- 汽車安全性能會(huì)隨著汽車的使用時(shí)間而遞減
- 設(shè)計(jì)汽車安全檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)汽車進(jìn)行檢測(cè)
1 引言
汽車在為人類帶來便利的同時(shí)，也帶來了大氣污染、環(huán)境噪聲及交通安全等一系列問題。因此，如何把汽車廢氣和噪音污染限制在一定的范圍內(nèi)，同時(shí)又能做到安全性能相對(duì)較高，是汽車制造應(yīng)重點(diǎn)考慮的主要因素。汽車本身是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，出廠時(shí)都要求符合一定的標(biāo)準(zhǔn)，但隨著行駛里程的增加和使用時(shí)間的延續(xù)，其性能和安全狀況將會(huì)不斷降低，那么汽車運(yùn)行一段時(shí)間后是否還能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求？這就要定期對(duì)其進(jìn)行安全檢測(cè)。汽車安全性能檢測(cè)就是對(duì)汽車的安全性能狀況進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)的一門技術(shù)，它已成為交通行業(yè)管理部門對(duì)車輛安全性能檢測(cè)和汽車生產(chǎn)維修行業(yè)以及汽車進(jìn)出廠檢驗(yàn)及故障診斷的主要技術(shù)手段。
2 系統(tǒng)構(gòu)成與硬件設(shè)計(jì)
汽車檢測(cè)分為汽車性能檢測(cè)和汽車安全檢測(cè)兩類，本文主要針對(duì)汽車安全檢測(cè)介紹全檢車過程的自動(dòng)控制原理與實(shí)現(xiàn)。圖1給出了汽車安全檢測(cè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的各組成部分結(jié)構(gòu)框圖。該系統(tǒng)主要由登錄機(jī)、上位機(jī)和下位機(jī)(各工位檢測(cè)設(shè)備及儀表)三個(gè)部分組成
3 系統(tǒng)核心軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)軟件主要涉及各檢測(cè)設(shè)備、登錄機(jī)與上位機(jī)三個(gè)部分。各檢測(cè)設(shè)備程序一般均由廠家提供，系統(tǒng)通過其接口程序調(diào)用使用設(shè)備。登錄機(jī)功能較為單一，其軟件設(shè)計(jì)也不復(fù)雜。此處著重以上位機(jī)監(jiān)控與管理軟件來分析說明系統(tǒng)核心功能模塊的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程。
3.1 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)報(bào)表設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
按照”汽車檢測(cè)站計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范（JT/T478-2002）”[2]對(duì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的規(guī)定，要求在車輛上線檢測(cè)時(shí)，控制系統(tǒng)應(yīng)實(shí)時(shí)記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，并在完成一輛車輛的所有檢測(cè)項(xiàng)目后，控制系統(tǒng)應(yīng)立即將該車輛完備的檢測(cè)數(shù)據(jù)和判定結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫。為此，本系統(tǒng)選用了SQL Server 2000作數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫AutosDetDB，其中主要數(shù)據(jù)表有：車輛基本信息表BaseInfoT，車輛檔案信息表 AutosT，檢測(cè)項(xiàng)目信息表DetItmT，檢測(cè)數(shù)據(jù)信息表DetDataT，檢測(cè)項(xiàng)目判定表AssT，項(xiàng)目合格標(biāo)準(zhǔn)表DetStdT等；前5個(gè)數(shù)據(jù)表通過車輛標(biāo)識(shí)碼VIN字段實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)設(shè)有數(shù)據(jù)源Autos，統(tǒng)一采用ODBC數(shù)據(jù)接口訪問數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的插入、刪除、修改及查詢操作。
