CN105374196A - 基于车轮六分力传感器的数据采集装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于车轮六分力传感器的数据采集装置，采用车轮六分力传感器采集车轮的六分力信号，该传感器能在动态车轮上进行数据采集，实现了采集装置结构简单，数据采集准确的效果；本发明还提供一种基于车轮六分力传感器的数据采集系统，由上述基于车轮六分力传感器的数据采集装置组成，可实现多个采集装置进行数据采集并通过上位机进行数据分析。

Description

基于车轮六分力传感器的数据采集装置及系统

技术领域

本发明涉及数据采集领域，具体涉及一种基于车轮六分力传感器的数据采集装置。

背景技术

汽车在实际行驶过程中，其车轮受到六个分力（侧向力、垂直力、纵向力、侧向力矩、横摆力矩、扭矩）的作用，这些力具有强耦合，非线性和时变等特点，而且车轮的使用环境恶劣，又受到空间尺寸的限制，因此六分力的测量以及信号的非接触传输技术难度大，现有的采集装置结构复杂，数据采集准确率低。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，提供一种基于车轮六分力传感器的数据采集装置，采用车轮六分力传感器采集车轮的六分力信号，该传感器能在动态车轮上进行数据采集，实现了采集装置结构简单，数据采集准确的效果；本发明还提供一种基于车轮六分力传感器的数据采集系统，由上述基于车轮六分力传感器的数据采集装置组成，可实现多个采集装置进行数据采集并通过上位机进行数据分析。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于车轮六分力传感器的数据采集装置的技术方案为：

一种基于车轮六分力传感器的数据采集装置，包括：模拟信号采集及调理模块，包括模拟信号传感器及调理单元，所述模拟信号传感器包括车轮六分力传感器和热电偶，所述调理单元包括依次电连接的放大电路、抗混叠滤波电路、AD转换芯片，所述车轮六分力传感器和热电偶分别与所述放大电路相连接；数字信号采集模块，包括编码器；控制模块，所述模拟信号采集及调理模块、数字信号采集模块分别与所述控制模块相连；数据传输接口模块，包括CAN接口及LAN接口；供电模块，用于提供电能。

作为上述方案的优选，还包括清零按键，所述清零按键与所述控制模块相连。

作为上述方案的优选，还包括旁路按键，所述旁路按键与所述控制模块相连接。

作为上述方案的优选，还包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块相连接，所述显示模块包括LED显示灯及LCD显示屏。

作为上述方案的优选，所述控制模块为型号为STM32F107的微控制器。

本发明还提供一种基于车轮六分力传感器的数据采集系统，包括上述的基于车轮六分力传感器的数据采集装置及上位机，所述基于车轮六分力传感器的数据采集装置通过所述LAN接口与所述上位机相连。

作为上述方案的优选，所述基于车轮六分力传感器的数据采集装置为多个，其中一个所述基于车轮六分力传感器的数据采集装置与所述上位机相连，其他的所述基于车轮六分力传感器的数据采集装置通过所述CAN接口与其中一个所述基于车轮六分力传感器的数据采集装置相连。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种一种基于车轮六分力传感器的数据采集装置的实施例一结构框图；

图2为本发明提供的一种一种基于车轮六分力传感器的数据采集装置的实施例二结构框图；

图3为本发明提供的一种一种基于车轮六分力传感器的数据采集系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种基于车轮六分力传感器的数据采集装置，包括：

（1）模拟信号采集及调理模块，包括模拟信号传感器及调理单元，所述模拟信号传感器包括车轮六分力传感器和热电偶，所述调理单元包括依次电连接的放大电路、抗混叠滤波电路、AD转换芯片，所述车轮六分力传感器和热电偶分别与所述放大电路相连接，所述AD转换芯片采用型号为ADS1278，该芯片的参数满足每通道10KHZ采样率，24位转换精度，支持在线设定采样率；

