运动部件卡住报警器(应用实例矿车刹车加力器活塞卡住报警器)

1五湖四海1

* K  o' m4 N- i. P$ v! l) \" I' ]3 L

      我这小项目是为了解决运动的活塞是否被卡住而设计的。在实际中汽车刹车系统出现故障容易造成重大事故发生。我们的矿车有两个加力器，如果一个加力器出现问题能及时发现是可以避免事故的发生。所以制作这个运动部件卡住报警器对安全是很有必要的。

      实现原理上用一个能够检测距离的模拟量传感器。控制器先判断运动部件是否受人为控制开始运动，如果部件开始运动，控制器的模数转换器每隔一段时间采集一次距离，控制器计算前后两次采集距离值是否一样，就可以判断运动部件是否被卡住不动了。下面介绍下用到的器件和具体设计细节。

      距离传感器用的是光电模拟量输出传感器，检测范围在10mm——100mm。如下图中两个圆柱形的便是距离传感器。

      控制器用的是ARM cortek M3 STM32f103，有人会问为什么要用这个高性能的处理器呢？我认为现在已经不是51单片机是世界了，51单片机没有AD转换器，需要外接AD转换器，代码需要从零开始写。而ARM cortek M3 里面有10bit AD转换器，有大量的写好的库函数可以调用，可以缩短开发时间。他们的价格差不多为什么不选STM32f10。这次用的是现成的STM32f103最小系统板。如上图

      代码设计上用到了两个定时器中断，一个定时器每隔200ms采集一次距离值，另一个发生故障时每隔500ms报警一次，用到的算法有AD软件滤波，采集500次距离值后，用冒泡排序法去掉最大值和最小值后，再求平均数算出距离值，这时采集的距离值很准。剩下的就是用if else编写的逻辑判断了。调试时用到了printf（）库函数，结合电脑串口调试助手调试代码。调试代码如下图，部分程序代码在最下面

      完成的控制器如上图，正常工作时指示灯和蜂鸣器不亮也不响，如果活塞被卡住时声光报警。

      上图是加力器，它是用气顶动油完成输出二倍力的器件。如果活塞卡死这个报警就会报警提示故障。

      下面是代码是主函数代码 最下面有全部代码如果有问题可以和我交流，QQ：835358518 微信：hm15041303104

5 s# ~: `) k2 M' s8 i$ V

#include <stm32f10x_lib.h>

#include "sys.h"

#include "usart.h"               

#include "delay.h"        

#include "led.h"

#include "key.h"

#include "exti.h"

#include "wdg.h"

#include "timer.h"           

#include "adc.h"

#include "alarm.h"

#define LIM 5                                                                              //卡住判断参数

#define TREAD 2                                                                        //踩刹车

#define LOOSEN 1                                                                     //松刹车

#define CLEAR 3                                                                        //清除

#define DIFFERENCE 50                                                            //回差

( b$ Y, D( R: `0 P2 _

u16 lim_value = 1800;                                                              //极限报警值

u16 max_value_l = 1000, max_value_r = 1000;                      //踩刹车标志值

u16 min_value_l = 3000, min_value_r = 3000;                        //松刹车标志值

u8 count = 0;                                                                          //设置刹车标志防干扰计数                                                        

u8 lock_count;                                                                        //卡住时计数防干扰处理

- `0 V* ^2 K+ `

u16 distance_l[2] = {0,0};                                                      //卡住比较数组

u16 distance_r[2] = {0,0};

u8 i = 0;                                                                                 //采集数据计数变量

bool brake_state_l, brake_state_r;                                         //刹车状态标志位

bool lock_alarm_l, lock_alarm_r, lock_alarm;                          //卡住报警标志位

u16 value_buf[N];                                                                 //滤波求平均缓存

u32 sum;                                                                              //滤波求平均总和缓存

u16 temp;                                                                             //滤波求排序缓存

. N' E5 Y6 ^; d5 k2 o

                                                                                             //判断是否活塞卡住

bool is_stuck(u16 distance_zero, u16 distance_one, bool brake_state, u16 *max_value, u16 *min_value);                                                                                

void data_collection(void);                                                    //数据采集

/**

        主函数        

*/

int main(void)

{

        bool lim_alarm_l, lim_alarm_r;                                      //超限警报标志位                  

          Stm32_Clock_Init(9);                                                //系统时钟设置

        delay_init(72);                                                             //延时初始化

        uart_init(72,9600);                                                     //串口1初始化   

        LED_Init();                 

        Adc_Init();        

        Timer2_Init(5000,7199);                                              //定时报警

        Timer3_Init(2000,7199);                                              //定时采集ADC  

//        Timer4_Init(5000,7199);                                            //定时打印

        while(1)

        {                        

                lim_alarm_l = isOverrun(distance_l[0]);                        //返回超限标志

                lim_alarm_r = isOverrun(distance_r[0]);

                                                                                                   //返回刹车中标志

                brake_state_l = isBrake_state(distance_l[0], max_value_l, min_value_l);        

                brake_state_r = isBrake_state(distance_r[0], max_value_r, min_value_r);

                                                                                                   //报警处理函数

                Alarm_dispose(lim_alarm_l, lim_alarm_r, lock_alarm);

