基于C8051F206单片机的汽车制动性能检测仪设计探析

李可峰

摘要：在对于汽车的制动性能的研究过程中，对于制动的方式要有一定的突破以外，对于制动性能的检测也要做出相应的管理。该文中基于C8051F20模式下的单片机汽车制动性能的检测方面的研究，着重关注了汽车的制动性能检测仪。文章中对于整套仪器的使用原理和内部的原件进行了介绍，并对原件中的传感器做出详细的评价，目的是在研究汽车制动性能的过程中，寻找更加方便有效且便于操作的制动性能检测仪器。

关键词：单片机；制动性能；检测仪器

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）09-2087-02

制动性能是机动车安全检测的重点指标之一 ，检验的方法有路试法和台架法。根据 GB7258—1997规定，路试 法主要在道路上对汽车制动性能进行检测 ，其检测的参数有制动距离 ；充分发出的平均减速度、制动踏板力、制动协调时间等。在道路上对汽车制动性能进行检 测，其测试仪器主要是车速传感器，通过对汽车在道路上制动时的车速变化对汽车整车制动性 能进行评价。现在普遍使用的制动性能检测仪大多是在车身上安装传感器。对于这种方法在使用和维护都存在很大的问题和困难。在机动车辆制动性能检测和交通事故的勘查以及汽车维修行业中，能够使用一种在很短的时间之内测算出汽车在运行条件下快速制动和得到相关的制动距离和制动时间的模式方法，这样就起到了方便快捷，智能化 ，高精度 ，性价比高的作用。这样一来就不用在与车辆进行机械和电气安装连接的汽车制动性能测试仪显的特别重要。为提高检测的自动化水平和检测的精度，我本文中我们就设计了一种基于 C8051F206单片机和加速度传感器的汽车制动性能检测仪，并对该检测仪的性能做出评价。

1 基于C8051F206单片机中传感系统

这里我们谈到的传感应变电阻仪可以很好的控制机动车值制动方面的检测方式。所谓的传感感应就是一种新型的传感器，通过电阻的变化作为一种感应值的判断标准进行计算和采集数据。具体的做法是在汽车制动片上粘贴高灵敏度的感应片，通过力的传递将物体上受到即时的力传递到感应片上，以备技术人员收集。在物体的中心或者是机械的隔断处，使用丙酮溶液进行擦拭，以保证物体的表面洁净和贴合度较高。当液体充分风干的情况下将感应片贴在已涂丙酮的物体上（注意感应片的正反），再使用导线和感应片相互连接，从而形成了一个完整的闭合电路体系，在通电的情况下，在计算机终端上可以显示出来。以便技术人员可以在任何时候掌握机械原件的使用情况，一旦汽车在智能化计算出安全距离的过程出现后，传感器就会出现指示，就会在计算机图形中显示出来。于此同时，它还可以对汽车运行中所处的具体位置做到应力感应，车速的变化直接转换为信号能量传输到传感器上，传感器接收短结构会出现结构上的略微变化，这个仪器就能第一时间以信号的方式传送到计算机终端，让技术人员掌握汽车制动的及时的情况。

在整套制动传感器中，存在有数据的存储功能，以及对于时间节点的控制作用，对于一些使用简单，测试效果良好的制动检测仪器可以满足大部分的制动检测需要。在数据终端的串口中存有大量的对比数据，可以在任何情况下，对现有的制动情况进行比对，并根据传感器提供的信息记录下汽车的使用性能，并对再次采集的数据进行存储和编号，以便下次再次使用数据资源。

2 基于C8051F206单片机的汽车制动性能检测仪设计

基于C8051F206单片机的汽车制动性能检测仪设计的特征，科学合理地建立一个充分考虑各方面因素尤其是汽车制动距离的危险性评价模型就显得很有必要，为此，国内外很多专家学者做了大量的实验研究，也提出了一些评价模型，其中最具代表性的是“定点式刹车区域”模型，在此模型的基础上引入了诸如AADCPA、AFDCPA、AATCPA等基本概念，这样的一套理论体系综合地模拟了汽车在高速运行中突然制动的特点，将很多影响因素考虑其中，并且接受了实践的检验，也受到了客户的赞许与好评。