（2）数字信号采集模块，包括编码器；

（3）控制模块，所述模拟信号采集及调理模块、数字信号采集模块分别与所述控制模块相连，所述控制模块为型号为STM32F107的微控制器；

（4）数据传输接口模块，包括CAN接口及LAN接口；

（5）供电模块，用于提供电能。

本发明提供的一种基于车轮六分力传感器的数据采集装置的工作原理为：车轮六分力传感器采集六路分力电压信息，热电偶采集车轮六分力传感器的温度信息，上述7路模拟信号依次通过放大电路与抗混叠滤波电路调理后，通过AD转换芯片转换成数据信号，经过转换的数字信号输入到控制器中；编码器用来采集车轮的转速转角信息，该数字信号直接输入到控制器中，控制器将六分力的电压信号结合编码器计算的转角，经过正弦余弦函数的计算，实现六分力在车轮六分力传感器的坐标系中的数值到车辆坐标系中数值的转换。供电模块用来为整个装置提供电能。通过CAN接口实现多个采集装置的网络连接，通过LAN接口实现采集装置与上位机的数据传输。

本发明提供的一种基于车轮六分力传感器的数据采集装置，其通过车轮六分力传感器实时采集车轮六分力电压，整个装置能够实时测量出汽车实际行驶过程中车轮的动态负荷，使得测量数据准确快捷。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一不同的是：在实施例一的基本上还包括清零按键、旁路按键、显示模块，所述清零按键、旁路按键、显示模块分别与所述控制模块相连，所述显示模块包括LED显示灯及LCD显示屏。清零按键的目的是提高测试性能，在车静止时，由于重力感应，六路分力电压会有一部分输出，为了保证车轮六个力的测量精度则需要清零。按下清零按键，装置自动把静止情况下的数据清零，自动对传感器进行偏差补偿。按下旁路按键，则实现放大器激活车轮六分力传感器里面每个应变电桥上的旁路电阻，调整每个通道的增益使之与车轮六分力传感器的灵敏度相匹配。LCD显示屏实时显示六路分量的电压值，LED显示灯用于显示供电模块的供电状态和电池的电量。

实施例三

如图3所示，本发明还提供一种基于车轮六分力传感器的数据采集系统，包括多个上述的基于车轮六分力传感器的数据采集装置及上位机，其中一个所述基于车轮六分力传感器的数据采集装置（下面称为采集装置）与所述上位机相连，与上位机相连的采集装置称为主采集装置，其他的采集装置称为分采集装置，多个分采集装置分别为分采集装置一、分采集装置二、、、、分采集装置N，多个分采集装置通过各自的CAN接口将与主采集装置相连。

本发明提供的一种基于车轮六分力传感器的数据采集系统的工作原理为：分采集装置一、分采集装置二、、、、分采集装置N分别通过各自的CAN接口连接相应的分CAN收发器，将各自采集的电压信号通过分CAN收发器发送出去，主采集装置通过主CAN收发器对各分CAN收发器发送过来的电压信号进行接收并传输到主采集装置中，主采集装置通过LAN接口将汇总的电压信号传送到上位机中进行分析。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于车轮六分力传感器的数据采集装置，其特征在于，包括：

模拟信号采集及调理模块，包括模拟信号传感器及调理单元，所述模拟信号传感器包括车轮六分力传感器和热电偶，所述调理单元包括依次电连接的放大电路、抗混叠滤波电路、AD转换芯片，所述车轮六分力传感器和热电偶分别与所述放大电路相连接；

数字信号采集模块，包括编码器；

控制模块，所述模拟信号采集及调理模块、数字信号采集模块分别与所述控制模块相连；

数据传输接口模块，包括CAN接口及LAN接口；

供电模块，用于提供电能。

2.根据权利要求1所述的基于车轮六分力传感器的数据采集装置，其特征在于，还包括清零按键，所述清零按键与所述控制模块相连。

3.根据权利要求1所述的基于车轮六分力传感器的数据采集装置，其特征在于，还包括旁路按键，所述旁路按键与所述控制模块相连接。

4.根据权利要求1所述的基于车轮六分力传感器的数据采集装置，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块相连接，所述显示模块包括LED显示灯及LCD显示屏。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于车轮六分力传感器的数据采集装置，其特征在于，所述控制模块为型号为STM32F107的微控制器。

6.一种基于车轮六分力传感器的数据采集系统，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的基于车轮六分力传感器的数据采集装置及上位机，所述基于车轮六分力传感器的数据采集装置通过所述LAN接口与所述上位机相连。

7.根据权利要求6所述的基于车轮六分力传感器的数据采集系统，其特征在于，所述基于车轮六分力传感器的数据采集装置为多个，其中一个所述基于车轮六分力传感器的数据采集装置与所述上位机相连，其他的所述基于车轮六分力传感器的数据采集装置通过所述CAN接口与其中一个所述基于车轮六分力传感器的数据采集装置相连。