        }

}

/**

        定时器2中断服务程序

        功能：发生定时中断控制蜂鸣器报警         

*/

void TIM2_IRQHandler(void)

{

) ?* [8 V" O6 i+ X1 H2 g

        if(TIM2->SR&0X0001)                                //溢出中断

        {        

                BUZZER = 0;

                delay_ms(100);

                BUZZER = 1;                        

        }                                   

        TIM2->SR&=~(1<<0);                                //清除中断标志位             

}        

/**

        定时器3中断服务程序         

        功能：发生定时中断时采集ADC数据，并根据判断活塞是否卡住

*/         

void TIM3_IRQHandler(void)

{                                                                  

        if(TIM3->SR&0X0001)//溢出中断

        {                        

                if( ( lock_alarm_l && brake_state_l) || ( lock_alarm_r && brake_state_r) )

                        lock_alarm = 1;

                else

                        lock_alarm = 0;        

' k7 e* ~( t, G6 \

                data_collection();                                                          //数据采集后判断是否活塞卡住                                                

        }                                          

        TIM3->SR&=~(1<<0);                                                        //清除中断标志位             

}

/**

        功能：1.判断左活塞是否卡住

                  2.设置刹车标志        

*/

bool is_stuck(u16 distance_zero, u16 distance_one, bool brake_state, u16 *max_value, u16 *min_value)

{

        u8 motion;                  

. L3 Y, o/ o( c8 ^# l6 h4 W; n

        if( (distance_one-distance_zero) > 5)                        //松刹车标志

                motion = LOOSEN;

        if( (distance_one-distance_zero) < -5)                        //踩刹车标志

                motion = TREAD;

        if( ( (distance_one-distance_zero) < LIM) && ( (distance_zero-distance_one) < LIM) )

        {

/*                                                

                                                踩刹车时动态设置最小值刹车标志*/

                if(motion == TREAD)

/*                                                如果这次值比上次设置的标志值小说明上次是卡住值，更新最小值标志*/

                        if(distance_zero+DIFFERENCE < *min_value )

                                *min_value = distance_zero+DIFFERENCE;

, {. ^* i+ x- A" n' P4 l; _

/*

                                                松刹车时动态设置最大值刹车标志*/                        

                if(motion == LOOSEN)

/*                                                如果这次值比上次设置的标志值大说明上次是卡住值，更新新的标志*/

                        if(distance_zero-DIFFERENCE > *max_value )

                                count++;         //防干扰计数

                        if(count > 1)

                        {

                                *max_value = distance_zero-DIFFERENCE;

                                   count = 0;

                        }        

                motion = CLEAR;                                                //清除刹车标志

. p/ y( D# M4 ]% h, p* f  r+ m

                if( brake_state )                                                  //刹车时如果卡住开始计数

                        lock_count++;

                if( lock_count >= 5 )                                          //计数五次后报警位置位

                {

                        lock_count = 5;

                        return TRUE;

                }

        }

        else

        {

//                lock_alarm = 0;

                lock_count = 0;

                return FALSE;

        }

}

/**

        功能：判断活塞是否卡住数据采集函数

*/

void data_collection(void)

{

; e) }3 k4 \+ Y6 m

        u16 distance_zero, distance_one;        

, b1 q0 u( t6 d, f% S6 T& u0 B% q

        filter(ADC_CH0);

        distance_l = sum;

        delay_ms(20);

2 h% `6 ^" ~. z* @; x

        filter(ADC_CH1);

        distance_r = sum;

        i++;

         if(i > 1)                //采集了两组数据后判断一次是否卡住

        {

                i = 0;

                distance_zero = distance_l[0];

                distance_one  = distance_l[1];

                lock_alarm_l  = is_stuck(distance_zero, distance_one, brake_state_l, &max_value_l, &min_value_l);                          

                distance_zero = distance_r[0];

                distance_one  = distance_r[1];

                lock_alarm_r  = is_stuck(distance_zero, distance_one, brake_state_r, &max_value_r, &min_value_r);                          

//                 d_value = distance_l[1]-distance_l[0];                        

//                 printf("%d,%d\n", motion_l, motion_r);

                   printf("%d,%d,%d,%d\n",max_value_l,min_value_l,max_value_r,min_value_r);                        

//                printf("%d,%d,%d,%d\n",lock_alarm_l, lock_alarm_r ,lock_count_l, lock_count_r);

//                printf("%d,%d,%d,%d\n",distance_l[0],distance_l[1],distance_r[0],distance_r[1]);

//                printf("%d,%d\n",distance_l[1]-distance_l[0],distance_r[1]-distance_r[0]);

//                printf("%d\n",distance_r[1]-distance_r[0]);

        }        

}

. s3 z/ v! p  Q- T6 Q( L' `1 j

) t  ^- x* v# }# v7 I

: n4 ]3 [! f) R$ M

2 s6 C; e  }! _6 c& r5 d



5 _4 g  R9 X* z( s$ g+ j
/ b% E. w9 |2 T: y







$ K* k( o& b2 k1 c4 c5 V

! M5 I* d9 {9 o/ b. x

竹杆捅飞机

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huhaofei

大侠用的啥编程软件？c++吗？

龙游大海

好像很复杂的

925269815

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那年丶哥很帅

   代码什么的就看不懂了

1五湖四海1

开发软件是用keil 4,编写语言是用c