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汽车油箱液位监测系统设计

2017-06-16白文浩张海鸥

科学与财富 2017年17期
关键词:超声波

白文浩+张海鸥

(长安大学信息工程学院 陕西西安 710064)

摘 要:汽车油箱液位监测是很值得研究的一个问题,面对汽车数量的增多,对于汽车油量的准确掌握直接影响到能否安全行驶。设计一套精度高,实时性好的液位监测系统很有价值。本文主要讨论了该系统的设计,以及对于液位算法的一些改进。

关键词:超声波 液位监测 多传感器融合

0前言

油耗监控系统是现今各种车辆非常必要的选择。对大多数的个人车主或企业车主来说,偷油都是一个非常常见又难以杜绝的问题。它给企业用户日常运营带来额外消耗,也对企业车队的纪律、管理等方面带来难题。现今的“油耗子”偷油手段花样繁多,行为隐蔽。传统的跟车监管方式由于成本高、浪费资源已经不能适应现今的管理,而原车油表只能提供一个瞬时油耗数据,当有人从油箱直接抽油,却难以发现,本文的设计的超声波油位传感器硬件设备可以方便地安装在油箱底部不显眼的地方;而配合GPS的远程定位以及远程传输功能,不管车辆在何时何地都可以在电脑上轻松追踪、查看并管理车辆与油耗。把超声波传感器安装在车上,不会对车辆本身造成任何影响。同时,它的优点在于明显感受到系统在便利、安全、管理方面带来的好处。

1系统简介

本系统主要包括三部分,大体来讲就是下位机、中间机、上位机。下位机负责采集信号,中间负责将下位机采集到的信号进行处理,處理之后将信息传递给上位机。

当液面不在设置的报警区间后,会自动进行报警,以LED指示灯亮和蜂鸣器响为报警信号,单片机处理完数据后,将数据通过串行口传送给上位机。

油箱液位监测系统主要是通过传感器监测液面的高度,获取参数。进而对罐体进行安全评估。必要时进行相关预警。但是单个传感器在数据采集的过程中,会受到环境因素的干扰也会存在相应的测距盲区。导致测量精度不够。对于系统而言则会造成错误决策。为了能够使系统获得准确,全面的信息,进而做出正确的决策。多传感器数据融合的方法则显得尤为关键。此设计中可以使用多个传感器协同合作,气压传感器,温度传感器。

2异类传感器协同合作

异类多传感器数据融合技术是对多个不同传感器产生的目标的信息数据进行检测、数据关联、数据融合、滤波估计等多级操作,获得被测的目标的状态和具体的位置信息的描述。由于单传感器的探测目标的信息数据单一,在复杂噪声和目标不集中的情况下,使得探测跟踪的性能达不到实际的要求,探测精度较低,获得的目标信息与实际的信息相差较大。那么多传感器数据融合技术能够有效地为解决这些问题,它能够对多源信息的多维数据进行自动化的融合处理,并实现滤波跟踪,这是解决实际问题的需要。

由于异类多传感器数据融合技术的核心是综合利用不同类型传感器的多种特性,全方位的获得目标的各种信息。相比于单传感器,首先在复杂环境下,传感器受到的干扰、目标数量的变化等会影响探测的性能,而异类多传感器融合技术能够使系统继续工作,不受干扰;其次当某些传感器发生故障时,其他类型的传感器的可以继续协同工作,即扩展时间覆盖范畴,增大测量的可信度

提高系统的可靠性和可维护性,扩大时间和空间的覆盖范畴;再次,多种传感器数据的融合能够使系统具有冗余度,从而改善系统的可靠性;另外,异类多传感器数据融合系统还能够在空间的探测上增大覆盖范畴,增加空间分辨率、达到系统高效率综合化处理信息的效果等多方面的优势。

多类型传感器信息融合的核心是将多类型传感器信息进行综合,尽量消除不确定因素对分析结果的影响,并把原始数据用于确定多维度的信息理论问题,同时分析不同类型的原始数据得出不确定或者相矛盾结果的问题。与单类型传感器系统相比,融合多类型传感器数据的综合分析主要具有以下优势

(1)增强系统的生存能力

对于大量同时布置的传感器,其获得的原始数据之间有一定的冗余度,当其中某个传感器被干扰或产生故障时,一般可以根据其它传感器推测其信号;

(2)扩展空间与时间的覆盖范围

利用多个传感器覆盖区域,对被监测对象的整体进行全方位和持续的监测;

(3)提高结果的可信度以及数据的完备性

多个传感器对同一目标或者事件加以确认,因而有助于提高其结果的可信度;同时数据关联性的提升也增强了整个数据库的完备性。

(4)高效利用已有数据

融合多类型传感器数据的综合分析,其充分利用了已有的各类型传感器,在达到相同的识别精度情况下,其传感器布置方式必将比单类型传感器的布置方式更为合理和节省。如此既减少了系统造价,同时也降低了系统的维护难度,减轻了后处理工作的负担。

3 结语

造成油箱液位测量不准确现象的原因是很多的,目前这方面研究比较少,测量方法,有待于继续改进。目前存在的问题就在于各方面机制不健全,对于这方面没有统一的标准,使用多传感器明显比使用单传感器精度高,但是对于多传感器融合技术有待于继续研究。

参考文献:

[1]雷建龙. 便携式液位测量仪的研制[J].传感技术学报, 2006, 19(4): 1118-1120

[2]基于ARM的油罐车油位测量系统的设计与研究[D]. 山东: 山东理工大学, 2011

[3]张光鲁. 车辆油耗检测系统设计[D]. 北京: 北方工业大学, 2009

作者简介:

白文浩 (1988.09--) ,男,陕西省西安市人,研究生,信息与通信工程。endprint

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