本文關(guān)鍵詞：車載實(shí)時(shí)嵌入式加油量檢測(cè)裝置的關(guān)鍵方法和技術(shù)研究

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【摘要】：實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接終端嵌入式設(shè)備,諸如數(shù)據(jù)采集器、工業(yè)控制器、PLC、傳感器等實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程、工業(yè)設(shè)備、智能檢測(cè)等的連網(wǎng)控制,節(jié)點(diǎn)之間的計(jì)算單元在資源受限的前提下持續(xù)不斷地與物理對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)并發(fā)交互,物理對(duì)象的并行性和設(shè)備作用時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間增加了系統(tǒng)穩(wěn)定、性能設(shè)計(jì)的復(fù)雜度,具有實(shí)時(shí)、魯棒、自治、高效和高性能等特點(diǎn)。加油量檢測(cè)裝置是一類典型的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng),主要應(yīng)用于加油站網(wǎng)絡(luò)�，F(xiàn)有檢測(cè)方法和裝置主要采用電容式液位計(jì)或超聲波液位計(jì)對(duì)油箱內(nèi)油量的存儲(chǔ)進(jìn)行檢測(cè),利用加油后與加油前的差值獲得加油量數(shù)據(jù)并上傳網(wǎng)絡(luò)。該裝置滿足了實(shí)時(shí)嵌入式加油量檢測(cè)裝置的基本應(yīng)用需求,但該裝置要求物理對(duì)象為大型車輛的規(guī)范形狀油箱,存在安全性不高、數(shù)據(jù)誤差較大、數(shù)據(jù)易被篡改等不足。因此,如何針對(duì)小型車輛的非規(guī)范形油箱這一類物理對(duì)象對(duì)車載實(shí)時(shí)嵌入式加油量檢測(cè)方法和裝置進(jìn)行設(shè)計(jì),以及如何在保證檢測(cè)裝置和檢測(cè)數(shù)據(jù)安全性的前提下提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的精度是實(shí)時(shí)嵌入式加油量檢測(cè)裝置研發(fā)的難點(diǎn)。本論文針對(duì)上述問(wèn)題,在檢測(cè)方法上提出使用流量計(jì)對(duì)加油量進(jìn)行直接測(cè)量；在檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)上根據(jù)油箱規(guī)格的不同設(shè)計(jì)兩種加油量信息采集裝置,提高檢測(cè)安全性,降低測(cè)量誤差,具備防盜防篡改功能；在此基礎(chǔ)上,基于ARM11平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)車載控制處理終端,依照項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)MD5改進(jìn)校驗(yàn)算法,研究數(shù)據(jù)傳輸安全性,提高了檢測(cè)數(shù)據(jù)的抗攻擊性。本文的研究工作主要包括：一、在檢測(cè)方法上,針對(duì)具備加油管的油箱,利用最小二乘法估計(jì)儀表系數(shù)值并設(shè)計(jì)相應(yīng)算法,仿真實(shí)驗(yàn)表明該算法具有較高的測(cè)量精度,實(shí)現(xiàn)了儀表系數(shù)值的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)改變；針對(duì)不具備加油管的油箱,提出利用金屬聲速替代流體聲速降低外夾式超聲波流量計(jì)的測(cè)量誤差并設(shè)計(jì)相應(yīng)算法,結(jié)果證明顯著降低測(cè)量誤差；對(duì)于管段式超聲波流量計(jì)采用聲波傳輸路徑自適用動(dòng)態(tài)校正并設(shè)計(jì)相應(yīng)算法,理論驗(yàn)證提高了測(cè)量精度。二、在檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)上,分析了現(xiàn)有流體檢測(cè)儀器的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)設(shè)備需求選擇渦輪流量計(jì)和超聲波流量計(jì)作為加油量信息檢測(cè)的核心儀器。針對(duì)具備加油管的油箱設(shè)計(jì)渦輪加油量信息采集裝置外部結(jié)構(gòu),根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)備硬件設(shè)計(jì),對(duì)所需硬件做了簡(jiǎn)要描述。在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件開發(fā),給出了詳細(xì)加油量測(cè)量流程：針對(duì)不具備加油管的油箱設(shè)計(jì)超聲波加油量信息采集裝置,基于排水管重力流和壓力流原理結(jié)合管道縮徑理論實(shí)現(xiàn)管道的滿管,裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上考慮了安全和防盜設(shè)計(jì)。三、在車載實(shí)時(shí)嵌入式控制數(shù)據(jù)處理方法上,設(shè)計(jì)改進(jìn)MD5算法防止數(shù)據(jù)篡改,驗(yàn)證改進(jìn)MD5算法的碰撞問(wèn)題,解決數(shù)據(jù)傳輸安全性難題。四、在車載實(shí)時(shí)嵌入式控制處理終端設(shè)計(jì)上,基于ARM11開發(fā)板和Android平臺(tái)研發(fā)車載處理終端,實(shí)現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)與加油量數(shù)據(jù)的采集、處理、轉(zhuǎn)換和加密。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.6

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本文編號(hào)：1301794