摘 要

汽车行业发展至今已经改变了人们的生活方式，节省时间,提高工作效率,给人类提供了很大的便利。高档舒适的汽车座椅已成为衡量汽车先进智能性与质量好坏的标准之一。普通的汽车座椅性能的测试很难实现稳定的参数监控和调节，而且价格昂贵，缺乏稳定性。

本文通过对国内外现有的汽车座椅性能的测试进行综合分析后，在本次设计中，LabVIEW 2017作为软件平台，单片机和传感器作为其硬件组合在一起。本设计的主要元器件为STM32F103RCT6单片机、KTR微型自恢复式直线位移传感器模块、电阻应变式压力传感器模块，主要软件为LabVIEW 2017。

本设计可以检测到安全带是否绑紧、座椅载人重量和座椅位置三方面内容，并通过上位机显示安全带开闭状态、座椅有无承重和是否超重、最舒适座椅位置数据以及实时位置距离的显示。实现了数据的采集、处理、图像显示等功能。

本次设计的系统具有精度高、可靠性较高、可视化强等特点。可以获得最好的舒适度。该系统还为安全舒适的汽车座椅的设计提供了一些有益的参考。

关键词：汽车座椅；LabVIEW；传感器；单片机

Abstract

The development of the automotive industry has changed people's lifestyles, saving time, improving work efficiency, and providing great convenience to human beings.High-end and comfortable car seats have become one of the criteria for measuring the advanced intelligence and quality of automobiles.It is difficult to achieve stable parameter monitoring and adjustment for ordinary car seat performance tests, and it is expensive and lacks stability.

After comprehensive analysis of the existing car seat performance tests at home and abroad, LabVIEW 2017 is used as a software platform, and the microcontroller and sensor are combined as their hardware.The main component of this design is STM32F103RCT6 microcontroller,Ktr miniature self-restoring linear displacement sensorModule, resistance strain gauge pressure sensor module, the main software is LabVIEW 2017.

This design can detect whether the seat belt is tightly tied, the seat manned weight and the seat position. It also shows the seat belt opening and closing state, whether the seat is under load and whether it is overweight, and the most comfortable seat position data. And display of real-time position distance.It realizes functions such as data acquisition, processing, and image display.

The system designed this time has the characteristics of high precision, high reliability and strong visualization.Get the best comfort.The system also provides some useful references for the design of safe and comfortable car seats.

Key words: car seat; LabVIEW; sensor; single chip microcomputer

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3 课题研究内容 2

1.4 课题研究章节安排 3

第2章 汽车座椅性能测试的总体设计 4

2.1 需求分析和功能设计 4

2.2 部分元器件选择 4

2.2.1 微处理器的选择 5

2.2.2 位移传感器的选择 6

2.2.3 压力传感器的选择 7

2.3 系统结构设计 9

第3章 汽车座椅性能测试的硬件设计 11

3.1 微处理器STM32F103RCT6 11

3.2 KTR微型自恢复式直线位移传感器 13

3.3 电阻应变式压力传感器 14

3.4 硬件成本核算 15

第4章 汽车座椅性能测试的软件设计 16

4.1 LabVIEW软件简介及界面总览 16

4.2 传输处理 18

4.3 存储查询 19

4.4 控制显示 19

第5章 汽车座椅性能测试功能演示 21

5.1 整体设计 21

5.2 座椅压力测试 22

5.3 座椅位置测试 23

5.4 座椅安全带测试 24

第6章 总结和展望 26

6.1 总结 26

6.2 展望 26

参考文献 27

致谢 28

附录A 单片机核心代码 29

附录B 下位机核心电路图 29

附录C 上位机LabVIEW程序框图 29

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

汽车的重要组成之一是汽车座椅。其主要功能是对驾驶员和乘客的身体进行支撑，减少车速和路况对于身体的冲击，形成良好的行车体验。随着生活水平的提高和汽车行业的快速发展，对汽车舒适性的需求越来越高。汽车座椅是汽车最重要的配件之一，高档舒适的汽车座椅已成为衡量汽车先进智能性与质量好坏的标准之一。对于汽车座椅合格的检测也更加严格，相关的生产商也提出了更加严格的参数检测标准。汽车座椅组装完成之后需要在实时座椅监测平台进行测试，需要严格达到具体标准才能批准合格，所以这关乎汽车整体使用舒适性，因此所用到的检测平台对于座椅质量有着重大的意义。同时，对汽车座椅综合性能参数检测制定一个标准集，包括安全带是否绑紧、实时显示座椅载人重量和调整座椅位置三方面内容，对于座椅整体性能来说，具有较高的工程参考价值。

1.2 国内外发展现状

汽车方便了人们的生活，加上人们生活水平和消费能力的提升，汽车部件也得到了迅猛的增长。汽车成本的5%左右将用于汽车座椅的生产，在汽车零部件中是非常重要的占比。因而在此研究汽车座椅，讨论其发展是非常有必要的。汽车座椅是提供乘员乘坐，与车辆构为一体的乘坐设施。汽车座椅的组成包括外饰材料和座椅金属零部件，具体有座椅骨架、滑轨、调角器、升降器、弹簧以及坐垫前倾角调节器，坐垫、靠背等座椅外饰材料主要由发泡和织物材料等构成。由于汽车座椅是以人体工程学为基础，起着支承、定位和保护等功能，是汽车上的重要功能件，其设计的优劣直接影响到乘坐的安全性和舒适性，在整车整体安全技术中占有重要地位。核心部件需要达到很高的制造精度和较高的强度，制造难度较大。

汽车座椅的发展史：具有标志意义的早期的汽车座椅奔驰一号脱胎于马车，开放式车厢，简单的摇柄来控制行车方向，而木质的椅子加上软垫就形成的初代的汽车座椅。为了提高座椅稳定性，行车时不颠簸，人们想到了用弹簧加以填充物，配上精致外层皮革即沙发形成了第二代的汽车座椅样貌。1911年，美国雪佛兰研发出一种左右贯通的座椅Classic six，这款经典的汽车座椅也成了之后几十年汽车座椅的设计范例。考虑到车辆转弯时身体会左右摇摆不定，影响舒适性，1963年阿斯顿·马丁D85座椅解决这一问题。后来汽车座椅的发展随着路况和地域等的差别情况各异，但总体上看仍主要追求舒适性和安全性。时至今日，智能化无人驾驶技术得到快速发展，汽车座椅的智能化也将配置更多的前沿技术。