數(shù)據(jù)報(bào)表是車輛安全檢測(cè)站在車輛安檢完畢后向車主報(bào)告或反饋車輛安全性能狀況的重要技術(shù)手段。根據(jù)”機(jī)動(dòng)車安全檢驗(yàn)項(xiàng)目和方法（GA 468-2004）”[2]對(duì)報(bào)表設(shè)計(jì)的規(guī)范，要求報(bào)表必須涵蓋如下信息：檢測(cè)站名稱，上線流水號(hào)，車輛基本信息，車輛七項(xiàng)線內(nèi)檢測(cè)（尾氣、車速、燈光、喇叭、側(cè)滑、軸重、制動(dòng)）的檢測(cè)結(jié)果及合格判定，線內(nèi)地溝檢查結(jié)果及合格判定，外觀檢查與路試等線外檢驗(yàn)結(jié)果及合格判定。考慮到該數(shù)據(jù)報(bào)表涉及的數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)格式較多、布局錯(cuò)綜復(fù)雜這一情況，報(bào)表設(shè)計(jì)未在VB的數(shù)據(jù)環(huán)境中使用數(shù)據(jù)報(bào)表設(shè)計(jì)器DataReport對(duì)象來進(jìn)行。而是先將系統(tǒng)數(shù)據(jù)報(bào)表在 Word 2000中制成A4頁面大小的表格模板，以Doc格式文檔存盤；然后在上位機(jī)軟件報(bào)表窗體中引入OLE容器控件，在該容器控件中插入事先創(chuàng)建好的Doc格式報(bào)表模板文件并在已加載報(bào)表模板的相應(yīng)位置均添加Label標(biāo)簽，各標(biāo)簽與檢測(cè)數(shù)據(jù)信息表DetDataT中的相應(yīng)字段綁定。每當(dāng)車輛檢測(cè)完后，報(bào)表模板中所有標(biāo)簽的Caption屬性均被自動(dòng)更新為當(dāng)前車輛的各項(xiàng)目檢測(cè)值，通過調(diào)用OLE控件所在窗體對(duì)象的PrintForm事件即可實(shí)現(xiàn)報(bào)表的實(shí)時(shí)打印輸出。[page]
3.2 通信串口程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)上位機(jī)與檢測(cè)線上的所有檢測(cè)設(shè)備和儀表均采用基于串口的主從通信方式。上位機(jī)自帶2個(gè)串口另加一塊PCI總線8串口卡，共可提供10個(gè)通信串口。由圖1可知，這10個(gè)串口分別負(fù)責(zé)與工位電子顯示屏以及分布在3個(gè)工位的9臺(tái)設(shè)備和儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，同時(shí)在系統(tǒng)程序中加載10個(gè)串口通信控件。根據(jù)各檢測(cè)設(shè)備通信協(xié)議的要求，設(shè)置相應(yīng)串口通信控件的關(guān)鍵屬性[3]。考慮到系統(tǒng)的靈活性及檢測(cè)線中檢測(cè)設(shè)備通信故障檢修的方便性，系統(tǒng)可為各設(shè)備動(dòng)態(tài)分配通信端口。為統(tǒng)一操作和管理，系統(tǒng)定義了一個(gè)過程MultiComInit，負(fù)責(zé)所有串口的初始化操作；此外，還定義了一個(gè)過程MultiComCls，負(fù)責(zé)所有串口的關(guān)閉操作。以下以端口8為例，給出相應(yīng)串口的初始化程序代碼[4]。
‘MSComCH串口控件負(fù)責(zé)與側(cè)滑儀通信
MSComCH.CommPort=8 ‘端口號(hào)，可在1～10間設(shè)置
MSComCH.Settings=“2400,n,8,1” ‘波特率，校驗(yàn)位，數(shù)據(jù)位，停止位
MSComCH.InputMode=comInputModeBinary ‘二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸方式
MSComCH.InBufferSize=512 ’接收緩沖區(qū)大小
MSComCH.OutBufferSize=512 ‘發(fā)送緩沖區(qū)大小
MSComCH.RThreshold=12 ‘接收12字節(jié)產(chǎn)生oncomm事件
MSComCH.SThreshold=0 ‘禁止發(fā)送字節(jié)產(chǎn)生oncomm事件
MSComCH.PortOpen=True ‘打開串口
3.3 待檢項(xiàng)目車輛就位程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
車檢時(shí)車輛就位極為關(guān)鍵。安檢線上只有地溝屬線內(nèi)目視檢查項(xiàng)目，對(duì)車輛定位沒有嚴(yán)格要求；此外其他項(xiàng)目檢測(cè)均需車輛精確定位，否則，檢測(cè)就無法進(jìn)行或是檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。本檢測(cè)線上各項(xiàng)目檢測(cè)點(diǎn)均安裝了光電開關(guān)或遙控開關(guān)，這些開關(guān)直接與上位機(jī)PCI-1762數(shù)字I/O卡各DI端口相連，系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)判斷相應(yīng)DI端口的電平變化情況即可判定受檢車是否就位。下面以汽車軸重檢測(cè)為例，對(duì)本系統(tǒng)車輛就位功能模塊的設(shè)計(jì)過程加以說明。
