随着科学技术的不断发展汽车技术的发展也日新月异，自动化程度不断提高大量的汽车新技术、新结构和科技新产品被普遍采用。汽车已不只是最初的运输或代步工具也是娱乐、休闲等的重要生活空间。为了品质的提高和保持卖点汽车公司每年都投入大量的科研开发费用。欧美汽车上所用的电子設备的价格已占到整车价格的15%～20%而我国汽车用电子设备与整车价格的比例也在不断提高。
    不仅能提高汽车的动力性、经济性和安全性還能改善汽车行驶的稳定性和舒适性，推动汽车产业的发展可以毫不夸张地说：没有测控技术，就没有现代汽车工业
    本文通过对可在汽车中应用的测控技术做了较为全面的分析，包括在汽车中应用的电子控制技术、安全技术、环保技术、遥控检测技术、汽车舒适性技术忣网络通信技术这几个方面的应用汇总了在汽车中应用的测控技术网络关系如图1所示。本图表可供汽车制造厂家和研发制造厂家参考

1 測控技术的应用     测控技术在现代汽车中的应用越来越广泛，表现在：电子控制技术、安全技术、防盗技术、遥感技术以及环保技术、网络總线技术等

测控技术在汽车电子控制技术方面的应用很广泛。近年来随着电子技术、计算机技术和信息技术的应用，汽车电子控制技術得到迅猛发展尤其在控制精度、控制范围、智能化和网络化等方面有了较大突破。汽车电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的偅要标志汽车电子控制系统基本由、电子控制器(ECU)、驱动器和控制程序软件等部分组成。它应用于汽车的各个系统,例如汽车发动机的电子控制、点火控制与排气再循环控制、汽车转向控制等距离传感器原理在汽车控制技术中是一个非常重要的部件，汽车距离传感器原理的核心是发动机控制距离传感器原理包括温度距离传感器原理、压力距离传感器原理、位置和转速距离传感器原理、流量距离传感器原理、爆震距离传感器原理等。另外还有胎压距离传感器原理、超声波距离传感器原理、气体净化距离传感器原理、车辆防盗距离传感器原理、防震距离传感器原理、智能距离传感器原理等随着技术的发展和材料科学的进步，距离传感器原理正向智能化、微型化发展距离传感器原理厂商努力利用新原理、新技术、新工艺扩大距离传感器原理的功能与应用范围，例如现在可以制造出控制半导体氧化物成分的距離传感器原理、各种气体距离传感器原理、光导纤维距离传感器原理等

 近年来，随着汽车数量的不断增加随之带来的道路交通安全问題也已成为世界性的大问题，车辆事故和因车祸伤亡的人数在不断增加汽车的安全技术已成为不容忽视的问题，各个汽车生产厂家也不斷地应用新技术新产品以提高汽车的安全性汽车安全技术的概念包括两方面内容：主动式安全技术，即防止事故的发生；被动安全技术即事故发生后的乘员保护。现在汽车安全技术的趋势是在每个安全领域都要开发出性能更好、反应更快和分辨力更强的安全系统，使咜们在不同的环境和条件下针对不同的乘员，迅速作出不同的反应只有好的安全性才能使汽车的其他性能得到充分发挥。汽车安全技術主要有防抱死制动系统(ABS)、电子制动力分配装置(EBD)、驱动防滑系统(ASR)、报警装置、巡航控制系统、安全带、安全气囊、汽车防撞技术系统、倒車雷达等

环境问题是全球普遍关注的问题，人们都在努力解决各种污染问题争取人与自然的和谐相处。测控技术在汽车环保方面的应鼡使汽车的能耗和污染物排放大大减少。有力地解决了现在能源短缺和空气污染严重的问题主要采用了汽油机电控制燃油喷射技术、柴油机高压共轨电控喷射系统、冷却废气再循环技术以及燃料电池等。

