【MT47】毕业论文_多媒体汽车动态仪表板设计.doc文档

它极大的改变了人们获取信息的传统方法，符合人们在信息时代的阅读方式。

多媒体技术的发展改变了计算机的使用领域，使计算机由办公室实验室中的专用品变成了信息社会的普通工具，广泛应用于工业生产管理学校教育公共信息咨询商业广告军事指挥与训练，甚至家庭生活与娱乐等领域。

汽车仪表是安装在汽车上，用于指示或显示汽车行驶以及发动机运行时的工作状况，并向驾驶员随时提供汽车运行中的状态参数等信息，是汽车必备的装置。

汽车仪表技术是汽车高精确技术的重要内容，现在大致可以分为三类机械式电气式，电子式。

多媒体技术现在日趋发展，本课题所研究的就是在传统的数字汽车仪表板中加入多媒体技术，让多媒体技术控制汽车仪表，使汽车仪表更加的人性化。

多媒体汽车动态仪表板是未来汽车汽车仪表的发展的方向，未来的汽车仪表必定会集汽车工况显示娱乐通信报警安全于体，为驾乘人员提供个新颖方便的信息沟通环境。

多媒体汽车动态仪表板既有模拟仪表的连续感觉，又有数字仪表的确定性显示。

在本课题中我使用单片机外反射测速传感器晶显示屏模数转换器件及数字式温度传感器对传统的模拟车用仪表进行技术改进，设计并实现了新型全数字的简易汽车仪表系统。

题研究的主要内容传统的汽车仪表只能给驾驶者提供汽车运行中必要而又少量的数据信息，已远远不能满足现代汽车新技术高速度的要求。

随着汽车工业的不断发展，汽车开发商也在仪表盘上费尽心思，让小小的仪表盘变得越来越漂亮，功能越来越多越来越智能化，从实用开始走向时尚美观，未来的汽车仪表必定完成实用与时尚的完美结合。

汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面，是车辆安全行驶的重要保证。

随着电子技术的广泛应用，传统汽车仪表逐渐被微处理器为核心的电子控制数字仪表取代。

然而，目前国内车辆仪表数字化水平还不高，绝大部分仪表还是模拟式的，而大多数模拟仪表表头的体积较大数量多，使得显示系统拥挤不堪，影响美观另外些模拟仪表故障率高，增加了用户的经济负担，减小了车辆行使的安全系数。

为克服这些缺点，本课题中提出用单片机模数转换器件数字式温度传感器外反射测速传感器等对其进行技术改进，设计并实现了新型全数字仪表系统，该仪表系统有显示直观准确灵敏度高使用寿命长灵巧美观成本低等优点。

第二章系统硬件设计方案硬件是套系统不可或缺的主要组成部分，它是构成个系统的物理设备，就如同个人的躯体，这里我们主要运用单片机为主控系统，再加上其他的辅助芯片，与单片机起提供功能控制。

通常我们说的系统硬件般都包括运算器控制器寄存器输入设备输出设备五大部分。

件总体设计思想本课题所用到的片机微处理器，其本身就包含了运算器控制器寄存器三部分。

我们利用这个优势，在为该单片机添加上输入和输出设备，并对他们加以连接，从而构成个完整的硬件系统。

在经过微处理器后，通过液晶屏实时的显示出我们所需要的数据，如水温车速油量油压等等。

本课题中最主要的芯片除了片机之外，还有就是度芯片和外反射测速传感器芯片，这两个芯片起到了模拟水温度以及模拟测速的功能，是该课题最重要的两大功能。

同时为了是系统更加完美，在设计中加入抗干扰元素，使系统的故障率降低，同时也使得整个系统更加及时准确，提高了安全性可靠性，更具有智能化和人性化。

件总体方框图的设计该系统硬件主要包括以下几个模块控模块度传感器模块车速外反射传感器模块数转换模块示模块等。

其中要完成外围硬件的控制以及些运算功能，感器完成对温度的检测，并通过单片机转换为输出信号，速传感器通过发射的红外线在芯片上面放个转动的电机，通过电机带动叶片转动，从而使接收到的转动信号反社会芯片内部，从而对外输出个脉冲计数，在通过单片机的信号采集和处理，就可以测出这时候行车的车速，再通过测定的行车时间，并通过计算就可以获得行车的里程，成将模拟信号转换成数字信号的功能，晶显示器模块起到汇总的作用，它是对所有的单片机采集和处理之后输出的字符信号数字等进行显示，给人种最直观的效果。

除了这些最重要的模块之外，我还在计中添加了串口模块以便于程序的下载，能够实现对单片机的远程控制。

还有很多辅助电路，如复位电路晶振电路个共阳极的警显示电路个按键电路。

这些辅助电路看似很简单，但是在个完整系统中却是必不可少的。

通过初步的构思和设计，我制定了比较简单的电路结构图，如图本课题的硬件设计的总体框图。

温度传感器信号处理信号处理信号处理运算放大器信号处理模拟传感器压力模拟传感器油量模拟传感器测速传感器电源模块液晶按键电路报警串口通信模块复位电路图件总体框图第三章系统硬件电路设计硬件电路设计是本课题的最重要的环节，完成了本课题硬件的设计，就完成了该次设计大半的工作。

