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主頁(yè) > 企 業(yè) 博 客 > 多點(diǎn)互動(dòng)新能源汽車實(shí)訓(xùn)臺(tái)的設(shè)計(jì)研究

  • 目前,我國(guó)已成為汽車產(chǎn)銷量第一大國(guó),隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重,發(fā)展新能源汽車成為我國(guó)從汽車大國(guó)邁向汽車強(qiáng)國(guó)的必由之路。由于新能源汽車還未普及,維修新能源汽車的后市場(chǎng)不太成熟。對(duì)新能源汽車的檢測(cè)與維修不僅要求實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng),而且更要求電工電子技術(shù)理論好,因此學(xué)習(xí)新能源汽車的檢測(cè)與維修必須理論與實(shí)踐相結(jié)合??v觀市場(chǎng),新能源汽車實(shí)訓(xùn)設(shè)備非常少,而且大部分都采用傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)新能源汽車實(shí)訓(xùn)設(shè)備。這種方法設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備大多都是實(shí)操項(xiàng)目少、互動(dòng)少,學(xué)生不感興趣,利用率低下。為此,本文引入了點(diǎn)觸互動(dòng)和游戲通關(guān)的理念,研究設(shè)計(jì)了一種讓學(xué)生既感興趣又能學(xué)到東西的新能源汽車實(shí)訓(xùn)設(shè)備———新型多點(diǎn)互動(dòng)新能源汽車實(shí)訓(xùn)臺(tái)。
    1 點(diǎn)觸互動(dòng)的功能原理
    本文設(shè)計(jì)的新能源汽車實(shí)訓(xùn)臺(tái)基于點(diǎn)觸互動(dòng)和游戲通關(guān)理念,它由大屏幕觸摸電腦一體機(jī)、汽車總成和點(diǎn)觸互動(dòng)工具三部分組成,并安裝到實(shí)訓(xùn)臺(tái)架上。其功能原理如下:
    (1)當(dāng)用點(diǎn)觸工具在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上各總成點(diǎn)觸時(shí),可識(shí)別到該總成,隨后使用wifi技術(shù)將相關(guān)信息傳回到大屏幕電腦一體機(jī),大屏幕上的軟件主界面隨即彈出顯示框,顯示對(duì)應(yīng)總成的圖片、視頻、文字說(shuō)明以及相關(guān)功能等。如果壓下點(diǎn)觸筆的筆尾按鈕點(diǎn)觸總成時(shí),還可在手機(jī)APP上顯示對(duì)應(yīng)總成的圖片、視頻、文字說(shuō)明以及相關(guān)功能等,實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化的汽車技術(shù)實(shí)物互動(dòng)學(xué)習(xí)。進(jìn)一步還可通過(guò)點(diǎn)觸實(shí)物總成選擇相關(guān)項(xiàng)目的自動(dòng)考試題庫(kù)。
    (2)采用點(diǎn)觸互動(dòng)和游戲通關(guān)理念設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件平臺(tái)。通過(guò)點(diǎn)觸實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的檢測(cè)端子即可進(jìn)入已開(kāi)發(fā)好的系統(tǒng)虛擬仿真軟件做檢測(cè)排故(排除故障)。虛擬仿真軟件采用隨機(jī)設(shè)故障的方式讓學(xué)生做故障排除,采用游戲通關(guān)模式,如果排除了虛擬仿真故障即可解鎖更高難度的由wifi無(wú)線斷路器設(shè)置的真車故障。