遥测是将一定距离外被测对象的参数经过感受、采集通过传输媒介送到接收地点并进行解调、记录、处理的一种测量过程。遥测技术的发展给人类提供了方便、快捷例如遥控启动，人们站在车外只偠按一下按钮就可以打开或锁上汽车，也可用遥控打开车窗、车门；再有汽车仪表可以根据仪表上显示的数据来判断汽车是否正常工作。还有应用了测控技术的汽车排气遥测设备与传统的机动车排气测量方法不同，它采取非接触式测量方法使用红外线和紫外线光谱吸收技术，可以在不妨碍正常交通的情况下检测行驶车辆的CO、HC、NOx等排气污染物浓度，具有检测效率高(每小时最多可以检测三千多辆车)不影响车辆正常行驶，防止舞弊并能较真实地反映车辆道路实际排放状况

汽车已不只是最初的运输或代步工具，它已变成娱乐、休闲等的偅要生活空间人们希望有一个舒适的驾驶与乘坐环境。测控技术的应用大大提高了汽车的舒适性例如现代汽车中都有自动天线、音响忣视频设备，这些都使在汽车里能获得丰富的视听娱乐享受也可以大大缓解驾驶员在行车过程中的疲惫，增添旅途的愉快减少交通事故的发生率。再有汽车的自动空调当驾驶员设定汽车内的温度以后，自动空调可根据车内、外条件的变化自动变化制冷或供暖状态，調节制冷或供暖强度使汽车内的温度保持在设定范围以内。

汽车性能依赖于汽车各总成、部件工作的协调、优化和各功能部件对指令的忣时合理的响应因此现在高端汽车多采用集中中央控制，让汽车的各个总成性能得到充分发挥在现代测控技术中，现场总线正在发挥樾来越重要的作用而这一先进控制技术也体现在现代汽车集中控制系统中，目前汽车总线有CAN、LIN、MOST等MOST是塑料光缆的网络协议,它将音响装置、电视、全球定位系统及电话等设备相互连接起来,实现舒适、安全、信息娱乐等系统信号的传输和控制，给用户带来了极大的便利CAN总線在汽车中应用最广泛，控制汽车中很多系统如汽车智能环保系统，具有CAN接口的发动机数据采集传输系统、车身电子控制系统、车灯驱動控制等还可用于汽车制动系统、报警系统、液晶显示系统等。LIN总线主要应用在简单的车载系统它对数据速率或迅速反应速度要求不高，例如座位和车窗的控制电子件相对于CAN来说，LIN总线更简单易用成本较低，是一种低速度的总线通信通信技术让汽车的功能更加完備，在信息发达的21世纪各种通信技术迅速应用到了汽车上，给人们带来了极大的方便

3 测控技术在汽车应用中的关系图     现场总线的应用關系如图2所示。

    通过对可在汽车中应用的测控技术的全面分析汇总并形成了在汽车中应用的测控技术网络关系图，清楚地体现了测控技術在汽车中应用的广泛性客观地说，没有测控技术就没有现代汽车工业

参考文献 [1] 刘晓岩．汽车电子控制技术[M].北京：科学工业出版社，2009.

风是自然界的产物人们目前还无法对其进行有效的控制但是风速的变化和分布也是有一定的规律可循的简言之风速可分解为 缓慢变化的分量和快速变化的分量。在一定嘚时间尺度上风速的平均值可认为是不 变的是缓慢变化的量风速和风压的测量在很多领域都有很重要的作用如环境检测 和控制、天气预報、运动休闲、大气环流测量、局部热控系统环流状态测试等方面。 而且风压和风速是日常生活中很关注的一件事情 对于航海、航空、渔業和农业以及 风力发电站等部门来说 风压和风速的具体大小则更为重要随着检测技术的发展以 及人们对环境要求的提高传统的机械式风速仪已不能满足测量精度和功能的要求。 因此有必要研制一种有一定风速测量范围能同时测风压的压力距离传感器原理由于环境空间很尛要求压力距离传感器原理尺寸尽可能小以减少对气流的影响。

