在汽车监控系统中can总线有哪些应用?
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现代电子技术的正处于一个飞速发展的时代,随着现代汽车整体性能的逐渐完善,单片机和集成电路不再是家电等电器产品的专属,也正愈来愈广泛的被在应用现代汽车上,电子控制单元部件及各种传感器数量在现代汽车的装配也越来越多。为方便这些电子兀件的信息通讯,汽车局域网络的概念就应运而生了。总线应用技术的研发对我国汽车工业发展意义非常重大。因为我国的汽车总线技术处于相对处于比较落后的阶段,釆用汽车总线设计的汽车还没有达到普及的状态。
车辆在运行的过程中,由于部件本身的存在的缺欠或使用过程的问题,不可避免的会产生故障。现代汽车与传统的汽车相比,复杂程度不可同日而语,尤其是针对汽车电子控制部分故障的检测与维修,依靠传动检测手段是很难快捷的解决故障问题。汽车电控单元的自检与预警功能越显重要。当车辆的控制系统出现故障时,通过预警系统会以故障灯报警和故障代码显示的方式显现出来。通过专用的检测仪器开展人机对话,快速发现车辆的故障原因。这些都要依赖于系统在现代车辆的应用。
系统功能及硬件实现
此系统除了常规系统提供的功能之外,还具有模块优先级可调(ID可调)、报警限值可调、报警历史数据的保存等功能。工作现场由多个模拟仪表和一些开关信号组成,每一个仪表配一块数据采集板,开关量的采集由一个和模拟量采集板相似的单独模块完成。下位机采用ATMEL公司的AT89C51微型单片机,主要做通信数据的采集、简单判断和数据发送的准备工作;通信部分由总线控制器SJA1000及其配套的驱动器PCA82C250构成,它们可以完成数据链路层和物理层的所有工作;另有上位工控机,带有5M字节的闪存E2PROM,能提供10万次擦除和10年的数据保存期,用以存储各个采集模块报警前、后1min的数据,机车每个运行周期结束后,就将E2PROM中的数据导出,以备日后的性能分析;监控报警模块,用来进行数据的实时显示及报警,为了防止上位机出现瓶颈现象,各模块的报警任务分散给下位机完成,向上位机发送数据只需将报警标志位置复位即可;总线终端接100Ω~120Ω电阻以抑制信号反射,保证通信可靠性。双绞线连接各个模块节点,形成多主控制的局域网。
上位/下位机的数据通讯
SJA1000支持CAN2.0B规范协议,且有2种工作方式:BasicCAN和PeliCAN,本系统采用BasicCAN。各AT89C51单片机每隔0.05s主动给上位机发送一次数据,下位机的CPU相对上位机来说不太忙,因此,为了防止外部干扰信号引起错误报警,下位机发送数据之前对数据进行数字滤波:0.05s分为5次采集,取其平均值发送,这样就可以避免对瞬间高频干扰信号的误报警。而上位工控机发给下位机的数据一般都是针对某个下位机的命令,下位单片机接收数据是用外部中断INT0完成的。上位机时刻监听所有下位单片机,下位机也时时监听上位机,接收发给自己的命令。
下位机在发送数据时,先从寄存器读入限值,判断是否超限,如超限,ID10置0,否则置1。然后在ID9~ID3填入本模块的ID号,将发送命令位置位,之后单片机就不参与此次数据发送进程了,其他工作就由SJA1000和PCA82C250完成。由于ID也可以决定数据的优先级,单片机复位时总是先从P2口上读入外部8位拨动开关作为ID,这样,各个模块的优先级就可以人为改变,增强了系统的灵活性。
车载监控终端是作为一个智能节点挂在总线上,能够对总线节点上通讯信息实现监听和采集功能。如果再能够结合语音系统、无线通信及卫星定位系统,还可以实现车载导航、数据上传和故障远程预警的功能。电动车动力系统的部件都有自己的控制器,为分布式分层控制提供了基础。分布式分层控制可以实现控制系统的拓扑分离和功能分离。拓扑分离使得无力结构上各个子系统控制系统分部在不同的位置上,从而减少了电磁千扰,功能分离使得各个子系统部件完成相对独立的功能,从而可以减少子不见得相互影响并提高了容错能力。