虚拟仪器技术下的汽车电子专业教学改

1、虚拟仪器技术下的汽车电子专业教学改革1引言在汽车电子技术专业教学中，需要对各传感器数据进行检测分析，传 统的教学方式往往将万用表、示波器等设备车身电子设备线束连接, 检测仪器显示屏幕小，检测数据单一，不能直观动态地进行展示。为 探索汽车电子技术相关专业“教学做一体化的教学模式改革，丰富课 堂教学资源，借助虚拟仪器和CAN总线通讯技术设计一款汽车发动 机教学软件，连接车辆获取发动机各传感器运行数据，设计人机交互 界而将数据结果以仪表、波形、数据等方式进行动态显示，可以连接 到投影仪进行展示，以提高课堂的教学效果。2系统组成与硬件选取为充分利用现有实训车辆，系统由实训车辆、CAN总线数据采集卡与

2、便携式PC机但部分组成。选用CANalyst-0分析仪来获取汽车CAN总 线数据，它配备了 2个通道CAN接口，支持CAN2.0A和CAN2.0B协 议，支持标准帧和扩展帧。将CANalyst-0分析仪一端的CAN总线H信 号连接车载OBD接口 6号针脚，CAN总线L信号连接24号针脚，另 一端通过USB接口连接笔记木电脑，借助于Labview虚拟仪器软件, 便可以读取汽车CAN总线的数据，进行分析与处理，实现动态仪表 化显示。3软件平台的开发软件设计主要用来实现数据分析与处理等功能，首先要打开设备并初 始化参数，然后要向车载ECU发送请求报文，请求某传感器的实时数 据，最后接收指定地址发送的

3、数据，根据车载协议对数据进行解码并 以仪表等方式进行显示。3.1设备打开与初始化为了实现数据采集卡的相应功能，需要调用CANalyst-0分析仪的库函 数，在Labview中可以采用调用库函数节点的方法来实现。调用 VCI OpenDevice函数来打开CANalyst-0分析仪设备，当该函数调用成 功之后，设备打开，函数返回值为1,否则返回值为0。调用分析仪 的VCInitCan函数用以初始化指定的CAN通道。有多个CAN通道时， 需要多次调用。3.2发送请求报文在CAN总线通信中，请求报文最终是以数组的方式来发送的。按照 CAN报文的格式来创建数组，每条请求报文需满足一定格式，其报文 长度

4、是个字节，其中只有后8个字节是请求的传感器数据。为了 能够不断请求动力系统数据，在发送请求报文的程序中使用了“While 循环结构，每次发送后程序设计了延时30ms。3.3接收响应报文并显示由于一直在请求发动机传感器实时数据，多余的数据会临时储存在设 备指定CAN通道的接收缓冲区中，需要使用VCI_Receive函数从中读 取数据。获取的数据中包含了地址，首先对其进行判定，通常发动机 ECU返回地址为“0x7E8。使用索引数组函数拆分报文数据，前3个 字节为PID参数信息。首先对响应报文的PID代码进行判定，然后提 取报文的数据并进行不同方式的显示。以PID05为例，其代表发动机 冷却液温度的

5、数据，在报文数据第3字节表示发动机转速的数值，换 算关系为A-40,获取数据为78H,换算十进制为120,计算得出冷却 液温度为120-40=80004教学应用与验证在传统的教学过程中，一般采用测电压的方法对氧传感器检测：正常 时氧传感器电压在IV以下，若超过IV则为损坏。同时记录电压波动 的次数，一般多于8次为正常，否则可能是氧传感器表而有积炭而使 灵敏度降低。借助虚拟仪器技术可以以波形方式显示氧传感器电压值, 如图所示，氧传感器电压一般在00.9V之间波动；若波形在0.5V 以上的部分波动较多，则说明混合气较浓；若波形在0.5V以下波动， 则说明混合气过稀。通过观察波形的形状，还可以判断是否由于喷油 器故障或者点火线圈问题而产生了缺火现象。因此，采用波形方式能 够更加直观地判断汽车传感器的故障，木系统与传统的示波器相比， 能够在同一界而中显示整车传感器的运行数据，还能够连接到大屏幕 进行投影