一種方向自判斷里程計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種方向自判斷里程計(jì)，包括：霍爾傳感器（2），磁鋼（3），與門芯片（4），單片機(jī)（5），中斷響應(yīng)模塊（6），方向判別模塊（7），計(jì)數(shù)模塊（8）和通信模塊（9）。多個霍爾傳感器（2）均勻分布在車輪（1）軸中心的圓周上。隨著車輪（1）轉(zhuǎn)動，多霍爾傳感器（2）產(chǎn)生周期性的脈沖信號。中斷響應(yīng)模塊（6）調(diào)用方向判別模塊（7）獲得車輪的運(yùn)動狀態(tài)，同時配合計(jì)數(shù)模塊（8）和通信模塊（9）實(shí)現(xiàn)里程計(jì)的方向自判斷功能。本發(fā)明解決了車載里程計(jì)不能自主提供載體運(yùn)動方向的問題，實(shí)現(xiàn)了載體運(yùn)動方向的自判斷，原理簡單、易于實(shí)現(xiàn)、成本低廉、工作方式靈活，可以應(yīng)用于車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)中。
【專利說明】一種方向自判斷里程計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種里程計(jì)，特別是一種方向自判斷里程計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]在車載導(dǎo)航應(yīng)用中經(jīng)常采用里程計(jì)作為載體的速度傳感器，用于載體的速度估計(jì)。現(xiàn)有的里程計(jì)由多個磁鋼與一個霍爾傳感器構(gòu)成，多個磁鋼均勻分布在車輪軸中心圓周上，霍爾傳感器與分布磁鋼的圓周相對，用于感知車輪的轉(zhuǎn)動，輸出脈沖數(shù)。但現(xiàn)有的里程計(jì)不能夠判斷車輪的轉(zhuǎn)動方向，難以確定載體的運(yùn)動狀態(tài)是前進(jìn)還是后退，給導(dǎo)航推算帶來了難度。在實(shí)際應(yīng)用中，需要依賴車輛的檔位信號用于判斷車輛的前進(jìn)還是后退，不能實(shí)現(xiàn)里程計(jì)方向的自判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種方向自判斷里程計(jì)，解決了現(xiàn)有里程計(jì)只能輸出脈沖數(shù)，需要依賴檔位信號判別車輛前進(jìn)或后退的運(yùn)動狀態(tài)，不能夠自判斷車輪的轉(zhuǎn)動方向的問題。
[0004]一種方向自判斷里程計(jì)，包括:霍爾傳感器和磁鋼，還包括:與門芯片、單片機(jī)、中斷響應(yīng)模塊、方向判別模塊、計(jì)數(shù)模塊和通信模塊。中斷響應(yīng)模塊，方向判別模塊，計(jì)數(shù)模塊和通信模塊置于單片機(jī)內(nèi)部。中斷響應(yīng)模塊的功能為:對外部中斷和通訊中斷進(jìn)行判斷并調(diào)用方向判別模塊、計(jì)數(shù)模塊或通信模塊進(jìn)行處理；方向判別模塊的功能為:對車輪的前進(jìn)或者后退進(jìn)行判別；計(jì)數(shù)模塊的功能為:依據(jù)車輪的運(yùn)動情況對脈沖進(jìn)行累計(jì)計(jì)算；通信模塊的功能為:將里程計(jì)脈沖數(shù)發(fā)送給導(dǎo)航計(jì)算機(jī)。
[0005]多個霍爾傳感器均勻分布在車輪軸中心的圓周上；磁鋼安裝在霍爾傳感器所在圓周的正對面，安裝距離的要求為使正對磁鋼的霍爾傳感器處在磁場區(qū)域范圍內(nèi)；對霍爾傳感器按照順時針或者逆時針方式進(jìn)行編號，霍爾傳感器的輸出端與與門芯片的輸入端連接；與門芯片的輸出端與單片機(jī)的中斷響應(yīng)輸入端連接；霍爾傳感器按照標(biāo)號順序依次接入單片機(jī)對應(yīng)的I/o 口上，用于檢測脈沖變化順序。
