毕业论文-信息技术在汽车上的运用.doc

商丘工学院商丘工学院 毕业论文 设计 毕业论文 设计 题目题目信息技术在汽车中的应用信息技术在汽车中的应用 院 别 机械工程学院 专 业 汽车检测与维修 学生姓名 成 绩 指导教师 2014 年 1 月 信息技术在汽车中的应用 摘 要 随着时代的飞速发展 人们利用聪明的头脑不断的改善信息传递的方式 使得信息的传输速率也大大的提升了 发展至今 从原来人们只将汽车作为代 步工具 到现在要求其有好的舒适娱乐性 高安全性 更节油性等等 前人通 过将信息技术加入到了汽车中 使得这些要求一步步的得到了解决并在我们这 一代迅速的发展起来 如今人们更加离不开这些技术给其带来的各种快乐和便 利 所以为了适应当今社会快节奏的生活方式 汽车上智能化 网络化 安全 化必然得到大力发展 本文就是通过对汽车上运用到信息技术的模块进行分析 解剖 让我们知道信息技术在汽车中应用的重要性和它对汽车发展巨大的推动 作用 关键词 汽车 信息技术 重要性 智能化 网络化 商丘工学院毕业论文 设计 I 目 录 前前 言言 1 1 1 1 信息技术概况信息技术概况 2 2 1 1 国内外信息技术发展状况 2 1 2 信息技术概念 3 1 3 信息技术在汽车上的应用 4 2 2 汽车安全系统汽车安全系统 6 6 2 1 安全气囊系统 6 2 2 车辆自身安全 7 2 3 ABS 系统 7 3 3 汽车娱乐系统汽车娱乐系统 8 8 3 1 车载电视及车载收音机 8 3 2 车载电话系统 8 3 3 汽车导航系统 8 总总 结结 1111 参考文献参考文献 1212 信息技术在汽车中的应用 0 前 言 自一个多世纪以前卡尔 本茨发明世界上第一台安装了内燃机的汽车以来 世界汽车技术经历了无数次的变革 其中一些技术的进步在汽车工业发展史上 举足轻重 如内燃机 电子点火 全钢车身等 这些技术问题的解决 使汽车 从性能到品质都产生飞跃 并对未来汽车技术的发展产生深远的影响 第二次 世界大战以后 除了高压缩比发动机以外 就是微处理器的出现 的确 依赖 微处理技术 今天的汽车工业可以构成一个由硅片编织的巨大网络 控制汽车 上的一切事物 从安全气囊到发动机的运转 从安全性能 燃油经济性到尾气 排放控制等等 当前 现代微处理技术不断发展和扩展 并与无线电通讯技术 融合渗透 形成应用广泛的车载信息技术 商丘工学院毕业论文 设计 1 1 信息技术概况 1 1 国内外信息技术发展状况 随着现代电子信息技术的飞速发展和我国汽车制造业的强劲增长 现代汽 车技术与电子技术 信息技术融合在一起 汽车已经不再是简单的交通工具 而成为现代科技的载体和结晶 同时消费者也对汽车的智能化 电子化 信息 化 网络化提出了更高的要求 当前国际汽车市场上 汽车电子化竞争非常激烈 电子控制系统的应用十 分普遍 统计数据表明 在国外著名汽车制造厂商中 每辆汽车平均消耗电子 产品费用占整车的 30 左右 其中光微处理器多达 50 多个 越是高档汽车电子 化程度越高 汽车电子最显著特征是向控制系统化推进 用传感器 微处理器 MPU 执行器 数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统 正获得 极其广泛的市场 汽车未来的发展趋势是 用电化学替代燃烧学 电子技术的 比重将超过机械技术的比重 电子化 系统的运行由控制器群自动控制 智能 化 控制群间的网络平台支持系统运行 信息化 采用高效紧凑的模块化设计 集成化和模块化 世界汽车产业电子化的快速推进 为我国汽车工业的发展壮大 既提供了 难得的机遇又带来了巨大的挑战 电子化的程度已被看作是衡量一个国家汽车 工业水平的重要标志 我国电子信息产业改革开放以来 经过引进 消化 吸 收 创新 已经形成规模 很多电子产品已具有国际竞争力 如何使电子信息 技术改造传统产业 向传统产业渗透 这是我国政府和企业努力奋斗的目标 汽车电子技术与产品的开发正是用先进的电子信息技术改造传统产业的一个热 点 汽车大量的采用先进电子信息技术 不仅给汽车产业的发展带来新的生机 和活力 同时也必将带动整个电子信息产业 传感器 集成电路 元器件 音视频整机产品和通信网络产品的发展 