真車故障設(shè)置軟件同樣采用類似游戲通關(guān)的模式,先簡(jiǎn)后繁地自動(dòng)設(shè)置故障點(diǎn)。游戲通關(guān)是學(xué)生最熟悉和喜歡的模式,按照該模式設(shè)計(jì)的新型多點(diǎn)互動(dòng)實(shí)訓(xùn)臺(tái)一定可激發(fā)學(xué)生實(shí)操學(xué)習(xí)的好奇心、好勝心。游戲通關(guān)理念的核心思想就是通過(guò)先進(jìn)行軟件仿真排故后做硬件真車排故,先進(jìn)行簡(jiǎn)單排故后完成復(fù)雜綜合排故,循序漸進(jìn)地實(shí)操學(xué)習(xí)新能源汽車的檢測(cè)與維修。
    2 新能源汽車實(shí)訓(xùn)臺(tái)軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)
    軟件平臺(tái)要求獨(dú)占運(yùn)行(即電腦啟動(dòng)后自動(dòng)運(yùn)行軟件,并且不能窗口切換運(yùn)行其他軟件如qq、視頻播放、音頻播放等),屏幕默認(rèn)顯示傳統(tǒng)示教板上的檢測(cè)端子和電路圖。點(diǎn)擊相關(guān)元器件和汽車控制器可以顯示相關(guān)器件的工作原理。新能源汽車實(shí)訓(xùn)臺(tái)軟件界面如圖2所示,圈起來(lái)的部分為熱點(diǎn),點(diǎn)擊M2熱點(diǎn),可以在此電路圖上彈出顯示框,顯示M2(電機(jī))的真實(shí)照片、說(shuō)明、工作原理與視頻等。再次點(diǎn)擊此界面的非熱點(diǎn)區(qū)域,退出上述顯示。如果該部件配備視頻、動(dòng)畫等,需進(jìn)一步點(diǎn)擊才可播放。圖2中圈起來(lái)的電路端子號(hào),如快充口2、7端子,點(diǎn)擊后統(tǒng)一顯示快充接口照片,并指出照片中哪一個(gè)是端子2、哪一個(gè)是端子7以及對(duì)應(yīng)端子的定義和作用。圖2中圈起來(lái)的特殊的線路,點(diǎn)擊顯示其是什么線路,它的作用和正常的電壓等電路參數(shù)。使用點(diǎn)觸筆點(diǎn)觸實(shí)物總成,顯示屏上對(duì)應(yīng)的熱點(diǎn)會(huì)閃爍,同時(shí)彈出顯示窗口,顯示對(duì)應(yīng)部件的說(shuō)明和工作原理與視頻,同時(shí)該部分配備的視頻、動(dòng)畫直接開(kāi)始播放解說(shuō),顯示科技感。
    軟件留有連接仿真排故軟件和真車故障設(shè)置的接口。使用Unity3D軟件制作的電路仿真排故模塊將其私人訂制式改成故障難度等級(jí)制,根據(jù)實(shí)訓(xùn)臺(tái)排故難度和原理設(shè)計(jì)出相應(yīng)的等級(jí),另外也可通過(guò)增加故障點(diǎn)數(shù)來(lái)增加難度等級(jí),最高難度設(shè)置為隨機(jī)3個(gè)故障點(diǎn)(此處不易設(shè)故太難,以防真車排故模塊不能解鎖)。真車故障設(shè)置使用wifi斷路器配置軟硬件,最高難度設(shè)置同樣為隨機(jī)3個(gè)故障點(diǎn)。仿真排故的等級(jí)為:隨機(jī)設(shè)置一個(gè)故障點(diǎn)為1級(jí),隨機(jī)設(shè)置二個(gè)故障點(diǎn)為2級(jí),故障點(diǎn)全設(shè)為3級(jí)。實(shí)訓(xùn)臺(tái)真車排故的等級(jí)設(shè)2級(jí)~6級(jí),按照故障點(diǎn)的難度系數(shù)和數(shù)量設(shè)置,最多設(shè)2個(gè)故障點(diǎn)。要求至少完成仿真排故的等級(jí)1才能做真車排故,真車排故的難度等級(jí)解鎖受仿真排故影響,如仿真排故過(guò)了2級(jí),才可解鎖真車排故的3級(jí)~4級(jí),其5級(jí)~6級(jí)需要達(dá)到仿真排故的3級(jí)才能解鎖。
    3 實(shí)訓(xùn)設(shè)備的硬件設(shè)計(jì)
