基于Android平板的车轮力传感器数据采集处理系统

摘要

汽车工业中，汽车车轮力传感器(WFT)数据采集分析是对汽车动力学、汽车制动性能、汽车悬架特性动态测量进行准确研究和评价的有效途径。目前，WFT测量技术以发达国家最为先进，已研究出多种车轮力传感器数据采集机。与国外相比，我国对车轮力的研究则起步较晚。与此同时，电子信息技术与移动互联网的快速发展促进了智能移动通信技术在汽车工业中的应用。因此，在移动终端上进行WFT数据采集与处理系统的开发可以为汽车性能的测量分析提供一种低成本、便捷化的数据采集与处理系统，同时还能为我国汽车测量工业提供更好的可持续化服务。本文重点对基于Android平板的车轮力传感器数据采集处理系统展开研究，其主要内容如下:
　　1)对WFT的系统架构与工作机制进行模块化的说明，包括WFT系统下位机的车轮力传感体、数据采集模块和数据传输模块以及上位机的用户登录模块、数据处理模块、系统配置模块以及系统控制模块作。研究了当前数据采集软件的局限性并依此分析了基于Android PAD的WFT数据采集处理系统的开发需求。
　　2)详细阐述了WFT系统在Android平台上进行开发所需的关键技术，包括系统采用的网络通信协议:TCP协议和Socket通信、系统采用的数据通信协议以及JNI技术。
　　3)对于WFT系统在Android平板电脑上的软件实现进行了模块化的设计。详细设计了用户登录模块，用户可在此模块下进行系统的登录;系统配置模块，实现了数据的通信连接;数据无线传输模块，在WiFi无线局域网环境下进行数据的实时传输;数据存储模块，对采集到的数据进行本地文件形式的数据保存;数据波形显示模块，对采集到的数据进行可视化的数据波形显示，便于后期的数据波形处理。
　　4)研究扩展卡尔曼(EKF)滤波算法，采用C语言对WFT数据的扩展卡尔曼滤波进行算法设计，通过JNI技术调用本地C语言库的方法设计实现了该算法在PAD中的滤波功能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 WFT相关概述

1．2．1 WFT基本理论

1．2．2 WFT应用概述

1．2．3 WFT数据采集处理系统概述

1．3 WFT数据采集系统国内外研究现状

1．3．1 国外WFT数据采集系统研究现状

1．3．2 国内WFT数据采集系统研究现状

1．4 本论文主要研究工作及内容安排

1．4．1 本论文主要研宄工作

1．4．2 本论文内容安排

1．5 本章小结

第二章 WFT系统框架详述

2．1 WFT系统整体结构

2．2 WFT系统下位机结构详述

2．2．1 下位机车轮力传癌体

2．2．2 下位机数据采集模块

2．2．3 下位机数据传输模块

2．2．4 嵌入式采集系统

2．3 基于平板的WFT采集系统需求分析

2．4 WFT系统上位机结构详述

2．4．1 用户登录模块

2．4．2 数据处理模块

2．4．3 系统配置模块

2．4．4 系统控制模块

2．5 本章小结

第三章 Android平台的WFT系统中关键技术

3．1 系统采用的网络通信协议

3．1．1 TCP协议

3．1．2 Socket通信

3．2 系统采用的数据通信协议

3．3 JNI技术概述

3．4 Android平台概述

3．4．1 Android系统架构

3．4．2 Android IDE工具Eclipse

3．5 Android开发环境的搭建及应用

3．5．1 系统开发环境变量及参数设置

3．5．2 Android工程的调试

3．6 本章小结

第四章 Android平台的WFT系统实现

4．1 系统用户登录模块设计

4．2 系统配置模块设计

4．3 系统传输模块设计

4．3．1 传输模块WiFi通信设计

4．3．2 传输模块控制命令通信设计

4．3．3 传输模块Android权限的获取

4．4 系统存储模块设计

4．4．1 存储模块设计流程

4．4．2 存储模块软件实现

4．4．3 存储模块Android权限的获取

4．5 系统显示模块设计

4．5．1 WFT数据的解析

4．5．2 数据显示界面设计

4．6 本章小结

第五章 基于扩展卡尔曼算法的数据滤波

5．1 卡尔曼滤波算法概述

5．1．1 卡尔曼滤波算法理论

5．1．2 卡尔曼滤波算法特点

5．2 扩展卡尔曼滤波算法理论

5．3 WFT的扩展卡尔曼滤波算法实现

5．4 Android平台上的扩展卡尔曼滤波算法实现

5．5 本章小结

第六章 系统实验

6．1 系统实验环境

6．2 系统实验结果及分析

6．2．1 WFT系统WiFi数据传输性能实验

6．2．2 WFT系统软件实验

6．2．3 WFT系统扩展卡尔曼滤波实验

6．3 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 全文总结

7．2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文和科研成果