给我国经济发展带来一个新的经济增 长亮点 从而产生巨大的经济效益 舒适 安全的驾车 乘车环境 成为融合汽车产业和电子产业的一个新的 应用 对于汽车产品来说 信息技术在汽车中的应用扮演的越来越来重要的角 色 信息技术在汽车中的应用 2 电子技术在汽车中的应用与发展是导致车载信息技术发展的直接因素 汽 车电子信息产品的发展和应用可追溯到本世纪初 1912 年 美国通用汽车公司 在其生产的凯迪拉克轿车上首次安装了电子启动装置 当时一下子就使得该车 月销量猛增 80 从此 汽车生产公司和电器生产商就看到了汽车电子信息产 品的巨大市场潜力 并一直努力推动和参与这个市场的发展与扩散 汽车电子技术产品真正大规模的发展还是 50 年代后的事 80 年代中期开 始出现各种仪表信号指示灯 及车载计算机等 80 年代末 90 年代初 汽车电 子信息产品的发展领域再次迅速的扩散 许多原来用于其它领域的控制技术如 遥控无钥匙车辆开关系统 燃油动力控制 碰撞传感显示等等技术纷纷在汽车 上开始应用 90 年代后半期如车辆雷达 车辆智能运输系统 智能行驶控制及 声控驾驶操纵系统等复杂技术都在加紧发展中 1 2 信息技术概念 随着汽车 电脑 信息技术等在人们日常生活中的作用越来越大 以往汽 车作为代步工具的单一功能正在向多功能方向发展 将信息技术加载在汽车上 逐渐成为未来汽车的发展趋 那么什么是信息技术呢 信息技术 IT 即 Information Technology 就是感测技术 通信技术 计算机技术和控制技术 也许您不满意这个定义 但这的确是一个又简洁 又具体 又系统 又实用的 定义 感测技术就是获取信息的技术 通信技术就是传递信息的技术 计算机 技术就是处理信息的技术 而控制技术就是利用信息的技术 因此这个定义不 但给出了信息技术的内容 也明确了信息技术的获取 传递 处理 利用的体系 还摆清了感测 通信 计算机 控制这些概念比较明确 领域比较清晰 大众 比较有感性认识的技术在信息系统中的作用和相互关系 感测 通信 计算机和控制这 4 大技术在信息系统中虽然各司其职 但是 从技术要素层次上看 它们又是相互包含 相互交叉 相互融合的 感测 通 信 计算机都离不开控制 感测 计算机 控制也都离不开通信 感测 通信 控制更是离不开计算机 另外 按目前的状况 感测 通信 计算机和控制 4 大技术的作用并不在 相同层次上 计算机技术相对其他 3 项而言处于较为基础和核心的位置 因为 商丘工学院毕业论文 设计 3 正是计算机技术的高速发展才带动了整个信息技术的高发展速 事实上 在计 算机技术产生之前 感测技术 通信技术和控制技术就已经产生了 但那时这 些技术的水平还是比较低的 很多操作还需要人工进行 计算机技术产生以来 感测技术 通信技术和控制技术的水平得到了极大地提高 不仅自动化水平不 能与过去同日而语 而且通过程序控制实现了越来越强大 越来越复杂 越来 越便利 越来越高效的功能和服务 可以说 当前信息技术的基本特征就是计 算机程序控制化 程序控制化的优点是 第一 能够可靠地长期运转 因为一个程序一旦正 确地设计完成 就可以一劳永逸地反复执行 完成指定的功能或服务 可靠性 远远超过人工 第二 技术进步快 任何复杂的功能强大的程序都是由多个简 单的功能单一的程序组成的 程序的不断开发就自然地积累下来 而程序的积 累就会直接带来技术的进步 并且 技术更新往往只是软件的更新 花费的成 本和代价较小 第三 便于构造大系统 大系统可以被分解为众多的子系统来 构造 子系统内部靠内部程序控制 子系统之间靠数据或协议来联系和协调 依靠这种方式 一个覆盖全球的大信息系统也不难建立 正是由于这些优点 计算机技术产生以来 信息技术便有了突飞猛进的进 步 它的应用已经渗透到社会的各行各业 各个角落 极大地提高了社会生产 力水平 为人们的工作 学习和生活带来了前所未有的便利和实惠 而信息技 术在汽车上的运用只是这其中的一方面 那么什么是车载信息技术呢 车载信 息技术通常指无线电技术与计算机技术在汽车上的应用 如 Internet 登录 实 时交通信息查询等 现在人们已将车载信息技术的定义做了一定程度的扩展 即将计算机驱动的 