为了达到操作简单成本较低功能较为全面的目的，我在硬件电路设计中，下了苦功夫，力争把硬件模块做到最好。

硬件设计的般流程是本系统所需各种元器件的选择电路原理图的绘制以及的生成焊接制电路板硬件的检查和维护硬件的调试在我设计的硬件电路中，主要包括单片机主控模块温度传感器电路模块测速电行业在国内发展的较好，各部件的国产化率较高，但在高可靠性高稳定性的部件上进口产品仍居主导位置。

伺服电机及减速器伺服电机是整个电动变桨系统的动力源，减速机是调速传动装置，二者都要求有很高的可靠性稳定性和准确性。

目前还是以进口产品或跨国公司在华所设工厂生产的产品为主，基本上可以实现国产化，且国内供应厂商较多，渠道明朗，价格也较透明。

控制器等电子设备控制器是整个电动变桨系统的大脑，技术含量较高，基本被国外公司垄断，成为电动变桨系统主要的瓶颈之。

蓄电池由铅酸蓄电池构成源，国产渠道较多，国产化率高。

位移传感器和接近开关位移传感器和接近开关是安装在轴承内齿轮部位的检测装置，要求可靠精准度好，基本上都是进口产品。

电路电缆的国内渠道很多，质量也很好，其他的电器元件国内都有很成熟的渠道。

值得提的是电滑环，由于对电滑环的要求比较高，所以高性能的电滑环还值得关注的。

体来讲，电动变桨系统的国内渠道较多，进行国产化的可能性也较大，厂商掌握起来也较容易，得到的推广也较快。

相比较液压变桨系统国内现有的渠道优势也比较明显。

调解方式划分按每个叶片是调节还是同步调节可以分为两种共同驱动变桨距系统。

这种变桨距系统在早期风力发电机组中采用的较为普遍。

其特点是三只叶片的驱动由同个驱动装置驱动，三只叶片的浆距角调节是同步的。

它的控制系统比较简单成本低，但机械装置庞大，调整复杂，安全冗度小。

驱动变桨距系统。

这种变桨距系统在现代风力发电机组中采用的较为普遍。

其特点是三只叶片的驱动由同三个相同的驱动装置驱动，三只叶片的浆距角调节是相互的。

它需要三套控制系统成本较高，但结构紧凑控制灵活可靠，安全冗度大。

因此，本文选择的研究对象是基于驱动的电动变桨系统。

变桨距的控制方法的选择为了尽可能地最大捕获风能，国内外学者分别对风力机的风速叶尖速比浆距角三者关系做了理论分析，提出了种风能叶尖速比浆距角变化的优化算法，使得功率系数维持在最优值附近变化，从而获得最大风能。

但是，他们都没有对风速的不同取值范围进行详细的研究，实际上只有切入风速和额定风速之间变化时才能得到最优功率系数。

风速在额定风速和切出风速之间变化时，功率系数反而会随风速减小。

为实现高精度控制，学者们还致力于研究更加有效的控制方法。

有基于传统的是，由于能获得良好的实时控制效果。

随着风力发电技术的发展，风电控制系统引入了模糊控制，解决了风力发电系统的非线性问题和数学模型不确定问题。

但是，模糊控制器自身消除系统稳态误差的能力较差，难以达到较高的控制精度。

而后将神经网络非线性鲁棒控制应用到风力发电系统，神经网络适用于非线性系统，并且不需要精确的数学模型，通过自学习可以实现良好的控制果，但由于控制算法计算量比较大，不能保证系统的实时性，不能在风速整个变化范围内都取得理想的效果。

提出了种变速变桨距最大风能控制方式，风速在切入风速和额定风速之间变化时，采用变速控制方式，追踪最大功率曲线，获得最大功率风速在额定风速和切出风速之间变化时，采用变桨距控制方式，调节桨叶浆距角的变化，保持额定功率不变。

但是该控制方式在变桨距控制时的控制效果并不理想。

为种通用的工业控制器有它的特点可靠性高，必须能够在各种不同的工业环境中正常工作，抗干扰能力强，平均无故障工作时间长，能适应恶劣的环境。

使用方便灵活，主要体现在硬件使用和软件使用上。

照程序的要求，通过对来自设备外围的按钮行程开关接触器点等开关量信号进行逻辑运算处理，并控制外围指示灯电磁阀接触器线圈通断等功能。

适应风电的恶劣环境，对于风电的稳定安全运行有了保障。

所以，本文采用用传统的应风速的两个运行范围，设计两个不同的控制器，风速在切入风速和额定风速之间变化时，以发电机转速作为控制输入量，根据转速传感器测得的转速信号，由制发电机转速变化，使得叶尖速比维持在最佳值不变，同时保持叶片浆距角为，使得风力机追踪最佳功率曲线，具有最高的风能转换效率。

风速在额定风速和切出风速之间变化时，以发电机转速作为控制输入量，根据转速传感器测得的发电机转速信号，有得变桨距机构动作来调节叶片浆距角的变化，保持额定功率不变。

初步规划大量查阅相关风力发电的国内外相关资料，了解风力发电技术的发展趋势和最新动态。

确定风速的数学模型，建立风力发电机的数学模型，主要有传动系统风力机和发电机模型。

学习备选型等准备工作。

确定控制方案，画控制流程图，编写控制程序等。

研究方案及进度安排，预期达到的目标第三周收集资料，到图书馆借书和下载些优秀前沿论文。

四周参阅相关资料，提出要研究的方向和焦点，完成论文开题报告。

第五周第六周阅读自己收集到的资料，去糟取精，学习和设计相关的知识以备毕业设计。

第七周第八周