2.1 基本概念

如前文所述，汽车在快速运行过程中，可以将汽车简化为质点式的运动，主要考察该质点的运动姿态与轨迹，但是在制动范围内，“定点式刹车区域”模型认为汽车的形状也应该被考虑进来，即以车身长度为参考点，分别赋予汽车车身的长度与宽度，则汽车的运动数据就以这样一个非质点式的模型为载体进行传输，这一点尤其适合于大型汽车的模拟分析，如图1。

制动道“定点式刹车区域”模型基本上可以分为三种领域，即危险领域、安全相会领域、动界领域，这三种领域分别代表汽车运行时不同状态下的领域范围，具体如下：

①危险领域（RD）：如图1所示，平行直线连接RDA与RDF的端点，既可以形成一个围绕模型汽车制动的范围，这个范围就是所说的危险领域（RD），人们通常形象地称之为非安全区域。实际上，危险领域的边界线属于一个危险与安全的临界区域，如果汽车与目标物的距离小于这个临界距离，那么很有可能会发生碰撞事故，单片机检测系统就会及时做出报警。评价系统也会及时地发出警告信息，告知操作人员潜在的碰撞危险。此外，危险领域的评价也不是一成不变的，因为汽车属于运动体，即速度也是影响因素之一，所以该模型通过函数的形式计算危险领域，其中自变量就包括速度、长度、宽度等，这样一来，危险领域的计算更加贴近实际。

②安全相会领域（SD）：安全相会领域指的是保证汽车在安全制动过程内安全运行所必须的有效领域，如图1所示，通过平行直线连接SDA与SDF所形成的的区域就是安全相会领域，与上文中的危险领域一样，SD在模型中也不是定值，模型亦引入函数，通过自变量的变化来模拟本船SD的范围，自变量为速度、长度、宽度。

③动界领域（AD）：安全相会领域指的是保证检测到汽车的动能检测区域内的安全，性友有效的区域管理。但是在实际情况中，汽车驾驶员发现险情时会立即作出避碰操作，这里避碰措施时与目标的距离就是动界领域（AD）。

2.2 模型参数

动能制动检测区域划分中汽车评价模型是一个复杂的系统，需要很多的参数采集以及模拟计算，下面将简单介绍几种主要模型参数：①FFRL：汽车运行参考点与目标物头部参考点的相对运动轨迹；②FARL：汽车制动参考点与目标物尾部参考点的相对运动轨迹；③AFRL：汽车加速参考点与目标物头部参考点的相对运动轨迹；④AARL：汽车减速参考点与目标物尾部参考点的相对运动迹；其他模型参数具体详见图1，此处不再一一赘述。

2.3 检测仪使用方法

基于C8051F206单片机检测仪使用方法主要是引入数学算法，当汽车在制动安全道内运行时，模拟即将遇到安全危险的过程中，通过时时采集的数据参数，科学地计算出汽车的与目标物的参考点的安全距离，保证在动能制动中降低发生碰撞的危险性指数，即最终的检测是通过四个危险指数来监测汽车是否处于安全制动状态，步骤如下：

①首先通过计算确定模型参数的变化范围，如FFDCPA的变化域为Uffd，对于这些参数的变化范围，通过模糊集的方法，建立这些模糊集的数学隶属函数；

②分别建立动态汽车与目标物接近与离开时的数学评估模型，其中应用模糊集中的评价准则；

③基于评价模型，计算所得危险性指标，判断汽车是否处于安全状态，如果有相撞危险，则立即发出警告或者终止模拟器的训练。

3 结束语

为了避免汽车在运行过程中被撞，以及在发生碰撞后将动态制动的危害降至最低，中文章中对于整套仪器的使用原理和内部的原件进行了介绍，并对原件中的传感器做出详细的评价，使用C8051F206单片机目的是在研究汽车制动性能的过程中，模拟出了现实的碰撞场景，对于制动检测仪做出了系统的分析，寻找更加方便有效且便于操作的制动性能检测仪器。

参考文献：

[1] 王翔.一种汽车制动性能检测仪的研制[J].传感器技术，2004，23（19）：124-126.

[2] 曹健.汽车制动性能的检测[J].中南汽车运输 ，2008，6（13）：213-214.

[3] 陈建平.汽车安全监测系统的设计与实现[J].微计算机信息，2006，12（22）：229-231.