汽车空调控制面板按键视觉功能测试系统设计
汽车空调控制面板按键视觉功能测试系统设计电气与自动化工程[20200121204446]
摘要
在科学技术迅猛发展的今天，人类文明已经达到了空前的飞跃，随着微电子技术、计算机网络和数字通信技术、现场总线技术和人工智能技术等大量新技术的运用，使得机械化取代手工生产已成为全球公认的趋势，社会的各行各业，包括交通、电力、电子、通信、医疗、军事等电器产品已经向性能高、功能多、精度高、可靠性高、自动化程度高的智能型电器方向发展，尤其是有关汽车零部件的产品。汽车空调作为现代汽车行业的主要零部件，在出厂之前需要对各项性能包括汽车空调控制面板按键视觉功能进行出厂检验，合格后方可出厂。
本课题是对汽车空调控制面板按键的测试，通过力传感器测试按动按键上的力，观察LabVIEW采集到的数据是否在测试范围内，来判断产品的好坏，并使用黑白相机和彩色相机分别拍摄按键亮度显示，通过视觉比较，观察按键的明亮程度是否符合生产的需要。检测产品的内部通讯情况，用LabVIEW测试产品的读写参数，判断所测产品是否达到出厂要求。
本文首先对汽车空调控制面板按键视觉功能设计的背景、意义、国内外研究现状及研究方法等进行了简要的介绍，并对基于虚拟仪器技术数据采集的思想进行了概述。随后介绍了该汽车空调控制面板的总体构成，并详细而又明确分析了功能。系统通过力传感器测试按动按键上的力，观察LabVIEW采集到的数据是否在测试范围内，来判断产品的好坏。硬件方面以工控机IPC-610H为核心，使用直线伺服电机控制电缸的运动，测试按键的情况，数据采集卡PCI-6514来采集检测到的数据，使用 CAN卡PCI-8512采集黑白相机拍摄到的照片的情况。软件部分采用LabVIEW数据采集模块运行平台，重点解决了应用程序的编写工作，将LabVIEW软件引入到汽车空调控制面板的设计中。最后对整个设计进行总结与展望，并在此基础上对将来的研究提出设想。基于LabVIEW软件测试能够对汽车空调控制面板进行检测，符合实际生产需求。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:汽车空调控制面板按键视觉虚拟仪器技术数据采集
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 1
1.2 国内外现状 2
1.3 研究目标及研究内容 3
1.3.1 研究目标 3
1.3.2 研究内容 3
第二章 虚拟仪器技术与系统原理概述 5
2.1 虚拟仪器技术概述 5
2.1.1 虚拟仪器简介 5
2.1.2 LabVIEW简介 5
2.2 系统原理概述 6
第三章 系统总体方案设计与硬件配置 7
3.1 系统总体方案设计 7
3.1.1 机箱结构 7
3.1.2 按键测试方式 9
3.1.3 视觉测试方式 9
3.2 系统硬件配置 10
3.3 工控机IPC-610H 11
3.3.1 IPC-610系列简介 11
3.3.2 IPC-610H产品规格 12
3.4 运动控制卡DMC-1842 12
3.4.1 DMC-1842简介 12
3.4.2 运动控制卡DMC-1842的优点 13
3.5 数据采集卡PCI-6514 13
3.5.1 数据采集卡简介 13
3.5.2 NI PCI-6514数字I/O卡 13
3.5.3 NI PCI—6514数据采集卡输入输出通道分配表 14
3.6 CAN卡PCI-8512 15
3.6.1 NI PCI-8512简介 15
3.6.2 CAN总线技术 16
第四章 系统软件设计与功能实现 17
4.1 汽车空调控制面板软件总体设计 17
4.2 汽车空调控制面板软件前面板设计 17
4.3 按键测试程序框图设计 18
4.3.1 按键测试初始化程序设计 18
4.3.2 参数设置程序设计 19
4.3.3 采集按键数据程序设计 19
4.3.4 对比原图形程序设计 20
4.4 视觉测试程序框图设计 21
4.4.1 视觉测试初始化程序设计 21
4.4.2 视觉参数设置程序设计 21
4.4.3 采集视觉数据程序设计 22
