車載式摩擦系數儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種車載式摩擦系數儀，包括主控芯片、電源電路、傳感器模塊、傳感器信號采集模塊、執行機構模塊和數據傳輸模塊；其中，主控芯片分別與傳感器信號采集模塊、執行機構模塊以及數據傳輸模塊連接，傳感器信號采集模塊還與傳感器模塊連接，電源電路分別與傳感器模塊、傳感器信號采集模塊、執行機構模塊和數據傳輸模塊連接；本實用新型能擺脫人工檢測，操作簡單，工作量小且數據穩定性高。
【專利說明】車載式摩擦系數儀
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于摩擦系數測量領域，特別是一種車載式摩擦系數儀。
【背景技術】
[0002]傳統的路面摩擦系數檢測多采用擺式儀檢測方法，該方法需要在待測路面上選取若干檢測點，然后在每個檢測點上用擺式儀進行人工檢測，這種檢測方式工作量巨大、操作繁瑣、數據穩定性不高，也較易出錯。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種擺脫人工檢測、操作簡單、工作量小且數據穩定性高的基于STM32芯片的車載式摩擦系數儀。
[0004]實現本實用新型目的的技術解決方案為:
[0005]一種車載式摩擦系數儀，包括主控芯片、電源電路、傳感器模塊、傳感器信號采集模塊、執行機構模塊和數據傳輸模塊；其中，主控芯片分別與傳感器信號采集模塊、執行機構模塊以及數據傳輸模塊連接，傳感器信號采集模塊還與傳感器模塊連接，電源電路分別與傳感器模塊、傳感器信號采集模塊、執行機構模塊和數據傳輸模塊連接。
[0006]本實用新型與現有技術相比，其顯著優點:
[0007](I)本實用新型將多種用于路面橫向摩擦系數檢測的傳感器模塊集成于一臺檢測車中，在檢測車高速行駛過程中可以通過主控芯片進行自動化控制采集，提高檢測效率。
[0008](2)本實用新型通過執行機構中水泵和渦輪流量計組成的閉環系統不間斷給待測輪胎進行噴水，以保證待測輪胎表面在測試過程中始終保留一層薄水膜，可以提高測試的穩定性和可靠性。
[0009](3)本實用新型在數據傳輸時采用無線數傳和有線數傳相結合的數據傳輸方式，當其中一種或者多種傳輸方式無法使用時，可以方便切換為其它數據傳輸方式，提高設備的易用性、可靠性和穩定性。
[0010]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的總體結構示意圖。
[0012]圖2是本實用新型的具體電路板連接圖。
【具體實施方式】
[0013]本實用新型一種車載式摩擦系數儀，包括主控芯片、電源電路、傳感器模塊、傳感器信號采集模塊、執行機構模塊和數據傳輸模塊；其中，主控芯片分別與傳感器信號采集模塊、執行機構模塊以及數據傳輸模塊連接，傳感器信號采集模塊還與傳感器模塊連接，電源電路分別與傳感器模塊、傳感器信號采集模塊、執行機構模塊和數據傳輸模塊連接。[0014]所述的傳感器模塊包括力傳感器、加速度傳感器、路面紅外測溫傳感器和DMI磁電式傳感器。
[0015]所述的傳感器信號采集模塊包括力傳感器信號1-V轉換電路、力傳感器信號電壓跟隨電路；加速度傳感器信號電壓發大電路、加速度傳感器信號電壓跟隨電路；路面紅外測溫傳感器信號1-V轉換電路、路面紅外測溫傳感器信號電壓跟隨電路；DMI磁電式傳感器信號光電隔離電路、DMI磁電式傳感器波形調理電路；模數轉換電路；其中，力傳感器信號1-V轉換電路分別與力傳感器和力傳感器信號電壓跟隨電路連接；加速度傳感器信號電壓發大電路分別與加速度傳感器和加速度傳感器信號電壓跟隨電路連接；路面紅外測溫傳感器信號1-V轉換電路分別與路面紅外測溫傳感器和路面紅外測溫傳感器信號電壓跟隨電路連接；縱向距離傳感器DMI信號光電隔離電路分別與DMI磁電式傳感器和DMI磁電式傳感器波形調理電路連接；力傳感器信號電壓跟隨電路、加速度傳感器信號電壓跟隨電路、路面紅外測溫傳感器信號電壓跟隨電路和DMI磁電式傳感器波形調理電路與模數轉換電路連接，模數轉換電路通過16位并口接口連接STM32主控芯片。
