基于ARM的嵌入式车灯检测系统设计.docx

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基于ARM的嵌入式车灯检测系统设计

基于ARM的嵌入式车灯检测系统设计

摘要

该系统把汽车前照灯发出的光通过光学系统，然后经CCD采集和放大滤波，通过高速A／D传输到存储器中，由ARM进行图像的处理分析，来判断汽车前照灯的性能。

它采用了以ARM7TDMI为核心的芯片S3C44B0X。

配合嵌入式多任务操作系统uC／OS—11，既方便了应用程序的开发，也同时保证了其上各个任务的实时性和可靠性，从而实现了该系统的设计。

本检测设备是专为测试车灯照度和车灯灯泡电流是否符合设计标准，为车灯生产线提供检测仪器而设计的。

硬件设计方面，使用传感器检测车灯是否安装正确，得到的信号通过可编程控制器进行编程，再由触摸屏显示检测的各种参数并报告检测结果。

在设计中加入了电压表和电流表，分别显示被测灯的电压和测试电流。

测试电流通过A/D模块转换后载入可编程控制器，编程后与设计标准进行比较。

软件设计方面，通过可编程控制器编程实现了自动、手动、灯号输入、灯号删除、灯号及参数调用、条件设定、新灯号的自学习、检测数据保存等功能。

通过可编程控制器的使用，使测试仪具有较高的性价比和柔性，提高了车灯测试数字化水平，对提高产品质量起到了积极地推动作用。

关键词：

车灯检测系统；ARM；CCD

TheARMembeddedlightdetectionsystemdesign

ABSTRACT

Thetestingequipmentisdesignedtotestthelightsandlightingthelampilluminationwhetherthecurrentdesignstandards,providetestingequipmentfortheproductionlineforthelights.

Hardwaredesign,theuseofsensorsdetectedthelightsareinstalledcorrectly,thenthesignalthroughtheprogrammablelogiccontrollerprogramming,anddetectedbythetouchscreendisplaythevariousparametersandreporttestresults.AddavoltagemeterandAmmeterInthedesign,measuredlampvoltageandcurrenttestsrespectively.ThecurrenttestsloadedPLCbytheA/Dconvertermodule,aftertheprogramminganddesignstandardsforcomparison.

Softwaredesign,PLCprogrammingimplementedtheautomatic,manual,thesignalinput,signalsremoved,lightsandcallparameters,conditionsset,thenewsignalsofself-learning,testingdataretention,andotherfunctions.

ThroughtheuseofthePLC,thetesterhasahighcost-effectiveandflexible,improvethelightingtestdigitallevel,toimprovequalityofproductshasplayedanactiveroleinpromoting.

Keywords:

Lightingdetectionsystem;ARM;CCD

2.2ARM控制原理7

第1章课题概述

1.1引言

汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。

在汽车发展的早期，人们主要是通过有经验的维修人员发现汽车的故障并作有针对性的修理。

随着现代科学技术的进步，汽车检测技术也飞速发展。

目前人们能依靠各种先进的仪器设备，对汽车进行安全、迅速、可靠的检测。

1.1.1国外汽车检测技术发展状况

汽车检测技术是从无到有逐步发展起来的，早在50年代在一些工业发达国家就形成以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术和生产单项检测设备。

60年代初期进入我国的汽车检测试验设备有美国的发动机分析仪、英国的发动机点火系故障诊断仪和汽车道路试验速度分析仪等，这些都是国外早期发展的汽车检测设备。

60年代后期，国外汽车检测诊断技术发展很快，并且大量应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术。

进入70年代以来，随着计算机技术的发展，出现了汽车检测诊断、数据采集处理自动化、检测结果直接打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。

在此基础上，为了加强汽车管理、各工业发达国家相继建立汽车检测站和检测线，使汽车检测制度化。

概括的讲，工业发达国家的汽车检测在管理上已实现了“制度化”；在检测基础技术方面已实现了“标准化”；在检测技术上向“智能化、自动化检测”方向发展。

1.1.2国内汽车检测技术发展概况

我国从60年代开始研究汽车检测技术。

70年代，我国大力发展了汽车检测技术，汽车不解体检测技术及设备被列为国家科委的开发应用项目。

由交通部主持研制开发了反力式汽车制动试验台；惯性式汽车制动试验台；发动机综合检测仪；汽车性能综合检验台（具有制动性检测、底盘测功、速度测试等功能）。

80年代，随着国民经济的发展，科学技术的各个领域都有了较快的发展，汽车检测及诊断技术也随之得到快速发展。

如何保证车辆快速、经济、灵活，并尽可能不造成社会公害等问题，已逐渐被提到政府有关部门的议事曰程，因而促进了汽车诊断和检测技术的发展。

在单台检测设备研制成功的基础上，为了保证汽车技术状况良好，加强在用汽车的技术管理，充分发挥汽车检测设备的使用，交通部1980年开始有计划的在全国公路运输和车辆管理系统（交通部当时负责汽车监理）筹建汽车检测站，检测内容以汽车安全性检测为主。