与驾驶员和乘客有关联的各种技术 如独立应用导航技术 自适应巡航控制技术 都收入到车载信息技术的范畴之列 当前电子信息技术在 车辆上主要用于车辆安全系统 网络 通讯 导航系统和移动多媒体系统等方 面 虽然当今的信息技术已经给人们带来了不曾奢望的利益 但技术前进的脚 步是不会停止的 在面向 21 世纪的技术变革中 信息技术的发展方向将是智能 化 信息技术在汽车中的应用 4 1 3 信息技术在汽车上的应用 所谓信息技术在汽车及交通领域中的应用 就是基于全球定位系统 GPS 地理信息系统 GIS 移动通讯网络以及国际网络运输控制协议 TCP IP 等 技术原理 在汽车及交通领域中轻松实现如数据传递 话音通讯 目标跟踪 自动报警以及驾乘者获取各种公众信息 实用信息服务的功能 同时可通过与 110 120 等系统和各类数据库相结合 实现更广泛的应用 当前信息技术在汽车及交通领域中的应用项目相当多 可大致归纳为 4 个 方面 即车辆安全系统 网络 通讯及导航系统 智能交通系统和移动多媒体 系统 商丘工学院毕业论文 设计 5 2 汽车安全系统 2 1 安全气囊系统 技术的进步使人们更能体验到行车的乐趣 速度的激情使得行车安全问题 加大 安全气囊的出现缓解了这样的危险 它是由折叠好的气囊 安装在方向盘 上 充气器 点火器 氮气固态粒子和相应的线束连接而成的 其中 检测碰 撞强度的加速度传感器集成在安全气囊控制器内 工作过程 当碰撞发生时 控制器根据传感器发出的加速度信号 识别和 判断碰撞的强度 当碰撞强度达到设计条件时 引爆气囊的传感器迅速触动点 火器引爆氮气固态粒子 形成迅速膨胀的气袋 以缓冲前排乘客所遭受的冲击 力度 主要保护其头部不受伤害 当然不必紧张 传感器会自动计算所受到碰 撞的强烈程度 不会因驾驶员操作不当 汽车遇到小的障碍或较轻的碰撞而导 致气囊错误起爆 打开原则 轻微的碰撞不会打开安全气囊 一般说来 只有在车辆正面一 定角度范围内才是打开安全气囊的有效碰撞范围 后碰 侧碰 翻转都不会引 发安全气囊打开 如 桑塔纳 2000 升级版在车身正面左右各 30 度以内受到重 创时才会打开安全气囊 安全气囊打开的必要条件 1 车速一般在 50 公里 小时以上 但关键因素是碰撞发生时的加速度 在 国家鉴定试验中 碰撞瞬时的加速度约为 40g 2 正面行驶 信息技术在汽车中的应用 6 3 碰撞物体 刚性墙壁或障碍物 4 打开时间 在碰撞发生后的几十毫秒内 5 碰撞物体的刚性 车辆以 50 公里时速撞向墙壁和撞向沙堆的效果截然不 同 因此 50 公里 小时只是相对速度 只有当实际碰撞满足条件时 安全气囊 才会自动打开 需要强调的是 系好安全带是安全气囊发挥保护作用的一个重 要条件 通过上面资料的介绍 由电脑进行计算碰撞强度然后控制安全气囊打开从 而保护乘员安全 2 2 车辆自身安全 被盗车辆寻回系统 这种技术提供了一种基于自动车辆跟踪的反盗窃方法 即利用 Internet 设定汽车警戒区域 让汽车进入防盗状态 还可以消除车辆丢 失的烦恼 一些被盗车辆寻回系统需要车主授权才能启动发射机来进行自动车 辆跟踪 而另一些系统则在车辆遭到入侵或未经允许被开走时 自动启动发射 器进行跟踪 并使用 GSM 公网通过 110 迅速报警 这种信息技术主要表现在汽车被盗之后或未被盗时 通过网络找回或报警 2 3 ABS 系统 ABS 系统是一种能防止车轮被抱死而导致车身失去控制的安全装置 全称 防抱死刹车系统 属于主动安全 ABS 工作原理 踩刹车时 ABS 控制模块进行工作它接收车轮处传感器发来 的信号 然后控制液压系统进行增压减压 点刹 从而防止车轮抱死后车身失 控 商丘工学院毕业论文 设计 7 3 汽车娱乐系统 汽车娱乐系统是增加乘员舒适度和便利度的 主要包括车载电视 车载收 音机 车载电话等 3 1 车载电视及车载收音机 车载电视和收音机都可通过网络接收图像和声音 虽然这两项在车中可有 可无 不过那是以前 现在这两项在车中是标配 因为乘员离不开它 这个技 术在长途驾驶中能使乘员不孤寂 其中应用的信息技术为无线网络 3 2 车载电话系统 车载电话是连接在环形总线系统中的 其中涉及到蓝牙技术 这项技术能 