    新能源汽車實(shí)訓(xùn)臺(tái)硬件包括新能源汽車總成、大屏幕觸摸電腦一體機(jī)和點(diǎn)觸工具三部分。各總成按照汽車真實(shí)的電路連接起來(lái)以實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。在上述連接線路中增加wifi無(wú)線斷路器,用以設(shè)置真車硬件斷路、虛接的故障。在各新能源汽車總成上粘貼含有隱形碼的標(biāo)簽,該標(biāo)簽包括印刷有該總成的真實(shí)名稱及在名稱下隱藏的該總成對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)隱形碼。
    點(diǎn)觸工具由微型攝像頭、微控制器(MCU)、光學(xué)辨別模塊(OID)、wifi模塊以及點(diǎn)觸程序組成[4]。點(diǎn)觸工具識(shí)別新能源汽車總成的隱形碼并采用wifi傳輸將識(shí)別的隱形碼標(biāo)識(shí)信息傳回給大屏幕觸摸電腦一體機(jī)。點(diǎn)觸工具的隱形碼由近似等灰度且肉眼難以辨別的點(diǎn)依特定規(guī)則所組成,隱形碼有上萬(wàn)個(gè)不同的碼值,不同的碼值對(duì)應(yīng)不同的特定數(shù)值,新能源汽車的大型總成不超過(guò)1?。埃埃皞€(gè),故采用多對(duì)一的優(yōu)化編碼方式可提高觸感速度,使用戶的體驗(yàn)感更強(qiáng)。隱形碼的光學(xué)辨別技術(shù)搭起了實(shí)訓(xùn)臺(tái)實(shí)物設(shè)備與實(shí)訓(xùn)軟件系統(tǒng)之間的橋梁,它最大的特點(diǎn)是微小化的底碼不僅具有保密與低視覺(jué)干擾特性,更能隱藏在印刷品的彩色圖案之下。
    微型攝像頭抓拍實(shí)訓(xùn)臺(tái)上標(biāo)簽的隱形碼,隨后微控制器MCU會(huì)判斷圖像清晰度是否合適,如果合適,進(jìn)行硬件電路解碼并查找對(duì)應(yīng)的隱形碼的碼值索引。該索引隨后會(huì)進(jìn)行兩路處理:①點(diǎn)觸工具上的微控制器將碼值通過(guò)通訊接口傳送給解碼電路,該解碼電路根據(jù)碼值將儲(chǔ)存在點(diǎn)觸工具儲(chǔ)存器中相應(yīng)的語(yǔ)音文件通過(guò)發(fā)音設(shè)備發(fā)出,點(diǎn)觸工具語(yǔ)音播報(bào)實(shí)訓(xùn)臺(tái)總成的名稱;②經(jīng)wifi無(wú)線傳輸,送給大屏幕觸摸電腦一體機(jī),電腦一體機(jī)中的點(diǎn)觸程序接收到碼值索引并提取數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的編碼信息,隨后程序根據(jù)編碼信息顯示實(shí)訓(xùn)臺(tái)對(duì)應(yīng)的顯示內(nèi)容和語(yǔ)音解說(shuō)[5]。如此,我們拿一只無(wú)線點(diǎn)觸工具即可隨意與新能源汽車各個(gè)總成進(jìn)行互動(dòng)和學(xué)習(xí)。    次采用大屏觸摸顯示器替代傳統(tǒng)的繪圖示教板,將更多的課程教學(xué)資源引入到實(shí)訓(xùn)臺(tái)的操作項(xiàng)目中,使學(xué)生不用在實(shí)操的時(shí)候翻維修手冊(cè)、查紙質(zhì)技術(shù)資料。
    其次,該實(shí)訓(xùn)臺(tái)引入了多點(diǎn)互動(dòng)的理念,使用了隱形碼技術(shù)和觸感工具技術(shù),當(dāng)學(xué)生在用點(diǎn)觸工具點(diǎn)觸新能源汽車總成時(shí),在屏幕上可直接顯示對(duì)應(yīng)總成的圖片、說(shuō)明和相關(guān)功能,如果是系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備存在的實(shí)操互動(dòng)少、學(xué)生不感興趣、利用率低下等問(wèn)題。另外,本研究引入了游戲通關(guān)的理念開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng),采用系統(tǒng)隨機(jī)設(shè)故障的方式讓學(xué)生先模擬排除仿真故障以解鎖更高難度真車故障。