4.4.4 对比原图片程序设计 23
4.5 调试结果与分析 23
第五章 总结与展望 26
5.1 总结 26
5.2展望 26
参考文献 27
致 谢 28
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 研究背景
自从汽车诞生以来，掀起了一场跨时代的革命。随着汽车逐渐成为人们生活中的一部分，对全世界的经济起到了重大影响。现代社会，汽车成为人们生活不可缺少的产品，汽车不仅是人们的代步工具，而且已成为现代人生活中的一种特色。
汽车的产品不断更新，人们对汽车的品质、款式和个性化的要求也越来越高，这些都成为了汽车生产商对设计汽车现代化的要求产生了非常大的影响；而随着世界经济的发展，全球人们对汽车的需求也逐渐增大。
为了保护车内驾乘人员的安全，汽车制造厂家在汽车上设置了一系列的安全设施。据悉，避免碰撞技术，将在不远的将来装备在轿车中。总之，在科学技术的推动下，汽车制造行业，将迎来更快的发展。
由于人们生活、工作压力不断增大，对汽车的舒适性、方便性的要求也越来越高。人们希望可以在车内可以有很舒适的环境，这一方面可以提高驾驶的安全性，另一方面也可以缓解工作和生活中的压力。
汽车空调系统具有制冷 、取暖、除霜 、除雾 、空气过滤和湿度控制等功能。汽车空调控制面板作为与人直接联系的界面，它的设计关系到人们操作汽车的效率和准确性。按键是汽车空调控制面板上使用频繁的控制键，其主要是对电源开关、控制冷暖、除霜和除雾等模式进行控制。厂家需要对产品进行测试，提高市场竞争力。
1.1.2 研究意义
在当今社会汽车的需求越来越高，厂家为了迎合不同消费者的要求，生产出不同的空调控制面板。以前，全自动空调系统一般应用与中、高档轿车。但是，随着科学技术的发展，全自动空调系统被越来越广泛地使用，这是汽车发展的必然趋势。由于消费者的不同消费观，市场上对汽车需求的种类也越来越繁多。工程师设计空调控制面板，要使得面板表面美观，并且要考虑在物理学方面是否符合，做到保证机构能够稳定的工作。
汽车空调控制面板主要控制方式有：
（1） 旋钮控制，控制温度和风量；
（2） 按键控制，控制电源开关、除霜开关盒气流分配；
（3） 拨杆控制，控制内外循环。
如果汽车空调控制面板的设计达不到使用要求，将会影响到汽车驾驶员，容易产生安全性问题，因此这项是必须要检测的。
1.2 国内外现状
车空调系统具有制冷 、取暖、除霜 、除雾 、空气过滤和湿度控制等功能。国内外的研究人员及工程师们在“汽车空调控制面板”实验系统设计及虚拟仪器技术应用等方面进行了相关的研究，部分研究成果如下：
宋小青等在《基于人机工程学的控制面板设计研究》一文中对现阶段研究人机工程学的进展进行了介绍，帮助学生系统的掌握了人机工程学的原理等。阐述了汽车控制面板在人机工程学中的重要比重。对汽车空调面板进行了设计，符合现代人的审美观和工业生产的需要。最后从实际应用角度，阐明了人机工程学在以后汽车行业的重要地位[2]。
陈江平等在《国外汽车空调系统技术发展趋势》一文中强调了汽车空调系统在汽车中的重要性日益突出，并指出了改善汽车空调系统是减少直接或间接排放污染气体的一种手段。汽车空调系统是未来新型动力车必不可少的一个系统，关系着人们生活的质量。他们的研究让人们充分的认识到汽车空调系统在未来占据了重要的地位，想将汽车设计好，空调系统占了是重要的比重[4]。
王立刚等在《基于工效学的控制面板计算机辅助设计》一文中提出了使用计算机辅助汽车控制面板的设计，提出了控制面板设计的准则，使用计算机辅助控制面板设计的可行性和基于工效学的控制面板计算机辅助设计以后的发展方向。他们的研究为我国汽车空调的发展提供了依据，使我国空调事业发展起到了重要的作用。为使用虚拟仪器辅助控制面板的开发提供了依据，促进了我国汽车空调事业的发展[6]。
朱龙银等在《机械设计》一文中提出了机械的设计对整个工艺的重要性，对不同机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。机械设计是生产工艺的第一步，设计的好坏关系到工艺的运行和美观等等。他们提出了设计机械一定要带着严谨的态度，每个细节都需要考虑到[7]。