[0006]方向自判斷里程計(jì)工作時，霍爾傳感器隨著車輪轉(zhuǎn)動。當(dāng)某個霍爾傳感器經(jīng)過磁鋼附近時，霍爾傳感器處在磁場區(qū)域范圍內(nèi)，產(chǎn)生電平變化，就輸出數(shù)字脈沖信號。數(shù)字脈沖信號觸發(fā)單片機(jī)的中斷，中斷響應(yīng)模塊判別出是外部中斷后，調(diào)用方向判別模塊對端口電平檢測，確定處于磁場范圍內(nèi)的霍爾傳感器編號。車輪每轉(zhuǎn)動一周，磁場將發(fā)生周期性變化，使霍爾傳感器的輸出也發(fā)生周期性變化。通過對霍爾傳感器編號變化的順序，確定載體的運(yùn)動狀態(tài)是前進(jìn)還是后退，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動方向的自判斷。之后，單片機(jī)中的計(jì)數(shù)模塊根據(jù)運(yùn)動方向?qū)γ}沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)累加。單片機(jī)工作在定時發(fā)送模式或者中斷查詢模式下，通過通信模塊控制RS232或者SPI總線，將里程計(jì)的脈沖數(shù)和載體運(yùn)動方向信息發(fā)送給導(dǎo)航計(jì)算機(jī)。
[0007]本發(fā)明解決了車載里程計(jì)不能自主提供載體運(yùn)動方向的問題，實(shí)現(xiàn)了載體運(yùn)動方向的自判斷，原理簡單、易于實(shí)現(xiàn)、成本低廉、工作方式靈活，可以應(yīng)用于車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1 一種方向自判斷里程計(jì)的原理圖。
[0009]1.車輪 2.霍爾傳感器 3.磁鋼 4.與門芯片 5.單片機(jī) 6.中斷響應(yīng)模塊 7.方向判別模塊8.計(jì)數(shù)模塊9.通信模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種方向自判斷里程計(jì)，包括:霍爾傳感器(2)和磁鋼(3)，還包括:與門芯片(4)、單片機(jī)(5)、中斷響應(yīng)模塊(6)、方向判別模塊(7)、計(jì)數(shù)模塊(8)和通信模塊(9)。中斷響應(yīng)模塊(6)，方向判別模塊(7)，計(jì)數(shù)模塊(8)和通信模塊(9)置于單片機(jī)(5)內(nèi)部。中斷響應(yīng)模塊(6)的功能為:對外部中斷和通訊中斷進(jìn)行判斷并調(diào)用方向判別模塊(7)、計(jì)數(shù)模塊
(8)或通信模塊(9)進(jìn)行處理；方向判別模塊(7)的功能為:對車輪(I)的前進(jìn)或者后退進(jìn)行判別；計(jì)數(shù)模塊(8)的功能為:依據(jù)車輪(I)的運(yùn)動情況對脈沖進(jìn)行累計(jì)計(jì)算；通信模塊
(9)的功能為:將里程計(jì)脈沖數(shù)發(fā)送給導(dǎo)航計(jì)算機(jī)。
[0011]多個霍爾傳感器(2)均勻分布在車輪(I)軸中心的圓周上；磁鋼(3)安裝在霍爾傳感器(2)所在圓周的正對面，安裝距離的要求為使正對磁鋼(3)的霍爾傳感器(2)處在磁場區(qū)域范圍內(nèi)；對霍爾傳感器(2)按照順時針或者逆時針方式進(jìn)行編號:+1'、C+、++〗+、++'?+ ,霍爾傳感器(2)的輸出端與與門芯片(4)的輸入端連接；與門芯片(4)的輸出端與單片機(jī)(5)的中斷響應(yīng)輸入端連接；霍爾傳感器(2)按照標(biāo)號順序依次接入單片機(jī)(5)對應(yīng)的I/O 口上，用于檢測脈沖變化順序。
[0012]方向自判斷里程計(jì)工作時，霍爾傳感器(2)隨著車輪(I)轉(zhuǎn)動。當(dāng)某個霍爾傳感器
(2)經(jīng)過磁鋼(3)附近時，霍爾傳感器(2)處在磁場區(qū)域范圍內(nèi)，產(chǎn)生電平變化，就輸出數(shù)字脈沖信號。數(shù)字脈沖信號觸發(fā)單片機(jī)(5)的中斷，中斷響應(yīng)模塊(6)判別出是外部中斷后，調(diào)用方向判別模塊(7)對端口電平檢測，確定處于磁場范圍內(nèi)的霍爾傳感器(2)編號。車輪
