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基于C8051F和Zigbee无线网络的汽车测试系统解决方案

关键词:Zigbee 无线网络 C8051F020 嵌入式系统

时间:2011-11-23 15:52:48       来源:中电网

汽车试验是发现汽车设计开发中各种问题的重要手段,依据试验结果能对汽车各种性能做出客观的评价。作为汽车工业的基础工程之一,汽车试验在汽车工业的整体发展中发挥了重要作用。汽车性能测试系统是汽车试验工程的关键组成部分,它是由若干相互联系、相互作用的传感器和仪器设备等元件,为实现对汽车各项性能的测试而组成的有机整体,汽车测试系统的性能往往对整个汽车试验的效用产生重要影响。现有的汽车测试系统多采用有线连接,该方式存在2个弊端:1)汽车试验需在大型专用试验场或典型地域等恶劣环境中进行,现场布线任务繁琐且易出错;2)一些汽车试验如蛇形试验具有高危险性,对能够减少试验损失的测试系统更为重要。该系统以Cygnal公司的C8051F020单片机为控制核心,基于Zigbee无线网络技术设计例如多通道数据综合采集系统,它利用较少的外围器件实现汽车试验中性能参数的测试,缩短了现场布线时间,提高了试验效率,且在试验事故发生时减少事故损失。

1 系统总体结构设计

汽车试验主要包括动力性能、燃油经济性、操纵稳定性和排放特性等测试项目,主要性能参数有速度、加速度、燃油消耗量、温度以及操纵稳定性试验中的动态运动参数等,通过传感器得到的这些参数的测试信号,经过前端处理模块处理(整形、滤波、放大等)后送入C805l-F020微处理器中,在单片机内部进行模数转换和数据处理后通过串口实现与Zigbee终端节点的连接,再由终端节点在WLAN中将数据发出,Zi-gbee中心节点接收到数据后经串口与上位机进行通讯。中心节点也可将上位机的命令发送给终端节点,控制终端节点执行。系统总体结构框图如图1所示。



2 系统硬件设计

2.1 前端处理模块

传感器将各种常见的非电量信号转换为电量信号,一般都较微弱,前端处理模块将这些信号进行处理后送至单片机的A/D转换端口。本系统共有8路传感器信号,包括2路压变传感器信号、2路-5~+5 V电压信号、2路4~20 mA电流信号和2路热电偶信号的前端处理。其中压变传感器信号和热电偶信号前端处理硬件电路分别如图2和图3所示。



AD620是一款低成本、高精度仪表放大器,仅需1个外部电阻设置增益,增益范围为l~10 000。对压变传感器信号的前端处理采用AD62-0、AD705组成的放大电路,该部分采用单电源供电,AD705是电压跟随器,为AD620提供输出电压的零点。将VREF、AGND送至MCU的8位精度AD-Cl的AINl.0、AINl.1端口,利用软件程序实现该路信号的参考电压和模拟地的计算。
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