摘要
在科学技术迅猛发展的今天，人类文明已经达到了空前的飞跃，随着微电子技术、计算机网络和数字通信技术、现场总线技术和人工智能技术等大量新技术的运用，使得机械化取代手工生产已成为全球公认的趋势，社会的各行各业，包括交通、电力、电子、通信、医疗、军事等电器产品已经向性能高、功能多、精度高、可靠性高、自动化程度高的智能型电器方向发展，尤其是有关汽车零部件的产品。汽车空调作为现代汽车行业的主要零部件，在出厂之前需要对各项性能包括汽车空调控制面板按键视觉功能进行出厂检验，合格后方可出厂。
本课题是对汽车空调控制面板按键的测试，通过力传感器测试按动按键上的力，观察LabVIEW采集到的数据是否在测试范围内，来判断产品的好坏，并使用黑白相机和彩色相机分别拍摄按键亮度显示，通过视觉比较，观察按键的明亮程度是否符合生产的需要。检测产品的内部通讯情况，用LabVIEW测试产品的读写参数，判断所测产品是否达到出厂要求。
本文首先对汽车空调控制面板按键视觉功能设计的背景、意义、国内外研究现状及研究方法等进行了简要的介绍，并对基于虚拟仪器技术数据采集的思想进行了概述。随后介绍了该汽车空调控制面板的总体构成，并详细而又明确分析了功能。系统通过力传感器测试按动按键上的力，观察LabVIEW采集到的数据是否在测试范围内，来判断产品的好坏。硬件方面以工控机IPC-610H为核心，使用直线伺服电机控制电缸的运动，测试按键的情况，数据采集卡PCI-6514来采集检测到的数据，使用 CAN卡PCI-8512采集黑白相机拍摄到的照片的情况。软件部分采用LabVIEW数据采集模块运行平台，重点解决了应用程序的编写工作，将LabVIEW软件引入到汽车空调控制面板的设计中。最后对整个设计进行总结与展望，并在此基础上对将来的研究提出设想。基于LabVIEW软件测试能够对汽车空调控制面板进行检测，符合实际生产需求。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:汽车空调控制面板按键视觉虚拟仪器技术数据采集
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.1.1 研究背景 1
1.1.2 研究意义 1
1.2 国内外现状 2
1.3 研究目标及研究内容 3
1.3.1 研究目标 3
1.3.2 研究内容 3
第二章 虚拟仪器技术与系统原理概述 5
2.1 虚拟仪器技术概述 5
2.1.1 虚拟仪器简介 5
2.1.2 LabVIEW简介 5
2.2 系统原理概述 6
第三章 系统总体方案设计与硬件配置 7
3.1 系统总体方案设计 7
3.1.1 机箱结构 7
3.1.2 按键测试方式 9
3.1.3 视觉测试方式 9
3.2 系统硬件配置 10
3.3 工控机IPC-610H 11
3.3.1 IPC-610系列简介 11
3.3.2 IPC-610H产品规格 12
3.4 运动控制卡DMC-1842 12
3.4.1 DMC-1842简介 12
3.4.2 运动控制卡DMC-1842的优点 13
3.5 数据采集卡PCI-6514 13
3.5.1 数据采集卡简介 13
3.5.2 NI PCI-6514数字I/O卡 13
3.5.3 NI PCI—6514数据采集卡输入输出通道分配表 14
3.6 CAN卡PCI-8512 15
3.6.1 NI PCI-8512简介 15
3.6.2 CAN总线技术 16
第四章 系统软件设计与功能实现 17
4.1 汽车空调控制面板软件总体设计 17
4.2 汽车空调控制面板软件前面板设计 17
4.3 按键测试程序框图设计 18
4.3.1 按键测试初始化程序设计 18
4.3.2 参数设置程序设计 19
4.3.3 采集按键数据程序设计 19
4.3.4 对比原图形程序设计 20
4.4 视觉测试程序框图设计 21
4.4.1 视觉测试初始化程序设计 21
4.4.2 视觉参数设置程序设计 21
4.4.3 采集视觉数据程序设计 22
4.4.4 对比原图片程序设计 23