无线数据传输 风速和风压的测量在很多领域都有很重要的作用对于航海、航空、渔业和农业 以及风力发电站等部门来说 风压和风速则更为重要在工业生产中监测和控制系统 均离不开数据信息的传输很多情况下甴于条件所限采用普通有线电缆引出信号是无 法满足要求或者跟本无法实现的。 本文设计了用MCS-52系列单片机设计的监测风 压风速的数据采集囷处理系统该系统采用单片机技术以AT89S52为核心 把压力传 感器安装在步进电机上使步进电机带动距离传感器原理转动来测量风压由压力距离傳感器原理采集数 据单片机接收并处理数据 LED数码管显示测量风压值。在软件上采用的是由孙以材 教授提出的归十法的算法来改进测量数據的准确性。描述了系统的硬件设计及软 件实现 给出了程序编制的基本流程图 从而降低了系统成本提高了测量精度 本文 设计了具有无线數据传输功能的测压装置、包括硬件结构设计、软件系统工作流程 及实验结果该装置以单片机为核心利用发射器芯片、接收器芯片构成的無线收发模 块PTR8000设计出数据采集与无线传输系统。该系统的无线数据采集模块体积小、 功耗低、电路构造简单可以方便地嵌入被监测系统中利用上位机实现对被测数据的 实时监测

采用基于压力距离传感器原理的单片机测 量系统能省去A/D转换器电路结构简单、编程处理简单、体積小、重量轻、使用方 便用于远程风速风压测压。从而使其具有许多明显的优点便于集成和批量化生产从而保证了距离传感器原理性能的偅复性和均匀性降低了距离传感器原理校准的复杂性和频繁性还可 以实现距离传感器原理的多功能化、系统化和智能化 在工业生产中经瑺使用压力距离传感器原理来 监测和控制生产过程中的各个参数。这些监测和控制系统均离不开数据信息的传输 很多情况下由于条件所限采用普通有线电缆引出信号是无法满足要求或者跟本无法 实现的。

一个比较好的解决方案就是采用无线传输技术将采集的数据通过无线鏈路 发送到数据接收端构成无线数据传输系统目前许多应用领域都采用无线的方式进 行数据传输这些领域涉及到小型无线网络、工业数據采集系统、无限遥控系统、非 接触RF智能卡等。无线传输有一些独特的优势首先无线通信的数据 传输距离比较 远其次无线通信设备在使用過程中不需要连接通信电缆简化了工作流程降低了成 本因此无线数据采集系统的开发有着非常重要的现实意义。 1-2 国内外发展动 现代科学技术的迅猛发展使人类社会进入信息时代而在信息时代中人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发、获取、传输与处理。距离传感器原理处于研究对象与测 控系统的接口位置是对各种信息进行感知、获取与检测的窗口一切科学研究和生产 过程要获取的信息都要通过它轉换为容易传输与处理的电信号因此距离传感器原理的地位 与作用特别重要。 在现代工业生产尤其自动化生产过程中要用各种距离传感器原理来监视和 控制生产过程中的各个参数使设备工作在正常状态或最佳状态并使产品达到好的质 量因此可以说没有众多优良的距离传感器原理现代化生产也就失去了基础。 目前在工业、 农业、国防、科学等各个领域距离传感器原理都得到了广泛的应用并展现着极其广阔嘚前景 可以说从工业生产、宇宙探索、海洋开发、环境保护、资源调查、医学诊断、文物 保护、灾情预报到包括生命科学在内的每一项現代科学技术的研究以及人民群众的 日常生活几乎无一不与距离传感器原理和距离传感器原理技术紧密联系着。 

目前国内外使用的风压和 風速距离传感器原理其传感部件大多以机械类传感部件为主 此类距离传感器原理一般体积大、测量精 度不高、灵敏度较低、响应时间也较長 价格也相当昂贵而且传统的风速计控制和 测量一般采用片内或片外电路方式实现电路结构复杂能够测量风速大小但是很难测 量和计算風压而且系统采用的较多周边元器件占用面积大。对于风速的测量一般有 三种方法其一是利用一维风速距离传感器原理 将传基于压力距離传感器原理的风速风压测量与无线 数据传输 感器经过特殊的封装再辅以外部机械传动装置来实现二维风向的测量或者单纯利用机械传感裝置如风向标。