汽車軸重儀傳感器部分由一對(duì)電子稱組成，可用于實(shí)現(xiàn)同軸左右輪的稱重。軸重檢測(cè)時(shí)需要前后兩對(duì)光電開光（靠近車頭的為前光電開關(guān)）實(shí)現(xiàn)被檢軸定位。假定連接這兩對(duì)光電開關(guān)的I/O卡兩DI端口的電平變化情況存放在DI(0)和DI(1)數(shù)組元素中。數(shù)組元素值為1，表示光電信號(hào)被車輪遮擋；反之，則表示光電信號(hào)未被車輪遮擋。圖2描述了軸重檢測(cè)時(shí)被檢車輛當(dāng)前車軸的就位判定過程，圖中TmrDW定時(shí)間隔表示車軸就位時(shí)間，該時(shí)間可視實(shí)際情況自由設(shè)定。
3.4 檢測(cè)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
車輛安全檢測(cè)涉及的檢測(cè)項(xiàng)目較多，這里僅以核心檢測(cè)項(xiàng)目之一——制動(dòng)檢測(cè)為例，對(duì)其檢測(cè)程序的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行描述。制動(dòng)檢測(cè)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛各軸左右輪制動(dòng)力的檢測(cè)，本系統(tǒng)采用HYZD-10型制動(dòng)儀來完成這一檢測(cè)過程。在檢測(cè)各軸制動(dòng)力時(shí)，上位機(jī)啟動(dòng)設(shè)備檢測(cè)后，制動(dòng)儀不斷采樣制動(dòng)力并上傳采樣數(shù)據(jù)，同時(shí)，上位機(jī)利用串口事件觸發(fā)方式接收采樣數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)繪制制動(dòng)力變化曲線，找出制動(dòng)期間左右輪的最大制動(dòng)力以及兩輪制動(dòng)力最大差值點(diǎn)時(shí)刻左右輪制動(dòng)力。以上信息都是制動(dòng)檢測(cè)項(xiàng)目合格與否的重要衡量指標(biāo)。下面給出的是連續(xù)制動(dòng)5秒鐘期間系統(tǒng)繪制的同軸左右兩輪制動(dòng)力變化曲線（見圖3）及繪制制動(dòng)力曲線的部分主要程序代碼，其中，數(shù)組LX、RX分別用于存放左、右輪制動(dòng)力線段的X軸坐標(biāo)；數(shù)組LY、RY分別用于存放左、右輪制動(dòng)力線段的Y軸坐標(biāo)。
OnComCnt=OnComCnt+1 ‘串口事件觸發(fā)計(jì)數(shù)
If OnComCnt=1
LX(1)=OnComCnt:LY(1)=TmpL ‘計(jì)算左輪制動(dòng)力終點(diǎn)坐標(biāo)
RX(1)=OnComCnt:RY(1)=TmpR ‘計(jì)算右輪制動(dòng)力終點(diǎn)坐標(biāo)
Else
LX(0)=LX(1):LY(0)=LY(1) ‘計(jì)算左輪制動(dòng)力起點(diǎn)坐標(biāo)
LX(1)=OnComCnt:LY(1)=TmpL ‘計(jì)算左輪制動(dòng)力終點(diǎn)坐標(biāo)
RX(0)=RX(1):RY(0)=RY(1) ’計(jì)算右輪制動(dòng)力起點(diǎn)坐標(biāo)
RX(1)=OnComCnt:RY(1)=TmpR ‘計(jì)算右輪制動(dòng)力終點(diǎn)坐標(biāo)
End If
Pict.DrawStyle=0 ‘定義線型及顏色, 畫線
Pict.Line (LX(0),LY(0))-(LX(1),LY(1)),vbRed
Pict.Line (RX(0),RY(0))-(RX(1),RY(1)),vbBlue
4 結(jié)束語
該系統(tǒng)已用于本市機(jī)動(dòng)車檢測(cè)中心的汽車安全檢測(cè)線，日檢車達(dá)320輛，高峰時(shí)系統(tǒng)允許5輛車同時(shí)在線檢測(cè)。除地溝檢查和尾氣檢測(cè)的插取樣管作業(yè)外，其余項(xiàng)目檢測(cè)無需人工參與，基本實(shí)現(xiàn)了無人化自動(dòng)檢車。與其它檢測(cè)線相比，本系統(tǒng)總體協(xié)調(diào)性好，能較好地均衡各工位的工作負(fù)荷，檢車效率提高了0.7倍左右。系統(tǒng)軟件可操作性強(qiáng)，人機(jī)界面友好。主控程序采用了前一工位封鎖后一工位的級(jí)聯(lián)式集中控制策略，從而可確保檢測(cè)次序和防止數(shù)據(jù)錯(cuò)亂，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性和檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠性。此外，上位主控機(jī)可動(dòng)態(tài)設(shè)置各檢測(cè)設(shè)備的通信串口號(hào)，便于系統(tǒng)維護(hù)和設(shè)備通信故障調(diào)試。但上、下位機(jī)間采用主從式串口通信，使得它們之間的數(shù)據(jù)交互傳輸距離成了本系統(tǒng)的一個(gè)瓶頸，因此，這一不足還有待于今后努力探索和解決。
