摘 要

进入21世纪以来，城市噪声问题已经成为困扰人类的巨大问题，而在城市噪声中，轮胎噪声成为了主要噪声源，严重影响了人们的身心健康和日常生活。进行轮胎噪声测试实验，来研究如何降低轮胎噪声的问题迫在眉睫。本次毕业设计按照ISO 11819-2试验标准就辅助使用近场测量方法进行轮胎噪声测试，设计了一个多参量测量系统，来测量轮胎噪声测试时的车速、温度和风速三种物理量，来辅助进行噪声的修正。该系统的下位机基于STM32单片机来设计，配合传感器来测量三种参量，上位机基于labview软件编写，实现测量数据显示、保存记录和历史查询功能。文章详细给出了系统的软硬件介绍和具体的测试过程与结果。

关键词：轮胎噪声，传感器，单片机，数据采集，LabView

Abstract

Since the 21st century, the urban noise has become a huge problem that puzzles human beings. In the urban noise, tire noise has become the main noise source, which seriously affects people's physical and mental health and daily life. It is urgent to carry out tire noise test experiments to study how to reduce tire noise. According to the ISO 11819-2 test standard, this graduation project uses the near-field measurement method to test the tire noise, and designs a multi environmental parameter measurement system to measure the three environmental parameters of vehicle speed, temperature and wind speed during the tire noise test, so as to assist in the noise correction. The lower computer of the system is designed based on STM32 single-chip microcomputer, with sensors to measure environmental parameters, and the upper computer is programmed based on LabVIEW software to realize the functions of measuring data display, saving records and history query. In this paper, the software and hardware of the system are introduced in detail, as well as the specific test process and results.

Key words: power frequency; phase; wireless; microcontroller; phase-locked loop

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题研究意义 1

1.2研究背景介绍 1

第二章 系统整体设计方案 3

2.1整体设计方案 3

2.2车速测量方案 3

2.3温度测量方案 4

2.4风速测量方案 4

2.5单片机芯片选择 5

第三章 系统硬件电路设计 6

3.1单片机STM32F103芯片介绍 6

3.2单片机最小系统设计 7

3.3车速测量电路 8

3.3.1霍尔带编码器电机介绍 9

3.3.2直流电机驱动模块介绍 10

3.3.3按键电路 11

3.4温度测量电路 11

3.4.1GY906非接触式测温模组介绍 12

3.5风速测量电路 13

3.5.1风速传感器介绍 13

3.6显示电路 15

3.6.1 OLED12864屏幕介绍 16

3.7串口通信电路 17

第四章 单片机程序设计 18

4.1主程序设计 18

4.2车速采集程序设计 18

4.3温度采集程序设计 19

4.4风速采集程序设计 21

第五章 上位机软件程序设计 22

5.1LabView程序面板设计 22

5.1.1串口采集部分 22

5.1.2数据显示和保存部分 22

5.1.3历史查询部分 23

5.2LabView前面板设计 24

5.2.1实时界面设计 24

5.2.2历史界面设计 25

第六章 系统搭建与测试 26

6.1实物展示 26

6.2系统测试 26

6.2.1数据显示和保存功能测试 27

6.2.2历史查询功能测试 28

第七章 总结 29

参考文献 30

附录一 原理图 31

附录二 程序 32

附录三 元件清单 35

致谢 36

第一章 绪论

1.1课题研究意义

人类要想在这个世界中生存，声音是不可或缺的。 声音作为信息交流的媒介，使得人类与人类的之间交流更加便利，让我们的生活加倍缤纷，可是如果声音超过了人类的听觉舒适区， 听起来让人感到不适，使人烦躁，损害我们的身心健康时，它便成了噪声。

根据噪声对我们的损害程度，大致上可以分成为两大类:高强度噪声，这类噪声能够导致耳聋和引起很多疾病; 一般强度噪声，而这类噪声能够对我们的正常生活产生影响，干扰我们的思维，让我们产生焦虑感，影响人和人之间正常的交流。如果长期处于噪声中，还会对我们的许多身体部分造成伤害，比如中枢神系统和内分泌系统。生活在噪声中，他们往往由于每天的休息而虚弱，因为噪音也会给日常活动带来很大的干扰，比如当他们在60~70db的噪音水平时，打电话就变得越来越困难，而超过70db时的电话交流就成了无稽之谈，超过85dB，就完全无法使用电话。

在现在的社会，因为城市设施的不断增多，我们的耳朵里每天都充满着道路运输、工厂生产和设施建设所产生的噪声，而在商场等购物场所、篮球场等体育场所和酒吧、网吧等娱乐场所，这些噪声还会更大，影响着与其无关的人们的生活。事实上，现代人生活的城市的周围都充满了噪声，噪声已经无处不在。而在众多的噪声研究中，研究城市环境噪声具有十分重大的意义。

目前我们的生活水平在不断提高，中国的汽车购买量每天增加400多辆。各类机动车在给人类带来舒适的同时，也在道路上行驶，不断地在人们周围产生大量的噪声，损害我们的健康，干扰人们的生活。现在减少交通噪声（约75%的城市环境噪声），特别是道路噪声（约80%的交通噪声）已经变成了减少城市噪声最需要完成的工作。目前研究结果显示，当小型车的行驶速度大于60km/h时，轮胎噪声开始成为了最主要的噪声源头，解决轮胎噪声问题刻不容缓。1980年左右，欧盟投入大量资金，开始了轮胎与路面相互作用的研究项目，目的只是为了减少轮胎噪声及它所造成的损失，所以现在研究轮胎/路面噪声的测试方法对于减少噪声具有重要意义，提高居民生活质量和身心健康已经刻不容缓。

本次毕业设计旨在设计一个多参量测量系统，来测量进行噪声测量工作时汽车行驶速度、温度及风速等三种物理量，然后将数据传送至上位机LabView进行显示和记录，为轮胎噪声测试的分析工作提供数据支持。

1.2研究背景介绍

外国测试水平处于噪声测试的前沿。从二十世纪初，他们开始研究轮胎噪声，但是因为当时的技术水平，而这些研究仅限于简单的噪声测试。