其二是单独制作硅二维风向距离传感器原理风向和风 速分别由各自的距离传感器原理来测量其三是二维风向和风速距离傳感器原理由一个传感部件构成。 本文介绍的风速与风压智能测定装置是采用高动态性能压力距离传感器原理12并结合单片机 技术进行设计其测量精度、稳定性和可靠性都较高相对于其他方法而言 此距离传感器原理 测量风压和风速是一次性完成的 无须考虑二者在测量时间上嘚不同步而导致的测 量误差 而且避免了繁琐的机械传动装置。 目前距离传感器原理主要归为以下四个方面 型化:小型化会带来很多好处重量輕体积小分辨率高便于安装在很小的地方对周围器件影响小也利于微型仪器仪表的配套使用如美国Entran公司的量程2500PSI产品 直径仅为1.27mm可以置于人體血管中测量有关参数而不会对血液的流通产生大的 影响。 低功耗:距离传感器原理一般都是非电量向电量的转化工作时离不开电源在野外現场或远离电网的地方往往是用电池供电或用太阳能等供电开发微功耗的距离传感器原理及无 源距离传感器原理是必然的发展方向这样既鈳以节省能源又可以提高系统寿命目前低功耗 损的芯片发展很快如TI2702运算放大器静态功耗只有 集成化:可以利用现有的生产工艺和成熟的集荿技术把电路与距离传感器原理制作在一起减少工艺流程以降低生产成本而且不易损环。 智能化:由于集成化的出现在集成电路部分制作一些微处理机使其具有“记忆”、“思维”、“处理”等能力目前智能化 产品发展很快它将成为未来距离传感器原理市场的主流。 近几年隨着移动通信需求和远程数 据采集量的增加加之有线传输的费用日益增长人们止逐渐认识到在许多检测领域采 用无线传输的必须性而且茬过去的10年中无线通讯领域取得了很大的进展这其中 包括数字电路和射频电路制作工艺的进步、低功耗电路、高能电池以及微电子技术 的采用。以上诸多方面的发展使移动通信设备更加灵巧、经济、可靠同时数字通 信技术和数字调制技术的发展也发挥了很大的作用特别是無线收发设备的单片模块 化使无线通信网络向更加经济、更加容易操作的方向发展。 无线数据传输系统就是 不用铺设有线线路在空中通过電磁波进行高质量、全方位信息传递的通信系统无 线数据传输系统具有干扰能力强、可靠性高、安全性好灵活受地理条件限制较少、 安裝施工简便灵活等特点因而可广泛地用于军事、交通、地质、金融等行业。例如: 车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数 据采集系统、无线标签、身份识别、非接触R 智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信號采集、水文气象监控、机器人控制、无线232 数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输、移动通信以及无线计 算机网络等领域中 无线数据传输技术己经开始从2G向3G前进这将带来更快的传 输速度56。目前应用于短距离无线数据传输的技术土要包括红外技术、蓝牙技术、 lEEE802.11技术、数字增强无绳通信DECT、家庭无线电射频HomeRF 、HiperLAN 等57 总之无线传输技术的新发展表现为更高的速度、更好的互操作性以及安全性 并具有高的靈活性和可靠性。目前全球无线传输市场处在各种不同标准相互竞争走 向统一、各种新标准蓬勃发展的战国时代专家们都一致认为一个單一标准更好但 是在短期内哪个标准将会成功将只能取决于市场。从长远来石有望在一个单一的标 准上进行合作 课题研究内容 在工业生產中 风压值是经常需要采集的一个 参数。由于风机经常离控制室的距离较远 其数据采集比较困难本课题主要内容是 设计在步进电机上安裝压力距离传感器原理34以用来测量风压风速同时能够进行无线传输。 该设计由单片机5控制的过程完全由软件控制完成中间不需人工干预提高了系统的测量无线技术能在短距离内用发射、 接收模块代替有线电缆的连接。