[0016]所述的執行機構模塊包括水泵組件和渦輪流量計，其中，水泵組件包括電磁閥和水泵，電磁閥分別連接主控芯片和水泵。
[0017]所述的數據傳輸模塊包括無線數傳模塊和有線數傳模塊；其中無線數傳模塊采用wifi或3G模塊，有線數傳模塊采用USB通信模塊。
[0018]所述的主控芯片采用STM32主控芯片。
[0019]實施例:
[0020]如圖1和圖2所示:
[0021]一種車載式摩擦系數儀，包括如下六個部分:主控芯片STM32、電源電路、傳感器模塊、傳感器信號采集模塊、執行機構模塊和數據傳輸模塊。
[0022]主控芯片采用意法半導體(ST)公司的STM32系列的芯片，但【具體實施方式】僅以STM32F107VCT6芯片作為舉例說明，該芯片完成傳感器信號的采集、處理和傳輸等控制功能，是整個設備的核心器件。
[0023]電源電路主要用于生成設備工作所需的各種電壓，包括24V、12V、5V、+5V和3.3V這幾種電源電壓。其中，24V、12V和5V主要為各種傳感器供電；+5V為電路中的模擬部分供電；3.3V為主控芯片STM32和其它數字電路供電。
[0024]傳感器模塊包括力傳感器、加速度傳感器、路面紅外測溫傳感器和DMI磁電式傳感器。
[0025]傳感器信號采集模塊，內置1-V轉換電路、電壓放大電路、電壓跟隨電路、光電隔離電路、波形調理電路和模數轉換電路。用于將力傳感器輸出的4-20mA電流信號、加速度傳感器輸出的0-5V電壓信號、路面紅外測溫傳感器輸出的4-20mA電流信號、縱向距離傳感器DMI輸出的脈沖信號均轉換成0-5V電壓信號，并通過模數轉換電路中的ADI公司高速16位模數轉換芯片AD7606將0-5V電壓信號轉換成表征傳感器信號的數字信號，傳輸給STM32芯片。
[0026]執行機構模塊，包括水泵和渦輪流量計，水泵使用德國威樂RL25/7.5系列循環泵，渦輪流量計使用LWGYC-25 ;水泵和渦輪流量計組成的閉環系統不間斷給待測輪胎進行噴水，以保證待測輪胎表面在測試過程中始終保留一層薄水膜，可以提高測試的穩定性和可靠性。
[0027]數據傳輸模塊集成有線數傳和無線數傳兩種方式。有線數傳為USB通信方式，將主控芯片STM32的Uart接口通過CH340芯片轉換成USB通信接口。無線數傳為WiFi通信方式，將主控芯片STM32的Uart接口連接到EMW3180模塊，實現WiFi通信。數據傳輸模塊集成有線數傳和無線數傳兩種方式，通過軟件配置可以靈活選擇其中的一種或幾種無線通信方式，在無線通信無法傳輸時，可以使用有線傳輸方式，提高設備的可靠性。
[0028]在圖2中，參考設備電路板連接圖，詳細闡述設備的連接和工作原理。外部直流電源(9V-36V)通過電源電路輸入到設備電路板，電源電路中將外部輸入的直流電源轉換成4路24V直流電源、I路12V直流電源、I路+5V直流電源、I路5V直流電源和I路3.3V直流電源，供設備電路板使用。
[0029]主控芯片STM32F107VCT6為設備的核心部件，負責設備的工作控制，并提供各類接口與設備中的各個模塊互連。主控芯片最小系統電路負責支撐主控芯片STM32F107VCT6工作，直接相連即可。下面詳細闡述主控芯片STM32F107VCT6如何與設備上其它模塊進行互連。
