[发明专利]一种基于旋转编码器的车辆行车状态无线监测装置

说明书

技术领域

本发明属于汽车电子技术领域，具体地涉及一种基于旋转编码器的车辆行车状态无线监测装置。

背景技术

影响动态汽车衡量精度的因素有温度、湿度、电源、干扰、称量速度等，目前也给出了这些影响因子的测试方法，但却未指出车辆加速度对动态称量结果的影响。经过现场观察，发现车辆以一定的加速度通过秤台时，测量出现了较大的误差。针对上述问题，开发了一种车辆行车状态无线监测装置，对过秤时的车辆速度进行实时采集，并对采集到的速度数据进行微分运算，计算出车辆行驶的加速度，便于研究车辆加速度与动态称重结果的关系，同时为未来规范动态汽车衡量的检定工作提供实验依据。

随着车辆速度监测技术的不断进步，越来越多的车辆测速设备不断面世。目前，运用于车辆测速的主要有以下几种方式：激光测速方式；雷达测速方式；双路称重传感器测速方式。但是，目前的这几种车辆行车状态无线监测装置运用于车辆测速的技术方面还是存在不足之处，具体如下所述。

（1）激光测速。通过激光器对被测车辆发射激光光束并接收激光光束的反射波，记录时间差t_rt，结合激光在空气的传播速度v_air来计算激光器与被测车辆之间的距离d=v_airt_rt/2。激光测速是对被测车辆发送连续的激光光束，连续进行一系列固定时间间隔△t的激光测距d_i-1,d_i,d_i+1,...，得到被测车辆相对于激光器随时间变化的位置序列，从而获得被测车辆移动的速度v=(d_i+1-d_i)/△t。实际测量时，激光器的测量方向与被测车辆的行驶方向存在一定的夹角，因此测得速度与车辆实际行驶速度并不相等，误差较大。

（2）雷达测速。雷达测速主要利用多普勒效应原理来测定车辆行驶速度，可以安装被测车辆上；雷达测速效果较好，但大部分雷达探测器依赖于进口，成本较高，而且测速时还应防止测速雷达与其它雷达或通信设备之间的干扰。

（3）双路压力(或称重)传感器测速。双路压力传感器测速是在地面上沿公路方向安装两路压力传感器，距离为L，当行驶的车轮压上第一路压力传感器时，控制单元的定时器开始计时，直到车轮压上第二路压力传感器时停止计时，时间差为△T，则车辆的行驶速度v=L/△T。双路压力传感器测速方式采集的是车辆行驶过一段较长距离的速度，速度数据较为单一，无法测出车辆过秤台时各个瞬时的速度，无法满足研究动态称量结果与加速度关系的要求。

发明内容

本发明针对上述问题，弥补现在有技术的不足，提供一种基于旋转编码器的车辆行车状态无线监测装置；本发明不仅测量分辨率较高，速度采集实时性好，成本低，而且使用简单方便、易于安装；具有可靠性、测速分辨率均很高的特点。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种基于旋转编码器的车辆行车状态无线监测装置，由发送端与接收端两部分组成，所述发送端与接收端之间通过无线通信模块相互连接通信；其结构要点是：所述发送端安装于被测车辆上，所述接收端进行实时监测被测车辆行车状态；所述发送端包括控制器1、与控制器1相互连接的数据存储模块、与控制器1相互连接的无线发送模块，还包括与所述控制器1单向连接的电源模块、与所述控制器1单向连接的速度采集模块，所述速度采集模块的输入端连接旋转编码器；所述接收端包括无线接收模块，与无线接收模块相互连接的控制器2，与所述控制器2相互连接的USB接口模块；所述USB接口模块与上位机连接。

作为本发明的一种优选方案，所述发送端与接收端之间通过无线通信模块相互连接通信；所述无线通信模块采用无线射频通信方式来实现信息交互。

作为本发明的另一种优选方案，所述旋转编码器采用增量式旋转编码器，所述增量式旋转编码器每旋转一周产生一系列脉冲，脉冲数量的多少表示角位移的大小；所述增量式旋转编码器采用型号为欧姆龙E6C2-CWZ6C旋转编码器。

作为本发明的另一种优选方案，所述控制器1和控制器2均采用基于ARMCortex-M3内核的STM32F103VET6处理器为核心控制单元，所述STM32F103VET6处理器内部集成了USB2.0控制器。

作为本发明的另一种优选方案，所述数据存储模块以MicroSD卡作为存储器；所述无线发送模块和无线接收模块采用NRF905无线芯片，它由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成。