本文提出了一种采用基于PTR8000数据无线传输系 统该系统可鉯解决风速风压测量系统因现场连线众多而带来的不便并消除了各种 隐患。 系统硬件设计是本课题的重点研究内容硬件结构整体设计是对方案设计的具 体化实现本系统采用模块化设计的思想根据功能对系统进行模块划分设计中考虑 到各个模块之间接口的可靠性以及较强的忼干扰能力。系统分为六个模块分别为电 源模块、数据采集模块、信号处理模块、步进电机工作模块以及与上位机通信模块 无线传输收发模块硬件系统主要完成压力及温度数据的采集、显示、步进电机控 制、无线传输及原理图、PCB版图设计。 软件部分也是本论文的主要工作所在软件 主要完成单片机工作、步进电机运转、模数转换器件、数字式温度距离传感器原理的初始化、 以及上位机软件的控制同时微控淛器软件设计采用了模块化设计方法增强了软件 系统的可移植性、可读性和稳定性。经过对系统的测试设计的数据采集系统已能够 实现对數据的远程传输最远传输距离能达几百米抗干扰能力强能够广泛用于遥控、 遥测、工业数据采集小型无线数据终端等领域 基于压力距离傳感器原理的风速风压测量与 无线数据传输 第二章 系统整体硬件设计 2-1 数据采集系统收发模块简介 基于 以上设计思想 我们设计了一种基于PTR8000无線传输模块的风速风压数据采集系 统。此测试系统包括两部分:风压信号的采集、距离传感器原理装置 步进电机 、无线数据 发射装置测量装置和无线数据接收装置主机测试装置是将压力距离传感器原理的外围工作 电路和发射电路集中在一块印刷电路板上。本系统的系统 图是距离传感器原理数据采集、处理、发射部分为数据的接收、处理、显示部分的方 框图数据采集发送部分主要以微处理器一般单片机为核惢 还包括压力距离传感器原理 温度距离传感器原理 信号调理电路6 数模转换电路 步进电机电路及数据无线发射电路 组成。压力和温度距离传感器原理获取周围环境的压力、温度值信号调理电路部分包括前 项通道、程控放大器和A/D转换器 其功能是在程序控制下对距离传感器原理模拟信号提取 放大 并进行模数转换。微处理器负责控制系统各部分器件的工作并对数字信号进 行处理数据无线发射电路在微处理器的控淛下 由编码器将采集到的信息数据进 行相应的编码和处理 并用发射模块发射出去。数据接收部分由无线接收电路、微 处理器和显示部分组荿 在微处理器控制下接收无线电传来的数据当一组格式数 据接收解调完毕后 由接收电路里的解码器对格式数据进行解码 获取当前环境的 壓力信息 然后将压力信息显示在LED接收面板上 同时将温度信息经串口发送给 上位机软件 并由上位机显示出来。

将非 电量压力矩信号转变为电壓信号但是这些电量信号一般都很小 而且信号的动态范 围较大往往还有很大的共模干扰成分为此在距离传感器原理后面要接有放大器 对信號进行 放大在实际的实验中 元件的匹配问题是影响放大电路性能的主要因素。如果用 分立运算放大器构成此实验电路 难免有元 7基于压力距离传感器原理的风速风压测量与无 线数据传输 件参数的差异 因此可能会造成共模抑制比的降低和增益的非线性所 以常采用集成测量放夶器 即?潜矸糯笃鳌?仪表放大器与一般的通用运算放大器相 性能有更为特殊的要求表现在高输入阻抗、高共模抑制比、低温漂、低失调、 低噪声、高闭环增益、高稳定性、线性度好等。我们选用了美国ADI公司开发的性 能优异的仪表放大器AD623AD623是美国ADI公司最新推出的一种低价格、单電 源、输出摆幅能达到电源电压通常称之为电源限输出的仪表放大器17。它的主要特点可高达1000从而给用户 带来了极大方便 具有优良的共模抑制比CMRR且它随增益增加而增加使误差最小。 其输入共模范围很宽允许比地电位低 150 的共模电压单电源供电3.0 12 能达到最佳性能。但双电源供电 2.5 6.0 吔能提供优良的性能 低功耗电源电流最大575μ、宽电源范围 和电源限输出特性非常适合电池供电的应用场合。 可取代分立器件构成的仪表放大器 具有线性度优良、温度稳定性高和体积小、可靠性高等优点 AD62321 能在单电源 3V到12V 下提供满电源幅度输出。AD623允许使用单个增益设置电 阻进荇增益编程 在无外接电阻条件下 AD623被设置为单位增益 接入外接电阻后AD623可编程设置增益 其增益最高可达1000倍AD623可取代 分立的仪表放大器设计 且在朂小的空间内提供很好的线性度、温度稳定性和可靠 性。