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便携式路面摩擦系数测试仪研究与开发

作　者: 慈强
导　师: 陈涛
学　校: 长安大学
专　业: 车辆工程
关键词: 交通事故 路面摩擦系数 微控制器 加速度计
分类号: U416.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 32次
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内容摘要


路面摩擦系数作为道路交通事故分析中计算事故车辆行驶车速的重要参数之一,倍受人们重视。为了方便路面摩擦系数的测量,通过分析汽车在紧急制动过程中制动减速度的变化规律并借鉴充分发出的平均制动减速度的计算方法,利用路面摩擦系数与制动减速度的关系开发出一种便携式摩擦系数测试仪用以测量路面摩擦系数。选用ATmega16L单片机、MMA7260QT加速度传感器、液晶显示器和独立按键等设计开发了路面摩擦系数测试仪的硬件系统,主要包括：数据采集模块、显示模块和按键控制模块。该采集系统能够输出制动力增长时间ts,路面摩擦系数u,汽车制动时充分发出的平均减速度值MFDD,实时制动减速度值areal。在硬件系统搭建完成的基础上,还完成了整个系统软件部分的设计,主要包括：PC机数据处理软件和ATmega16L单片机控制程序。PC机程序采用VC++6.0编程实现,其主要实现数据接收、数据保存和数据显示等功能；ATmega16L单片机控制程序采用C语言在ICCAVR开发平台和AVR Studio中编写完成,主要包括：数据采集子程序、数据显示子程序、ATmega16L单片机与PC机通讯子程序和按键控制子程序。本系统设计完成之后,对其进行了功能测试。利用本测试系统与多通道数据采集系统及加速度传感器等测试设备在沥青路面上分别进行了制动实验。实验结果表明利用制动减速度法并借鉴充分发出的制动减速度能够测量路面摩擦系数,并验证了本系统的可靠性和准确性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 问题的提出  9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 国外研究状况  9-11
    1.2.2 国内研究状况  11
  1.3 论文研究目的和研究内容  11-12
  1.4 技术路线  12-13
第二章 路面摩擦系数测试仪原理  13-19
  2.1 车轮制动减速度分析  13-14
  2.2 路面与轮胎之间摩擦系数及其测试方法  14-19
    2.2.1 路面摩擦系数及其影响因素  14-15
    2.2.2 路面摩擦系数的测试方法  15-19
第三章 系统硬件设计  19-28
  3.1 系统工作原理结构及总体结构  19-20
    3.1.1 系统工作原理  19-20
    3.1.2 本系统设计原则  20
  3.2 硬件机构  20-26
    3.2.1 控制单元  20-21
    3.2.2 数据采集单元  21-24
    3.2.3 数据存储单元  24
    3.2.4 数据显示单元  24-25
    3.2.5 与PC机串行通讯单元  25-26
    3.2.6 电源设计  26
  3.3 采集仪系统抗干扰设计  26-28
    3.3.1 抑制干扰源的措施  26-27
    3.3.2 提高敏感器件的抗干扰性  27-28
第四章 系统软件设计  28-40
  4.1 ATmega16L单片机软件平台  28-30
    4.1.1 AVR单片机C语言开发平台及程序下载软件AVR Studio简介  28-29
    4.1.2 ATmegal6L单片机软件实现功能及组成  29-30
  4.2 ATmegal6L单片机系统软件主程序  30-31
  4.3 ATmegal6L单片机数据采集A/D转换子程序  31-33
  4.4 ATmegal6L单片机按键控制子程序  33
  4.5 ATmegal6L单片机存储接口子程序  33-36
  4.6 路面摩擦系数测试仪显示程序  36-37
  4.7 测试仪人机交互界面  37-40
    4.7.1 ATmegal6L单片机的RS-232通信协议  37-38
    4.7.2 PC机数据处理软件设计  38-40
第五章 路面摩擦系数测试实验  40-44
  5.1 实验目的和实验仪器  40-41
    5.1.1 实验目的  40
    5.1.2 实验仪器  40-41
  5.2 实验条件和实验过程  41-43
    5.2.1 实验条件  41
    5.2.2 实验过程  41-43
  5.3 实验结果分析  43
  5.4 实验总结  43-44
第六章 总结与展望  44-46
  6.1 总结  44
  6.2 展望  44-46
参考文献  46-49
致谢  49

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 路基、路面工程 > 路面工程
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