4.5 调试结果与分析 23
第五章 总结与展望 26
5.1 总结 26
5.2展望 26
参考文献 27
致 谢 28
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 研究背景
自从汽车诞生以来，掀起了一场跨时代的革命。随着汽车逐渐成为人们生活中的一部分，对全世界的经济起到了重大影响。现代社会，汽车成为人们生活不可缺少的产品，汽车不仅是人们的代步工具，而且已成为现代人生活中的一种特色。
汽车的产品不断更新，人们对汽车的品质、款式和个性化的要求也越来越高，这些都成为了汽车生产商对设计汽车现代化的要求产生了非常大的影响；而随着世界经济的发展，全球人们对汽车的需求也逐渐增大。
为了保护车内驾乘人员的安全，汽车制造厂家在汽车上设置了一系列的安全设施。据悉，避免碰撞技术，将在不远的将来装备在轿车中。总之，在科学技术的推动下，汽车制造行业，将迎来更快的发展。
由于人们生活、工作压力不断增大，对汽车的舒适性、方便性的要求也越来越高。人们希望可以在车内可以有很舒适的环境，这一方面可以提高驾驶的安全性，另一方面也可以缓解工作和生活中的压力。
汽车空调系统具有制冷 、取暖、除霜 、除雾 、空气过滤和湿度控制等功能。汽车空调控制面板作为与人直接联系的界面，它的设计关系到人们操作汽车的效率和准确性。按键是汽车空调控制面板上使用频繁的控制键，其主要是对电源开关、控制冷暖、除霜和除雾等模式进行控制。厂家需要对产品进行测试，提高市场竞争力。
1.1.2 研究意义
在当今社会汽车的需求越来越高，厂家为了迎合不同消费者的要求，生产出不同的空调控制面板。以前，全自动空调系统一般应用与中、高档轿车。但是，随着科学技术的发展，全自动空调系统被越来越广泛地使用，这是汽车发展的必然趋势。由于消费者的不同消费观，市场上对汽车需求的种类也越来越繁多。工程师设计空调控制面板，要使得面板表面美观，并且要考虑在物理学方面是否符合，做到保证机构能够稳定的工作。
汽车空调控制面板主要控制方式有：
（1） 旋钮控制，控制温度和风量；
（2） 按键控制，控制电源开关、除霜开关盒气流分配；
（3） 拨杆控制，控制内外循环。
如果汽车空调控制面板的设计达不到使用要求，将会影响到汽车驾驶员，容易产生安全性问题，因此这项是必须要检测的。
1.2 国内外现状
车空调系统具有制冷 、取暖、除霜 、除雾 、空气过滤和湿度控制等功能。国内外的研究人员及工程师们在“汽车空调控制面板”实验系统设计及虚拟仪器技术应用等方面进行了相关的研究，部分研究成果如下：
宋小青等在《基于人机工程学的控制面板设计研究》一文中对现阶段研究人机工程学的进展进行了介绍，帮助学生系统的掌握了人机工程学的原理等。阐述了汽车控制面板在人机工程学中的重要比重。对汽车空调面板进行了设计，符合现代人的审美观和工业生产的需要。最后从实际应用角度，阐明了人机工程学在以后汽车行业的重要地位[2]。
陈江平等在《国外汽车空调系统技术发展趋势》一文中强调了汽车空调系统在汽车中的重要性日益突出，并指出了改善汽车空调系统是减少直接或间接排放污染气体的一种手段。汽车空调系统是未来新型动力车必不可少的一个系统，关系着人们生活的质量。他们的研究让人们充分的认识到汽车空调系统在未来占据了重要的地位，想将汽车设计好，空调系统占了是重要的比重[4]。
王立刚等在《基于工效学的控制面板计算机辅助设计》一文中提出了使用计算机辅助汽车控制面板的设计，提出了控制面板设计的准则，使用计算机辅助控制面板设计的可行性和基于工效学的控制面板计算机辅助设计以后的发展方向。他们的研究为我国汽车空调的发展提供了依据，使我国空调事业发展起到了重要的作用。为使用虚拟仪器辅助控制面板的开发提供了依据，促进了我国汽车空调事业的发展[6]。
朱龙银等在《机械设计》一文中提出了机械的设计对整个工艺的重要性，对不同机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式等进行构思
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