1 引言
汽車在為人類帶來便利的同時，也帶來了大氣污染、環境噪聲及交通安全等一系列問題。因此，如何把汽車廢氣和噪音污染限制在一定的范圍內，同時又能做到安全性能相對較高，是汽車制造應重點考慮的主要因素。汽車本身是一個較為復雜的系統，出廠時都要求符合一定的標準，但隨著行駛里程的增加和使用時間的延續，其性能和安全狀況將會不斷降低，那么汽車運行一段時間后是否還能滿足標準的要求？這就要定期對其進行安全檢測。汽車安全性能檢測就是對汽車的安全性能狀況進行測試和檢驗的一門技術，它已成為交通行業管理部門對車輛安全性能檢測和汽車生產維修行業以及汽車進出廠檢驗及故障診斷的主要技術手段。
2 系統構成與硬件設計
汽車檢測分為汽車性能檢測和汽車安全檢測兩類，本文主要針對汽車安全檢測介紹全檢車過程的自動控制原理與實現。圖1給出了汽車安全檢測計算機控制系統的各組成部分結構框圖。該系統主要由登錄機、上位機和下位機(各工位檢測設備及儀表)三個部分組成[1]。
3 系統核心軟件設計
本系統軟件主要涉及各檢測設備、登錄機與上位機三個部分。各檢測設備程序一般均由廠家提供，系統通過其接口程序調用使用設備。登錄機功能較為單一，其軟件設計也不復雜。此處著重以上位機監控與管理軟件來分析說明系統核心功能模塊的軟件設計與實現過程。
3.1 數據庫與數據報表設計與實現
按照“汽車檢測站計算機控制系統技術規范（JT/T478-2002）”[2]對數據庫設計的規定，要求在車輛上線檢測時，控制系統應實時記錄檢測數據，并在完成一輛車輛的所有檢測項目后，控制系統應立即將該車輛完備的檢測數據和判定結果存入數據庫。為此，本系統選用了SQL Server 2000作數據庫管理系統。整個系統建立一個數據庫AutosDetDB，其中主要數據表有：車輛基本信息表BaseInfoT，車輛檔案信息表AutosT，檢測項目信息表DetItmT，檢測數據信息表DetDataT，檢測項目判定表AssT，項目合格標準表DetStdT等；前5個數據表通過車輛標識碼VIN字段實現關聯。系統設有數據源Autos，統一采用ODBC數據接口訪問數據庫，實現相關數據的插入、刪除、修改及查詢操作。
數據報表是車輛安全檢測站在車輛安檢完畢后向車主報告或反饋車輛安全性能狀況的重要技術手段。根據“機動車安全檢驗項目和方法（GA 468-2004）”[2]對報表設計的規范，要求報表必須涵蓋如下信息：檢測站名稱，上線流水號，車輛基本信息，車輛七項線內檢測（尾氣、車速、燈光、喇叭、側滑、軸重、制動）的檢測結果及合格判定，線內地溝檢查結果及合格判定，外觀檢查與路試等線外檢驗結果及合格判定。考慮到該數據報表涉及的數據類型及數據格式較多、布局錯綜復雜這一情況，報表設計未在VB的數據環境中使用數據報表設計器DataReport對象來進行。而是先將系統數據報表在Word 2000中制成A4頁面大小的表格模板，以Doc格式文檔存盤；然后在上位機軟件報表窗體中引入OLE容器控件，在該容器控件中插入事先創建好的Doc格式報表模板文件并在已加載報表模板的相應位置均添加Label標簽，各標簽與檢測數據信息表DetDataT中的相應字段綁定。每當車輛檢測完后，報表模板中所有標簽的Caption屬性均被自動更新為當前車輛的各項目檢測值，通過調用OLE控件所在窗體對象的PrintForm事件即可實現報表的實時打印輸出。
3.2 通信串口程序設計與實現
本系統上位機與檢測線上的所有檢測設備和儀表均采用基于串口的主從通信方式。上位機自帶2個串口另加一塊PCI總線8串口卡，共可提供10個通信串口。由圖1可知，這10個串口分別負責與工位電子顯示屏以及分布在3個工位的9臺設備和儀表進行數據通信，同時在系統程序中加載10個串口通信控件。根據各檢測設備通信協議的要求，設置相應串口通信控件的關鍵屬性[3]。考慮到系統的靈活性及檢測線中檢測設備通信故障檢修的方便性，系統可為各設備動態分配通信端口。為統一操作和管理，系統定義了一個過程MultiComInit，負責所有串口的初始化操作；此外，還定義了一個過程MultiComCls，負責所有串口的關閉操作。以下以端口8為例，給出相應串口的初始化程序代碼[4]。
'MSComCH串口控件負責與側滑儀通信
MSComCH.CommPort=8 '端口號，可在1～10間設置
