第一章绪论1.1课题的提出汽车自问世以来，已经风风雨雨走过了一百多年，从卡尔·本茨造出的第一辆只有时速18千米的三轮汽车到现在，已经诞生了从速度为零加速至100千米/小时只需三秒多的超级跑车。

这一百多年来，汽车正已惊人的速度发展，特别是随着电子技术在汽车上的广泛应用，汽车的动力性、经济性、安全性和舒适性大大改善，其使用性能日益满足人们的需要。

汽车在满足人们需要的同时，因其结构和装备的复杂化，给维修和检测行业提出了更高的要求。

随着汽车工业的不断发展，汽车的相关检测技术也在不断进步和完善。

评定汽车整车技术性能比较科学的方法是进行汽车综合性能检测。

汽车防雨密封性能检测是汽车综合性能检测的重要内容，是我国交通部行业标准《汽车技术等级评定标准》(JT/T198-2004)规定的15个关键项目之一。

关键项作为判定车辆合格与否的否决项目，所有关键项全部合格且车况较好的车辆才可判为判为合格车。

汽车防雨密封性是指汽车在雨天环境下行驶，关闭全部门、窗和孔口盖时，防止雨水进入车厢的能力。

良好的车身防雨密封性是驾驶员正常工作的条件和客货运输安全的保证，对于客车来说，更是乘客舒适性的一项基本要求。

所以，研究汽车防雨密封性能检测方法对于促进汽车综合性能检测能力和提高营运汽车的安全性、舒适性具有重大意义。

1.2 国内外汽车性能检测技术发展概况随着各国汽车工业的不断发展，世界汽车拥有量也在不断上升。

特别是随着中国加入WTO，中国市场的汽车拥有量大幅度提高，汽车已经进入家庭，所以，在汽车整个使用过程中，对汽车性能的检测显得越发重要。

众所周知，汽车在整个正常使用过程中，其技术状况和使用性能将随着里程数的增加而逐渐变坏，动力性下降、经济性变差、安全可靠性降低，严重影响汽车经济效益和运输效率的发挥，甚至威胁到生命安全。

这就要求使用者预先就要对故障加以查明和消除。

在汽车使用过程中，对其运行状态做出判断，并采取相应的对策，可以大大提高汽车的使用可靠性，充分发挥汽车的效能，减少维修保养费用，获得更大的经济效益。

所以，发展汽车检测与诊断技术具有重要的意义。

汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。

在汽车发展的早期，人们主要是通过有经验的维修人员发现汽车的故障并作有针对性的修理。

随着现代科学技术的进步，特别是计算机技术的进步，汽车检测技术也随之飞速发展。

目前人们已能依靠各种先进的仪器设备，对汽车进行不解体检测，而且满足安全、迅速、准确的现代检测机制的要求，适应汽车检测业的发展。

1.2.1 国外发展概况早在上世纪五十年代在一些工业发达国家就开发出了一些单项检测设备，可以对汽车相应检测项目上提供重要的评判依据。

随着现代科学技术的不断进步，特别是计算机技术的飞速发展，国外工业发达国家，比如美国、德国，在大多数汽车检测项目上实现了检测设备的自动化、智能化和精密化 [5]。

在汽车防雨密封性能检测项目上，上述国家的各大汽车生产厂家都具有较先进的人工淋雨设备，可以实现不同强度的淋雨量，更加接近自然降雨环境而且实现了淋雨用水的循环利用 [6]。

但根据武汉科技局的查新报告，未发现国外任一国家在汽车防雨密封性能检测项目上做新方法的研究。

1.2.2 国内发展概况进入现代社会以来，随着国民经济的发展，科学技术的各个领域都有了较快的发展，汽车检测及诊断技术也随之得到快速发展，加之我国的汽车制造业和公路交通运输业发展迅猛，对汽车检测诊断技术的需求也与日俱增。

