基于LabView的機(jī)動車尾氣檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　在檢測程序設(shè)計(jì)中，由于工控計(jì)算機(jī)和尾氣分析儀是通過串口來傳送測量命令和測量數(shù)據(jù)的，因此串行通信程序是檢測軟件中最關(guān)鍵的模塊之一。在LabVIEW8.2中，可以利用VISA模塊編寫串行通信程序，這樣可以擺脫煩瑣的底層命令，輕松實(shí)現(xiàn)工控計(jì)算機(jī)與儀器之間的通信。

　　VS5067-5汽車尾氣分析儀通信參數(shù)為：9600波特率、8位數(shù)據(jù)位、無奇偶校驗(yàn)、1位停止位，通信命令包含：計(jì)算機(jī)控制、CAL、測量、讀數(shù)據(jù)、結(jié)束測量、手動操作等，命令格式為多字節(jié)的ASCII碼形式，例如，“計(jì)算機(jī)控制”命令為：02H，*，S，R，E，M，20H，K，O，03H，即10個字節(jié)的ASCII碼。同樣，儀器的應(yīng)答信號也是多字節(jié)的ASCII碼，例如，對應(yīng)“計(jì)算機(jī)控制”命令的應(yīng)答信號為9個字節(jié)的ASCII碼，即：02H，*，S，R，E，M，20H，0，03H。也就是說，工控計(jì)算機(jī)與尾氣分析儀之間的串行數(shù)據(jù)均為多字節(jié)的ASCII碼信息。由于在程序開發(fā)中，一般ASCII碼用十六進(jìn)制表示比較方便，因此，串行發(fā)送與接收數(shù)據(jù)就存在著數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的問題。在LabVIEW8.2中，ASCII碼與十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換可以很方便的用“字節(jié)數(shù)組至字符串轉(zhuǎn)換”、“字符串至字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換”兩個函數(shù)實(shí)現(xiàn)。以發(fā)送“計(jì)算機(jī)控制”命令為例，LabVIEW8.2設(shè)計(jì)的串行通信程序如圖3所示。

　　串行通信程序的編設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)：

　　1）串口初始化 B

　　按照VS5067-5汽車尾氣分析儀通信協(xié)議，利用LabVIEW8.2函數(shù)選板的【數(shù)據(jù)通信】→【協(xié)議】→【串口】子選板中的“VISA配置串口”函數(shù)初始化串口為波特率9600bps，數(shù)據(jù)位8位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)位，選擇工控計(jì)算機(jī)的COM1口。

　　2）發(fā)送測量命令

　　當(dāng)工控計(jì)算機(jī)要向尾氣分析儀發(fā)送測量命令時，可利用“VISA寫入”函數(shù)發(fā)送。由于尾氣分析儀的命令為多字節(jié)的ASCII格式，因此需要將命令組建成一個數(shù)組，再利用“字節(jié)數(shù)組至字符串轉(zhuǎn)換”函數(shù)將數(shù)組轉(zhuǎn)換為字符串發(fā)送。圖3中示意的是“計(jì)算機(jī)控制”命令的發(fā)送情況，“計(jì)算機(jī)控制”命令的十六進(jìn)制表示為：02H，2AH，53H，52H，45H，4DH，20H，4BH，30H，03H。

　　3）接收應(yīng)答信號

　　當(dāng)尾氣分析儀接收到工控計(jì)算機(jī)發(fā)來的命令后，會相應(yīng)返回應(yīng)答信號，程序設(shè)計(jì)中，可利用“VISA讀取”函數(shù)接收儀器的應(yīng)答信號，再利用“字符串至字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換”函數(shù)將接收到的ASCII數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)儀器收到“計(jì)算機(jī)控制”命令后，返回的應(yīng)答信號十六進(jìn)制表示為：02H、2AH、53H、52H、45H、4DH、20H、30H、03H。如果工控計(jì)算機(jī)向儀器發(fā)送“讀數(shù)據(jù)”命令，則儀器返回的應(yīng)答信號中就包含了HC、CO、CO2、O2、NO以及轉(zhuǎn)速、油溫，λ（過量空氣系數(shù)）等檢測數(shù)據(jù)。

　　4）關(guān)閉串口

　　當(dāng)工控計(jì)算機(jī)要停止尾氣檢測時，可利用“VISA關(guān)閉”函數(shù)關(guān)閉串口，釋放LabVIEW占用的資源。

　　3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　我們對基于LabVIEW8.2開發(fā)的汽車尾氣檢測系統(tǒng)進(jìn)行了多臺汽車的尾氣檢測實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，選擇了不同的汽車類型，得到了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖4為一輛小客車的測量結(jié)果，圖中顯示的是怠速和高怠速HC的原始數(shù)據(jù)曲線，也可選擇顯示CO或其他參數(shù)的數(shù)據(jù)曲線。

　　4 結(jié)束語

　　本文以LabV IEW 軟件為平臺所開發(fā)的機(jī)動車尾氣濃度檢測系統(tǒng)，可以方便的對CO和CO2 氣體濃度采集與檢測，分析得出污染氣體的濃度值。 操作界面友好，直觀明了，非常容易實(shí)現(xiàn)操作。 LabV IEW本身編程效率高，可以方便快捷的實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的升級。 本系統(tǒng)的檢測結(jié)果既可以對機(jī)動車的性能進(jìn)行監(jiān)測評價，也可以為治理大氣環(huán)境污染提供參考數(shù)據(jù)，非常適應(yīng)現(xiàn)代化檢測的要求。

參考文獻(xiàn):

[1].RS232datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS232_585128.html.