MSComCH.Settings="2400,n,8,1" '波特率，校驗位，數據位，停止位
MSComCH.InputMode=comInputModeBinary '二進制數據傳輸方式
MSComCH.InBufferSize=512 '接收緩沖區大小
MSComCH.OutBufferSize=512 '發送緩沖區大小
MSComCH.RThreshold=12 '接收12字節產生oncomm事件
MSComCH.SThreshold=0 '禁止發送字節產生oncomm事件
MSComCH.PortOpen=True '打開串口
3.3 待檢項目車輛就位程序設計與實現
車檢時車輛就位極為關鍵。安檢線上只有地溝屬線內目視檢查項目，對車輛定位沒有嚴格要求；此外其他項目檢測均需車輛精確定位，否則，檢測就無法進行或是檢測結果不準確。本檢測線上各項目檢測點均安裝了光電開關或遙控開關，這些開關直接與上位機PCI-1762數字I/O卡各DI端口相連，系統通過實時判斷相應DI端口的電平變化情況即可判定受檢車是否就位。下面以汽車軸重檢測為例，對本系統車輛就位功能模塊的設計過程加以說明。
汽車軸重儀傳感器部分由一對電子稱組成，可用于實現同軸左右輪的稱重。軸重檢測時需要前后兩對光電開光（靠近車頭的為前光電開關）實現被檢軸定位。假定連接這兩對光電開關的I/O卡兩DI端口的電平變化情況存放在DI(0)和DI(1)數組元素中。數組元素值為1，表示光電信號被車輪遮擋；反之，則表示光電信號未被車輪遮擋。圖2描述了軸重檢測時被檢車輛當前車軸的就位判定過程，圖中TmrDW定時間隔表示車軸就位時間，該時間可視實際情況自由設定。
3.4 檢測程序設計與實現
車輛安全檢測涉及的檢測項目較多，這里僅以核心檢測項目之一——制動檢測為例，對其檢測程序的設計過程進行描述。制動檢測主要實現對車輛各軸左右輪制動力的檢測，本系統采用HYZD-10型制動儀來完成這一檢測過程。在檢測各軸制動力時，上位機啟動設備檢測后，制動儀不斷采樣制動力并上傳采樣數據，同時，上位機利用串口事件觸發方式接收采樣數據并實時繪制制動力變化曲線，找出制動期間左右輪的最大制動力以及兩輪制動力最大差值點時刻左右輪制動力。以上信息都是制動檢測項目合格與否的重要衡量指標。下面給出的是連續制動5秒鐘期間系統繪制的同軸左右兩輪制動力變化曲線（見圖3）及繪制制動力曲線的部分主要程序代碼，其中，數組LX、RX分別用于存放左、右輪制動力線段的X軸坐標；數組LY、RY分別用于存放左、右輪制動力線段的Y軸坐標。
OnComCnt=OnComCnt+1 '串口事件觸發計數
If OnComCnt=1
LX(1)=OnComCnt:LY(1)=TmpL '計算左輪制動力終點坐標
RX(1)=OnComCnt:RY(1)=TmpR '計算右輪制動力終點坐標
Else
LX(0)=LX(1):LY(0)=LY(1) '計算左輪制動力起點坐標
LX(1)=OnComCnt:LY(1)=TmpL '計算左輪制動力終點坐標
RX(0)=RX(1):RY(0)=RY(1) '計算右輪制動力起點坐標
RX(1)=OnComCnt:RY(1)=TmpR '計算右輪制動力終點坐標
End If
Pict.DrawStyle=0 '定義線型及顏色, 畫線
Pict.Line (LX(0),LY(0))-(LX(1),LY(1)),vbRed
Pict.Line (RX(0),RY(0))-(RX(1),RY(1)),vbBlue
4 結束語
該系統已用于本市機動車檢測中心的汽車安全檢測線，日檢車達320輛，高峰時系統允許5輛車同時在線檢測。除地溝檢查和尾氣檢測的插取樣管作業外，其余項目檢測無需人工參與，基本實現了無人化自動檢車。與其它檢測線相比，本系統總體協調性好，能較好地均衡各工位的工作負荷，檢車效率提高了0.7倍左右。系統軟件可操作性強，人機界面友好。主控程序采用了前一工位封鎖后一工位的級聯式集中控制策略，從而可確保檢測次序和防止數據錯亂，提高了系統穩定性和檢測結果準確可靠性。此外，上位主控機可動態設置各檢測設備的通信串口號，便于系統維護和設備通信故障調試。但上、下位機間采用主從式串口通信，使得它們之間的數據交互傳輸距離成了本系統的一個瓶頸，因此，這一不足還有待于今后努力探索和解決。