我国机动车保有量迅速增加，随之而来的是交通安全和环境保护等社会问题[7] [8]。

如何保证车辆快速、经济、灵活，并尽可能不造成社会公害等问题，已逐渐被提到政府有关部门的议事日程，因而促进了汽车诊断与检测技术的发展。

为了配合汽车检测工作，国内已发布实施了有关汽车检测的国家标准、行业标准、计量检定规程等100 多项。

从汽车综合性能检测站到汽车检测的具体检测项目，都基本作到了有法可依[9]。

在汽车检测技术上，我国也取得了很大的进步，正逐渐缩小与世界发达国家之间的差距。

然而在汽车防雨密封性能检测项目上，我国的汽车生产厂家同样采用人工淋雨的试验方法，而且一些实力相对弱小的生产厂家的淋雨设备相当落后，耗电严重，淋雨用水不能有效循环利用。

国内各汽车检测站大都没有相应的淋雨实验设备，以湖北省为例，无一检测站配备该淋雨实验设备，根本无法按要求完成对汽车防雨密封性能检测。

1.3 项目简介本项目主要是针对现行人工淋雨试验方法中试验时间长、消耗大、试验结果易受人为因素影响、密封式货车无法检测等问题，在汽车综合性能检测站常规条件下，进行营运汽车防雨密封性能测试新试验方法的研究。

根据检测站实际工作的需要，采用现代等效理论进行多种试验方法的等效性研究和试验，以求得到一种高效低耗的试验方法，应用于检测站的营运客车防雨密封性能检测实践。

1.4 现行试验方法目前，国内外对汽车防雨密封性检测的主要方法是进行淋雨试验。

淋雨试验方法是一种人工环境试验方法，它模拟的是受试设备在使用条件下遇到自然降雨或滴水环境因素后的影响。

淋雨试验方法的研究和应用至今已有多年历史，早在70年代法国航空标准、美国军用标准和英国军用标准中均正式规定了有关人工淋雨、暴雨和防滴水方面的条款。

我国对淋雨试验方法及试验设备在国家标准《客车防雨密封性试验方法》(GB/T12840－90)中亦有明确的规定。

《客车防雨密封性试验方法》(GB/T12840－90)对渗、滴(分慢滴和快滴)、流的定义如下：渗——水从缝隙中缓慢出现，并沿着车身内护面上漫延开去；慢滴——水从缝隙中出现，并以小于等于每分钟30滴的速度离开或沿着车身内护面断续落下；滴——水从缝隙中出现，以大于每分钟30且小于等于每分钟60滴离开或沿着车身内护面断续落下；快滴——水从缝隙中出现，以大于每分钟60滴的速度离开或沿着车身内护面断续落下；流——水从缝隙中出现，离开或沿着车身内护面连续不断地向下流淌。

试验条件：1. 淋雨试验时，气温应在5℃～35℃，气压应在99～102kPa范围内。

在室外淋雨试验台上进行试验应选择晴天或阴天，并且风速不超过1.5m／s。

2. 淋雨试验时，对不设行李舱(箱)的客车规定的车体受雨部位及降雨强度见表1.1；对设行李舱(箱)的客车规定的车体受雨部位及其降雨强度见表1.2。

表1.1 不设行李舱(箱)的客车规定的车体受雨部位及降雨强度表1.2 设行李舱(箱)的客车规定的车体受雨部位及其降雨强度3. 喷嘴的喷射压力为69～147kPa。