使得驾驶员在驾驶时接电话更加安全 不用单手去扶方向盘 3 3 汽车导航系统 随着经济水平的提高 人们自行驾驶车辆出行的机会越来越多 但因为对 道路不熟悉 走弯路 走错路时常发生 而汽车导航系统的出现就能很大程度 避免这种情况 驾驶员只要将目的地输入系统 导航系统就会根据电子地图自 动计算出最合适的路线 并在车辆行驶中 驾驶员根本不用考虑该走哪条路线 信息技术在汽车中的应用 8 就能轻松快捷地到达目的地 电子地图导航系统 早期的导航系统误差范围较大 且仅认液晶屏幕显示 车辆与周边地图的相对位置 目前已发展到可通过服务中心查询信息 再结合 地图显示 新系统误差小 引导操作方式有多样选择 且具有各种附加服务系 统 完整的汽车导航系统 应该包括全球定位系统和车辆自动导航系统 它一 般是由 GPS 天线 集成了显示屏幕和功能按键的主机 以及语音输出设备 利用 汽车音响系统 输出语音提示信息 构成的 受车内空间的限制 多数汽车导航 设备和汽车音响集成在一起 GPS 全球定位系统 它根据美国发射的24颗卫星 提供的信号随时确定车辆当前的准确位置 车辆自动导航系统 是根据 GPS 接 收机提供的车辆当前位置和用户输入的车辆目的地 参照电子地图计算合适的 行驶路线 并在行驶中以适当的方式给驾驶员提供必要的信息 自动导航的工作过程 目前世界上应用较多的是自主导航 其主要特征是 每套车载导航设备都自带电子地图 定位和导航功能全部由车载设备完成 它 的工作过程主要有以下几个步骤 1 用户输入目的地 在出发前 用户通过系统提供的输入方法将目的地输 入到导航设备中 除了在系统显示的电子地图上直接点击选取地点外 更多时 候是借某种输入方法 将目的地名称输入到系统中 国内汽车自主导航产品基 本都是基于 PC 结构 或者借助外接键盘 以类似 PC 机的中文输入法作为地名 输入方法的汽车导航系统 或者利用触摸屏借助日益成熟的手写识别技术进行 中文输入 依靠键盘或触摸屏同时也可以实现几乎所有的功能按键的功能 基 于 以人为本 的设计思想 特别是考虑到安全性能要求 目前人们也在开发基 于语音技术的产品 2 行驶路线 汽车导航主机从 GPS 接收机得到经过计算确定的当前点经纬 度 通过与电子地图数据的对比 就可以随时确定车辆当前所在的地点 一般 汽车导航系统将车辆当前位置默认为出发点 在用户输入了目的地之后 导航 系统根据电子地图上存储的地图信息 就可以自动算出一条最合适的推荐路线 作为新的路线 3 行驶中的导航 汽车自动导航系统的输出设备包括显示屏幕和语音输出 设备 在行驶过程中 驾驶员必须全神贯注于驾驶 而不能经常查看显示屏幕 商丘工学院毕业论文 设计 9 因此 一个实用而人性化的车辆自动导航系统利用语音输出 在必要的时刻向 驾驶员提供提示信息 比如 车辆按照系统推荐路线行驶到应该转弯的路口前 语音输出设备会提示驾驶员 300m 后请向左转 这样驾驶员根本不必要关注 屏幕的显示 也可以按照推荐路线正确快捷地到达目的地 目前世界几大著名 汽车公司的导航系统已经达到一个相当完善而且很实用的程度了 车辆当前位 置和用户输入的车辆目的地 参照电子地图计算合适的行驶路线 并在行驶中 以适当的方式给驾驶员提供必要的信息 自动导航的工作过程 目前世界上应用较多的是自主导航 其主要特征是 每套车载导航设备都自带电子地图 定位和导航功能全部由车载设备完成 它 的工作过程主要有以下几个步骤 1 用户输入目的地 在出发前 用户通过系统提供的输入方法将目的地输 入到导航设备中 除了在系统显示的电子地图上直接点击选取地点外 更多时 候是借某种输入方法 将目的地名称输入到系统中 国内汽车自主导航产品基 本都是基于 PC 结构 或者借助外接键盘 以类似 PC 机的中文输入法作为地名 输入方法的汽车导航系统 或者利用触摸屏借助日益成熟的手写识别技术进行 中文输入 依靠键盘或触摸屏同时也可以实现几乎所有的功能按键的功能 基 于 以人为本 的设计思想 特别是考虑到安全性能要求 目前人们也在开发 基于语音技术的产品 2 行驶路线 汽车导航主机从 GPS 接收机得到经过计算确定的当前点经纬 度 通过与电子地图数据的对比 就可以随时确定车辆当前所在的地点 一般 汽车导航系统