汽車雨刷器是汽車重要的安全性電子零配件,它能為雨天行駛的汽車清理擋風玻璃的積水,保證駕駛員視野的清晰。近幾年來隨著汽車電子技術的進步,汽車雨刷器也在朝著智能化與人性化的方向發(fā)展。本文提出了一種基于LIN總線的雨量傳感器與雨刷控制系統(tǒng)的設計方案,目的是根據(jù)雨量大小實現(xiàn)雨刷的自動調(diào)節(jié),從而提高雨天行車的安全性與舒適性。本文主要工作內(nèi)容如下:(1)紅外式雨量傳感器的設計。首先對紅外式雨量檢測方法的原理進行了分析,然后基于雨量信息接口芯片MLX75308完成了雨量傳感器的硬件設計,給出各模塊硬件電路圖;通過多次雨量標定試驗并結(jié)合MLX75308數(shù)據(jù)手冊,將雨量初步劃分為4個等級與雨刷器的4個檔位相匹配,完成雨量傳感器的軟件設計并給出主程序和雨量檢測的流程圖;采用LIN總線通信方式與車身控制器進行數(shù)據(jù)交互。(2)基于STM32的雨刷控制器的設計。以STM32F103為主控芯片設計并搭建了雨刷控制器硬件電路,包括了電源管理、電機驅(qū)動、速度位置反饋以及通信模塊,并給出各個模塊的電路圖;通過改變PWM占空比實現(xiàn)電機調(diào)速,通過改變H橋中MOS管的導通順序?qū)崿F(xiàn)電機反轉(zhuǎn);同樣采用LIN總線通信方式與車身控制器進行數(shù)據(jù)交互。(3)基于模糊PID的電機控制算法的研究。為實現(xiàn)雨刷電機速度的精準控制,提出了基于模糊PID控制器的電機控制策略。設計模糊PID控制器,并使用MATLAB進行仿真分析。仿真結(jié)果表明,模糊PID控制系統(tǒng)的超調(diào)量小,穩(wěn)定性更好,適用于雨刷電機的控制。最終的模擬實驗表明,本課題的雨量傳感器可實現(xiàn)對雨刷器檔位的自動選擇,并通過雨刷控制器對雨刷電機進行控制,達到了自動控制雨刷的設計目標。
【學位單位】：中國計量大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U463.6
【部分圖文】：

(c) 海拉雨量傳感器 (d) 采埃孚雨量傳感器圖 1.1 部分國外品牌雨量傳感器除此之外，國外不少科研人員也在雨量傳感器技術領域進行了較為深入的究與探討。2009 年，Anton Kummert 等人提出了基于機器視覺的新型雨量檢方法[15]，即通過安裝在汽車前擋風玻璃的攝像頭進行雨量信息采集，再通過像處理得到雨量信息。2010 年，Mansheim 等人等人提出了一種全新電子微波雨量傳感器[16]，該類型雨量傳感器通過微波傳感器對雨滴引起的多普勒偏移行檢測，從而獲取雨量信息。2016 年，S You 等人則提出了利用雨滴局部時導通過數(shù)為核心的自動雨滴檢測方法[17]，進一步對基于機器視覺雨量傳感器法進行了優(yōu)化。由于雨量傳感器作為汽車的附屬配件，在國內(nèi)的研究和開發(fā)并沒有得到重，再加上國內(nèi)用戶習慣，導致國內(nèi)目前雨量傳感器市場份額很小。所以國內(nèi)前僅有一些小型公司在做相關產(chǎn)品的研發(fā)，如肯創(chuàng)科技、宏泰科技、海順達子等。但是國內(nèi)的研發(fā)公司與上述幾家國外大型公司相比還有著一定的差距，

中國計量大學碩士學位論文（3） 單主多從通信方式，有較好的靈活性；（4） 通信網(wǎng)絡從節(jié)點不依靠晶振或震蕩器即可自同步，有效降低成（5） 增加網(wǎng)絡節(jié)點不需要改變 LIN 從節(jié)點的硬件和軟件；（6） 一個 LIN 網(wǎng)絡上具有不超過 16 個節(jié)點數(shù)，64 個標識符。即 LIN 總線通信協(xié)議采用的是 8N1 編碼字節(jié)區(qū)的 UART/SCI 串行數(shù)據(jù)[27]，LIN 的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)[28]如圖 1.2 所示，采用單主多從網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。LIN節(jié)點為整個通信系統(tǒng)的控制方，保證發(fā)送數(shù)據(jù)幀的時間間隔和周期的從節(jié)點接受主節(jié)點的調(diào)度。

格式[27]，LIN 的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)[28]如圖 1.2 所示，采用單主多從網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。LIN 總線的主節(jié)點為整個通信系統(tǒng)的控制方，保證發(fā)送數(shù)據(jù)幀的時間間隔和周期的正確性，從節(jié)點接受主節(jié)點的調(diào)度。圖 1.2 LIN 總線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)LIN 總線的報文結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示，一個報文幀包括了報文頭和響應兩部分[29-31]，LIN 總線通信網(wǎng)絡的主節(jié)點發(fā)送報文頭，報文頭由一個空白場、一個同步場、以及一個標識符場所組成；而響應部分既可以由主節(jié)點發(fā)送也可以由一個從節(jié)點發(fā)送，響應由 1 到 9 個字節(jié)場(0～8 個數(shù)據(jù)場和一個校驗和場)所組成。
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本文編號：2872414