4. 淋雨时间为15 min。

5. 前、后部喷嘴的轴线与客车基准Y平面平行，与铅垂方向的夹角为30°～45°，喷嘴朝向车体。

侧面喷嘴的轴线与客车基准X平面平行，与铅垂方向的夹角为30°～45°，喷嘴朝向车体。

顶部喷嘴的轴线与客车基准Z平面垂直，喷嘴朝向车体。

底部喷嘴位于客车基准Y平面两侧，其轴线与客车基准X平面平行，与铅垂方向的夹角为30°～45°，喷嘴上仰朝向另一侧车体。

6. 底部喷嘴与地板下表面距离为300～700 mm，其余部位喷嘴与车体外表面距离为500～1300mm。

7. 喷嘴布置应保证规定的车体外表面都被人工雨均匀覆盖，不存在死区。

试验步骤：1.将试验车停放在淋雨场地内指定位置。

2.观察记录员进入车厢，然后关闭全部门、窗及孔口盖。

3.启动淋雨设备，待进入稳定工作状态时即为试验开始，5min后开始观察车厢渗漏水情况，并填入表1.3。

4.达到规定淋雨时间后关闭淋雨设备，结束试验。

表1.3 淋雨试验表格具体的评价方法是采用扣分制，每辆受试客车的初始分值为100分，减去全部所扣分值即是实得分值，如出现负数，仍按零分计。

标准GB/T12480-90规定了防雨密封性限值，一级车不少于90分，二级车不少于80分，而少于80分或出现"流"状况则评为三级车。

1.5 项目研究的主要内容汽车防雨密封性试验主要有硬件、软件与管理系统三个部分组成，每个部分在此项研究中都有至关重要的作用，而且互相之间是不可分割。

本文主要研究基于AVR单片机的汽车防雨密封性试验软件系统。

该系统主要利用超声波的传播特性,将超声波发生器作为信号源置于车厢内,车厢外部的检测装置接收到从车厢内泄漏的超声波信号,再经过单片机分析处理后即可作为评定汽车密封性的依据。

选用AVR单片机来进行主要软件设计，最后结合硬件设计一起完成汽车防雨密封检测的研究。

1.6 研究途径及方法通过资料查找、系统需求分析、系统总体设计、配合软件调试、资料整理等步骤来完成本项目。

鉴于时间和实验条件的限制，此次的汽车防雨密封性检测管理系统只能完成设计工作。

第二章基于AVR单片机的测试软件介绍系统软件由上位机软件和下位机软件组成，这里只介绍以A VR单片机为控制核心的测试仪的下位机软件结构。

下位机软件协调控制系统各个硬件组成部分的工作，主要完成单片机内部初始化，产生AD转换时序并且完成数据采集、数据处理及显示、与上位机通信等功能。

图2.1是系统软件的总体框图。

图2.1 系统软件框图2.1 A/D转换当AD7822的V ref引脚接外部基准电压时，有1us的上电时间。

AD7822的V dd 引脚第一次连接电源时，芯片首先进入低电流操作模式即掉电模式[46]。

此时要确保引脚电位不发生波动（已由硬件电路实现），否则芯片可能进入未知状态。

在进行A/D转换之前，AD7822必须进入上电模式，因此单片机在完成系统初始化后，由软件实现AD7822从掉电模式到上电模式的转换，为A/D转换做好准备。

图2.2为AD7822的上电时序图。

图2.2 AD7822上电时序图AD7822具有8位宽度的并行数据口，在的下降沿将触发A/D转换，当转换完成后，引脚为低电平状态，由于该引脚与低电平有效的读引脚连接在一起，因此数据线上的有效数据随即被单片机读取。

A/D转换时序如图2.3所示。

图2.3 A/D转换时序图2.2数据处理超声波接收器的输出为40KHz的正玄波信号，周期为25us，单片机控制AD7822在输入信号的一个周期内连续采集25个样本点，通过求平均值算法取这25个样本点的平均值作为有效数据。

单片机将该数据送LED显示输出，作为单机测试时校准数据使用，数据校准后即可通过串口送至上位机的测试系统。

2.3数据通信单片机与上位机的数据通信采用3线简易RS-232半双工方式，波特率为9600b/s，通信格式采用8位数据位、无校验位、1位停止位。

在通信前，USART 接口必须首先进行初始化。

初始化过程通常包括波特率的设定、数据帧结构的设定和根据需要的接收器或发送器的使能。

对于中断驱动的USART操作，在初始化时，全局中断允许位应该先清零（全局中断屏蔽），然后再进行USART的初始化。