技术领域
[0001] ]本
发明涉及一种基于霍尔传感器的车速监测系统,其特点是通过监测车辆某对
车轮的轮速,由
单片机系统和上位机系统计算拟合某对车轮的速度,在上位机系统中显示最终实时车辆速度,测速原理为基于霍尔传感器的
磁性材料脉冲采集。
背景技术
[0002] 在研究轮式车辆滑移现象过程中,车辆实时速度的采集是最关键的一步。目前针对轮式车辆实时速度的获取多采用基于光电
编码器、霍尔传感器、磁电式传感器等原理的测速方式,各种测速原理的传感器
精度不同,对应程序
算法也各不相同,因此得出的最终车辆速度精度也有待提高。
[0003] 本发明提出一种车辆速度实时监测系统,基于霍尔传感器采集磁性材料脉冲,单片机外部中断计数和计时/
定时器定时计算单位时间的脉冲个数,通过串口通信将数据传输到上位机中,上位机处理数据并计算拟合实时车辆速度,达到监测实时车辆速度目的。
发明内容
[0004] 为了实现车辆速度的实时监测,本发明提供一种基于霍尔传感器的车速监测系统。通过霍尔传感器实时监测车辆
驱动轮和从动轮转速,单片机模
块的LCD1602A
液晶显示屏显示实时速度值,单片机端通过CH340实现与PC机串行异步通信,上位机界面采用LabVIEW图形化编辑语言G编写程序,实现通信数据在上位机界面实时显示。
[0005] 主要包括:霍尔传感器模块1、单片机处理模块2、LCD1602A液晶显示模块3、下位机和上位机通信模块4、上位机处理数据显示最终车辆速度模块5。其特征在于:霍尔传感器模块1包含两个霍尔传感器,可以采集车辆某对车轮的轮速,霍尔传感器模块1监测到的磁性材料脉冲
信号输入到单片机处理模块2中,单片机处理模块2通过外部中断计脉冲个数,通过计时/定时器定时,计算车辆实时车速,LCD1602A液晶显示模块3搭载在单片机处理模块2上,用来实时显示车速,下位机和上位机通信模块4用来连接单片机处理模块2和上位机处理数据显示最终车速模块5,实现串口并行通信。
[0006] 系统上电后霍尔传感器开始工作,在车
轮辐板处均布四块直径12mm的磁性材料,车轮转动带动磁性材料转动,霍尔传感器在监测到磁性材料时TTL电平为0V等价于逻辑“0”,否则,霍尔传感器TTL电平为+5V等价于逻辑“1”,该信号经过P3^2口输入到单片机中,由中断处理系统累加监测到磁性材料次数,由定时器定时,采用M法测速,测速数值实时显示在LCD1602A显示屏上。下位机与上位机之间通过CH340集成USB转串口芯片实现串口并行通信,上位机LabVIEW 计算拟合两个轮速值得出最终车辆速度,整个系统工作正常时上位机控制显示界面持续输出数据,当系统监测信号和数据通信异常时,上位机控制显示系统中断并重新获得数据来源,调整系统
稳定性。
[0007] STC89C52作为测速的核心模块,外部中断用来监测霍尔传感器的脉冲,定时/计数器T0用来定时,测速原理是计数单位时间脉冲个数,换算转速。当需要实时监测外部IO口的信号时,需要用到外部中断,普通IO口状态监测是通过程序循环扫描完成的,但不能保证实时性,如测量外部脉冲的触发时间和宽度,就必须用到外部中断,STC89C52的外部中断在P3^2和P3^3,中断可以通过程序配置优先级,默认P3^2最高优先级。定时/计数器的实质是加1计数器(16位),由高8位和低8位两个寄出去组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器,确定工作方式和功能;TCON是控制寄存器,控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。
[0008] 下位机与上位机之间通过CH340集成USB转串口芯片实现串口并行通信,单片机端与PC机用USB
电缆连接,PC机需要安装驱动程序.串行口工作之前,进行初始化,主要设置产生波特率的定时器1、串行口控制和中断控制。
[0009] 上位机界面采用LabVIEW图形化编辑语言G编写程序,实现通信数据在上位机界面实时显示,同时计算并显示实时车辆速度。实现该功能使用到的LabVIEW函数库包括
数据采集、串口控制、数据显示等,创建
用户界面,用户界面即前面板,包括车轮速度实时数值显示、速度
表盘、速度
波形输出、串口控制和开始/结束控制按钮。
附图说明
[0010] 图1为本发明一种车辆速度实时监测系统工作
流程图。
具体实施方式
[0011] 下面结合附图1对本发明作更进一步的说明:一种车辆速度实时监测系统,主要包括:霍尔传感器模块1、单片机处理模块2、LCD1602A液晶显示模块3、下位机和上位机通信模块4、上位机处理数据显示车辆速度模块
5。其特征在于:霍尔传感器模块1包含两个霍尔传感器,用来采集车辆某对车轮的轮速,霍尔传感器模块1监测到的磁性材料脉冲信号输入到单片机处理模块2中,单片机处理模块2通过外部中断计脉冲个数,通过计时/定时器定时,计算两对车轮的实时轮速,LCD1602A液晶显示模块3搭载在单片机处理模块2上,用来实时显示实时轮速,下位机和上位机通信模块4用来连接单片机处理模块2和上位机处理数据显示最终车辆速度模块5,实现串口并行通信。
[0012] 上述的一种车辆速度实时监测系统,系统上电后霍尔传感器模块1开始工作,在车轮辐板处均布四块直径12mm的磁性材料,车轮转动带动磁性材料转动,霍尔传感器在监测到磁性材料时TTL电平为0V等价于逻辑“0”,否则,霍尔传感器TTL电平为+5V等价于逻辑“1”,该信号经过P3^2口输入到单片机测速模块2中,由中断处理系统累加监测到磁性材料次数,由定时/计数器定时,采用M法测速,测速数值实时显示在LCD1602A显示模块3中。下位机与上位机之间通过(下位机和上位机通信模块4)CH340集成USB转串口芯片实现串口并行通信,上位机处理数据显示最终车辆速度模块5计算拟合某对车轮的平均轮速进而计算得出车辆速度,完成整个系统工作。