(I)每轉(zhuǎn)動一周，磁場將發(fā)生周期性變化，使霍爾傳感器(2)的輸出也發(fā)生周期性變化。通過對霍爾傳感器(2 )編號變化的順序，確定載體的運(yùn)動狀態(tài)是前進(jìn)還是后退，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動方向的自判斷。當(dāng)編號為C'的霍爾傳感器(2)進(jìn)入磁場時，單片機(jī)(5)的I/O 口上電平為“1110”。以此類推，若單片機(jī)(5)的I/O 口上電平變化依次為“1110”、“1101”、“1011”、“0111”時，可以判斷車輪(I)為逆時針轉(zhuǎn)動；若單片機(jī)(5)的I/O 口上電平變化依次為“1110”、“0111”、“1011”、“1101”時，可以判斷車輪(I)為順時針轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)里程計(jì)的方向自判斷。之后，單片機(jī)(5)中的計(jì)數(shù)模塊(8)根據(jù)運(yùn)動方向?qū)γ}沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)累加。單片機(jī)(5)工作在定時發(fā)送模式或者中斷查詢模式下，通過通信模塊(9)控制RS232或者SPI總線，將里程計(jì)的脈沖數(shù)和載體運(yùn)動方向信息發(fā)送給導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)方向自判斷里程計(jì)的全部功能。
【權(quán)利要求】
1.一種方向自判斷里程計(jì)，包括:霍爾傳感器(2)和磁鋼(3)，其特征在于還包括:與門芯片(4)，單片機(jī)(5)，中斷響應(yīng)模塊(6)，方向判別模塊(7)，計(jì)數(shù)模塊(8)和通信模塊(9);中斷響應(yīng)模塊(6)，方向判別模塊(7)，計(jì)數(shù)模塊(8)和通信模塊(9)置于單片機(jī)(5)內(nèi)部；中斷響應(yīng)模塊(6)的功能為:對外部中斷和通訊中斷進(jìn)行判斷并調(diào)用方向判別模塊(7)、計(jì)數(shù)模塊(8)或通信模塊(9)進(jìn)行處理；方向判別模塊(7)的功能為:對車輪(I)的前進(jìn)或者后退進(jìn)行判別；計(jì)數(shù)模塊(8)的功能為:依據(jù)車輪(I)的運(yùn)動情況對脈沖進(jìn)行累計(jì)計(jì)算；通信模塊(9)的功能為:將里程計(jì)脈沖數(shù)發(fā)送給導(dǎo)航計(jì)算機(jī)； 多個霍爾傳感器(2)均勻分布在車輪(I)軸中心的圓周上；磁鋼(3)安裝在霍爾傳感器(2)所在圓周的正對面，安裝距離的要求為使正對磁鋼(3)的霍爾傳感器(2)處在磁場區(qū)域范圍內(nèi)；對霍爾傳感器(2)按照順時針或者逆時針方式進(jìn)行編號，霍爾傳感器(2)的輸出端與與門芯片(4)的輸入端連接；與門芯片(4)的輸出端與單片機(jī)(5)的中斷響應(yīng)輸入端連接；霍爾傳感器(2)按照標(biāo)號順序依次接入單片機(jī)(5)對應(yīng)的I/O 口上，用于檢測脈沖變化順序； 方向自判斷里程計(jì)工作時，霍爾傳感器(2)隨著車輪(I)轉(zhuǎn)動；當(dāng)某個霍爾傳感器(2)經(jīng)過磁鋼(3)附近時，霍爾傳感器(2)處在磁場區(qū)域范圍內(nèi)，產(chǎn)生電平變化，就輸出數(shù)字脈沖信號；數(shù)字脈沖信號觸發(fā)單片機(jī)(5)的中斷，中斷響應(yīng)模塊(6)判別出是外部中斷后，調(diào)用方向判別模塊(7)對端口電平檢測，確定處于磁場范圍內(nèi)的霍爾傳感器(2)編號；車輪(O每轉(zhuǎn)動一周，磁場將發(fā)生周期性變化，使霍爾傳感器(2)的輸出也發(fā)生周期性變化；通過對霍爾傳感器(2)編號變化的順序，確定載體的運(yùn)動狀態(tài)是前進(jìn)還是后退，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動方向的自判斷；之后，單片機(jī)(5)中的計(jì)數(shù)模塊(8)根據(jù)運(yùn)動方向?qū)γ}沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)累加；單片機(jī)(5)工作在定時發(fā)送模式或者中斷查詢模式下，通過通信模塊(9)控制RS232或者SPI總線，將里程計(jì)的脈沖數(shù)和載體運(yùn)動方向信息發(fā)送給導(dǎo)航計(jì)算機(jī)。
【文檔編號】G01C22/02GK103453916SQ201310418249
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】宋高順, 于占海 申請人:北京機(jī)械設(shè)備研究所