高蓉, 袁晶鑫
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年4月27日