汽車虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用研究

汪 軍

長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系，湖南長(zhǎng)沙 410111

1 現(xiàn)階段的汽車虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用現(xiàn)狀

我們可以直觀的看到汽車硬件的相互關(guān)系，了解各個(gè)部件的關(guān)系和作用。但是，電子控制部件間相互關(guān)系卻不是我們可以直接了解和掌握的，就算我們可以通過(guò)電路圖來(lái)分析其工作管理，但其信號(hào)關(guān)系和邏輯知識(shí)卻不是我們僅憑圖紙就可以完全理解的。沒(méi)有相關(guān)儀器和設(shè)備，我們不可能解決所遇見(jiàn)的電路問(wèn)題，只有借助儀器才能看到電路參數(shù)，才能呈現(xiàn)出電路中的信號(hào)關(guān)系，才可以解決電路難題。虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用可以很好的解決以上問(wèn)題，它不僅可以融合理論知識(shí)，更可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用實(shí)踐。讓虛擬實(shí)驗(yàn)代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)，不僅可以感受真實(shí)操作的興奮感，也節(jié)約了應(yīng)用成本，更提高了應(yīng)用效率，正是一舉多得。

2 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成及其安全功能

我們了解一下虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作原理，它是借助計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬操作的。這個(gè)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)，連接器，采集器組成，軟件是其連接的橋梁，計(jì)算機(jī)根據(jù)軟件來(lái)判斷干擾信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)操作。這樣不僅節(jié)省了應(yīng)用成本，而且維修起來(lái)也很方便。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是需要提高其可靠性的，這就需要計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有其自身的判斷和辨別能力。軟件濾波和中斷處理都能很好的提高計(jì)算機(jī)的安全性。在面對(duì)干擾信號(hào)，軟件濾波可以對(duì)其進(jìn)行采樣分析，并把它進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后得出結(jié)論。其常用的濾泡分析法有以下幾種：低通法、程序判斷法等。

中斷處理也是軟件必須具備的功能，它可以在斷電的情況下自我備份并保存信息。從而提高系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性。例如：計(jì)算機(jī)被強(qiáng)行斷電時(shí)，軟件的中斷處理功能可以記錄當(dāng)時(shí)臨時(shí)信息，保存信息數(shù)據(jù)，當(dāng)從新通電后，系統(tǒng)軟件可以從新恢復(fù)備份數(shù)據(jù)，讓軟件自動(dòng)工作，完成需處理的問(wèn)題。

3 維護(hù)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安全的方法

1）保持計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備的散熱，控制好室內(nèi)溫度，做好通風(fēng)處理，避免機(jī)器設(shè)備暴曬，必要時(shí)安裝空調(diào)等設(shè)備；

2）定期除塵，做好防塵。對(duì)計(jì)算機(jī)和機(jī)器設(shè)備要及時(shí)打掃、清潔。對(duì)機(jī)器內(nèi)部灰塵要定期用毛刷或相關(guān)工具進(jìn)行清理。避免機(jī)器設(shè)備電路元件被腐蝕或損壞，以減少設(shè)備的使用壽命；

3）傳感器是重要的設(shè)備組件，其敏感度很容易受到積塵和濕度的影響，及時(shí)處理這些外在因素是保持其正常工作的關(guān)鍵，一定要加以排除異常因素，保證其正常工作；

4）要勤觀察計(jì)算機(jī)溫度，遇見(jiàn)計(jì)算機(jī)工作緩慢或者出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象要及時(shí)處理，檢查風(fēng)扇工作情況，過(guò)濾器積塵情況，避免計(jì)算機(jī)內(nèi)部溫度過(guò)高燒壞CUP 及相關(guān)硬件，在過(guò)濾器的清理工作中要注意過(guò)濾網(wǎng)要定期清塵，以免等到過(guò)濾器堵塞時(shí)造成清理困難，還有計(jì)算機(jī)溫度要控制在55 度以下，如果溫度居高不下，一定要繼續(xù)檢查，直到找到問(wèn)題所在，及時(shí)解決；

5）工位機(jī)柜門不允許被長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)放，更不允許無(wú)故開(kāi)放。有些工作人員以為開(kāi)門散熱是很好的散熱方法。其實(shí)，這根本是不對(duì)的，這種方式不僅起不到好的散熱效果，更會(huì)破壞計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，讓軟件不能正常工作。因此，絕對(duì)禁止無(wú)故敞開(kāi)柜門，只有在維修時(shí)才可以打開(kāi)，散熱只有靠降低計(jì)算機(jī)外部溫度的方法；

6）系統(tǒng)安全也要得到保護(hù)，計(jì)算機(jī)要按照備份和殺毒軟件，這樣可以保證計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)安全，保證虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 介紹虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各組成部分的工作原理

圖1 系統(tǒng)組成框圖

圖1 顯示了虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成框架，這里其中顯示了信號(hào)的采集過(guò)程。我們看出采集器的工作原理，PC 機(jī)可以顯示工作的狀態(tài)，當(dāng)計(jì)算機(jī)連接汽車時(shí)，軟件可以記錄數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)；當(dāng)計(jì)算機(jī)處于不連接狀態(tài)時(shí)，軟件處于離線狀態(tài)，只顯示工作原理。

1）連接器。它可以采集信號(hào)，并不損害原車線束，它的接口設(shè)計(jì)就是為了方便與車體連接；

2）采集器。中泰研創(chuàng)科技公司研發(fā)了產(chǎn)品USB7325A，它是一款強(qiáng)大的信號(hào)采集設(shè)備。它的優(yōu)點(diǎn)是：高電壓下精度測(cè)量，16 路數(shù)字信號(hào)測(cè)量和頻率信號(hào)測(cè)量等，這個(gè)設(shè)備還可以記錄各傳感器的電壓，傳感器頻率，噴油器的脈沖寬度，開(kāi)關(guān)汽車的狀態(tài)。這些檢查結(jié)果可以發(fā)送給PC 機(jī)；

3）虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件。美國(guó)NI 公司設(shè)計(jì)并研發(fā)了LabVIEW 軟件，這是一款設(shè)計(jì)軟件的控制程序，它可以分析和設(shè)計(jì)軟件，測(cè)試工程信號(hào)，可以快捷的設(shè)計(jì)軟件界面。虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)就是由它設(shè)計(jì)并完成的，它實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)與汽車的數(shù)據(jù)傳送、接收并保存數(shù)據(jù)、分析并轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的各組成部門可以實(shí)現(xiàn)記錄發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況，可以直觀的在PC 機(jī)上顯示其參數(shù)。因此，不管發(fā)動(dòng)機(jī)的變化多快，該軟件都可以迅速的記錄實(shí)時(shí)變化，這些結(jié)果可以被記錄到系統(tǒng)中。在應(yīng)用過(guò)程中可以不用連接車體就能觀看發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)變化，可以實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。

5 結(jié)論

虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不僅可以融合理論知識(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用實(shí)踐；不僅可以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，還可以診斷發(fā)動(dòng)機(jī)的故障；不僅操作起來(lái)簡(jiǎn)單方便，更不用投資過(guò)多的資金。該系統(tǒng)在汽車研究成應(yīng)用中發(fā)揮著重要的作用，我們一定要大力推廣，充分的利用其應(yīng)用價(jià)值，提高應(yīng)用效率。

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