80年代初，交通部在大连市建立了国内第一个汽车检测站。

从工艺上提出将各种单台检测设备安装联线，构成功能齐全的汽车检测线，其检测纲领为30000辆次/年。

为了配合汽车检测工作，国内已发布实施了有关汽车检测的国家标准、行业标准、计量检定规程等100多项。

从汽车综合性能检测站建站到汽车检测的具体检测项目，都基本作到了有法可依。

车灯的发光强度不足或照射方向不合适，汽车前方的情况就不能清晰易见。

而发光强度过强或照射方向过高，会使迎面驶来的汽车里的驾驶员造成眩目，妨碍驾驶员做出正确的判断，这些都是导致交通事故的重要原因。

为了降低行车事故，确保行车安全，汽车在出厂前其车灯必须调整正确。

车灯的检验必须经常化和制度化。

为此，国家公布了《机动车前照灯使用和光束调整技术规划》（GB7454-87）和《汽车前照灯配光性能》（GB4599-84），对机动车的远光照明和近光照明的发光强度和照射方向提出了明确的要求。

特别是在进WTO后，这一要求会逐渐强化，以便和国际接轨。

目前国家对前照灯的检查日益严格，并且将由原先以远光为重点的检测要求向近光过渡，各个车辆检测站和汽车生产厂家急切需要装备能够进行远近光检测的仪器。

由于国家法规的逐步完善，前照灯检测仪经过了一个从远光测量到远近光测量的过程。

在早期的单远光测量仪中，普遍利用远光的对称性，采用了对称光电池排布，测量远光的光轴中心。

随着国家标准开始强调近光检测的重要性，目前出现了很多具有近光检测功能的仪器。

1.1.3存在的不足与发展方向

随着我国汽车工业的不断发展壮大，人们对车型和汽车装饰多样化的要求发生了日新月异的变化。

尤其汽车照明因功能的提升，款式和品种出现了多样化的趋势，特别是前车灯在结构和外型由原来规格统一，光源不可更换，向着具有个性化、品种多样和光源可更换的方向发展，使得汽车灯具与车身更加协调统一。

由于车型的变化较快，使得汽车灯具的质量跟不上汽车发展的要求，特别是中小型企业生产检测设备落后，生产的灯具合格率较低，具2004年6月14日国家质量监督检验检疫总局最新公布的抽查结果显示，汽车灯具产品的抽样合格率仅为78．1％。

质检总局近期对汽车灯具产品质量进行了国家监督抽查，抽查了上海、江苏、浙江等地32家企业的32种产品，合格的只有25种，其中汽车前照灯的抽样合格率为72．2％，汽车后雾灯的抽样合格率为71．4％。

据质检总局有关负责人介绍，汽车灯具产品是关系到车辆行驶安全的重要零部件，在我国目前的汽车产品强制性检验项目中，关于汽车灯具的检验项目约占四分之一。

在这次抽查中，7种不合格产品全部是配光性能检验项目不符合要求，而配光性能是国家强制性标准中非常重要的项目，其作用在于能够照亮路面状况且不影响对面开来车辆司机的眼睛，同时也起到提示其他行驶车辆的作用。

鉴于江、浙两省生产汽车灯具的中小企业较多，设计了一种即能检测车灯光性能，又能检测车灯电性能的智能型车灯测试仪，并在江苏常州某车灯生产企业试用，达到了设计要求。

我国汽车检测技术要赶超世界先进水平，应该在汽车检测技术基础、汽车检测设备智能化和汽车检测管理网络化等方面进行研究和发展。

1.2课题来源与现状

车灯测试装置是车灯生产厂家生产过程必备的测试设备。

本课题是常州某车灯生产厂为提高产品质量和提升测试手段提出来的，要求该装置能够存储所测车灯的型号50个，以及相关各参数，如各灯的电流值，照度情况等；并要求具有自学习的功能，即可对新型号的车灯进行检测，所测参数可修改，作为今后的测试标准。

课题涉及控制、检测、显示等技术。

车灯测试仪就是专为测试车灯照度和车灯灯泡电流是否符合设计标准，为汽车灯具生产线提供检测仪器而设计的。

1.3设计要求以及目标

（1）选择合适传感器检测车灯各灯的电流值，误差±10%，并对所测数值与该型号车灯的标准值进行比较，不在误差范围内的给予明确显示。

（最大电流为3A,电源为24V）

（2）选择合适传感器检测车灯各灯的照度值，对达不到要求的给予明确显示。

（3）能够存储50个车灯型号和对应参数（电流），并能随意调出。

（4）对新型号的车灯具有学习功能。

第2章设计方案

2.1方案论证选择

车灯主要由三部分组成，配光镜、反光镜、汽车灯泡，而配光镜、反光镜的设计及两者和灯泡灯丝位置配合的合理性，以及灯泡的好坏是直接影响车灯产品质量的关键因素。

本车灯测试仪就是专为测试车灯照度和车灯灯泡电流是否符合设计标准，为汽车灯具生产线提供检测仪器而设计的。

根据生产要求，测试仪应具有以下功能：

（1）能够保存和删除输入的车灯型号及相关参数，并能调用；

（2）对输入的新型号车灯应具有自学习功能，并自动保存测试参数；（3）具有车灯型号的资料库，能存储50个型号；（4）一次能测试一组车灯（每组5盏灯），并具有连续测试（每次一组）、单次测试（每次一盏）和复位功能，以及遥控功能。

车灯测试仪就是专为测试车灯照度和车灯灯泡电流是否符合设计标准，为汽车灯具生产线提供检测仪器而设计的。

图2.1单片机控制原理框图

2.2车灯检测系统框架图

2.2ARM控制原理

第一：

使用单片机为控制如图2.3所示，单片机主要涉及前项通道，后项通道以及软件设计。

单片机要实现小电流控制大电压和小电压控制大电压还必须考虑过电路的设计，比如功率放大器的设计等等。

虽然单片机在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM（EPROM或EEPROM）、时钟、定时/计数器、多种功能的串行和