[0030]傳感器信號采集模塊包括力傳感器信號1-V轉換電路、力傳感器信號電壓跟隨電路；加速度傳感器信號電壓發大電路、加速度傳感器信號電壓跟隨電路；路面紅外測溫傳感器信號1-V轉換電路、路面紅外測溫傳感器信號電壓跟隨電路；DMI磁電式傳感器信號光電隔離電路、DMI磁電式傳感器波形調理電路；模數轉換電路；其中，力傳感器信號1-V轉換電路分別與力傳感器BK-4和力傳感器信號電壓跟隨電路連接；加速度傳感器信號電壓發大電路分別與加速度傳感器1221L-005和加速度傳感器信號電壓跟隨電路連接；路面紅外測溫傳感器信號1-V轉換電路分別與路面紅外測溫傳感器IRTP300L和路面紅外測溫傳感器信號電壓跟隨電路連接；縱向距離傳感器DMI信號光電隔離電路分別與DMI磁電式傳感器和DMI磁電式傳感器波形調理電路連接；力傳感器信號電壓跟隨電路、加速度傳感器信號電壓跟隨電路、路面紅外測溫傳感器信號電壓跟隨電路和DMI磁電式傳感器波形調理電路與模數轉換電路連接，模數轉換電路通過16位并口接口連接STM32主控芯片。
[0031]實現各種傳感器信號轉換成0-5V電壓信號的功能,然后0-5V電壓信號與高速16位模數轉換芯片AD7606相連，將16位并口接口與高速16位模數轉換芯片AD7606相連，實現將傳感器信號轉換為相應的數字信號的功能。
[0032]將主控芯片STM32F107VCT6與電磁閥和渦輪流量計LWGYC-25相連，電磁閥與水泵RL25/7.5相連，實現控制水泵開關水的功能。
[0033]將Uart接口 I與USB傳輸CH340相連，實現通過Uart接口進行USB有線傳輸的功能，將Uart接口 2與WiFi傳輸EMW3180相連，實現通過Uart接口進行WiFi無線傳輸的功能。
【權利要求】
1.一種車載式摩擦系數儀，其特征在于:包括主控芯片、電源電路、傳感器模塊、傳感器信號采集模塊、執行機構模塊和數據傳輸模塊；其中，主控芯片分別與傳感器信號采集模塊、執行機構模塊以及數據傳輸模塊連接，傳感器信號采集模塊還與傳感器模塊連接，電源電路分別與傳感器模塊、傳感器信號采集模塊、執行機構模塊和數據傳輸模塊連接。
2.根據權利要求1所述的一種車載式摩擦系數儀，其特征在于:所述的傳感器模塊包括力傳感器、加速度傳感器、路面紅外測溫傳感器和DMI磁電式傳感器。
3.根據權利要求1所述的一種車載式摩擦系數儀，其特征在于:所述的傳感器信號采集模塊包括力傳感器信號1-V轉換電路、力傳感器信號電壓跟隨電路；加速度傳感器信號電壓發大電路、加速度傳感器信號電壓跟隨電路；路面紅外測溫傳感器信號1-V轉換電路、路面紅外測溫傳感器信號電壓跟隨電路；DMI磁電式傳感器信號光電隔離電路、DMI磁電式傳感器波形調理電路；模數轉換電路；其中，力傳感器信號ι-v轉換電路分別與力傳感器和力傳感器信號電壓跟隨電路連接；加速度傳感器信號電壓發大電路分別與加速度傳感器和加速度傳感器信號電壓跟隨電路連接；路面紅外測溫傳感器信號ι-v轉換電路分別與路面紅外測溫傳感器和路面紅外測溫傳感器信號電壓跟隨電路連接；縱向距離傳感器DMI信號光電隔離電路分別與DMI磁電式傳感器和DMI磁電式傳感器波形調理電路連接；力傳感器信號電壓跟隨電路、加速度傳感器信號電壓跟隨電路、路面紅外測溫傳感器信號電壓跟隨電路和DMI磁電式傳感器波形調理電路與模數轉換電路連接，模數轉換電路通過16位并口接口連接主控芯片。
4.根據權利要求1所述的一種車載式摩擦系數儀，其特征在于:所述的執行機構模塊包括水泵組件和渦輪流量計，其中，水泵組件包括電磁閥和水泵，電磁閥分別連接主控芯片和水泵。
5.根據權利要求1所述的一種車載式摩擦系數儀，其特征在于:所述的數據傳輸模塊包括無線數傳模塊和有線數傳模塊；其中無線數傳模塊采用wif i或3G模塊，有線數傳模塊采用USB通信模塊。
6.根據權利要求1所述的一種車載式摩擦系數儀，其特征在于:所述的主控芯片采用STM32主控芯片。
【文檔編號】G01N19/02GK203465181SQ201320554170
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】糜長軍, 曾一軍, 高峰, 張戎, 姚建東, 王海春, 陳琛 申請人:江蘇蘇科暢聯科技有限公司