汽车CAN网络蓝牙无线传输信号测量系统
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1 引言
随着汽车电子的发展,汽车内电子产品越来越多,汽车发动机、底盘和车身等电控系统中的电控单元数量不断增加,同时它们之间的通信也越来越重要。在汽车内利用网络技术,可大大提高系统之间信息传递的可靠性,同时可大大减少汽车线束的数量,降低汽车电气系统的成本。近年来,CAN系统在汽车内的应用越来越广泛。CAN(ControllerAreaNetwork)是控制局域网的简称,最早由德国BOSCH公司推出,用于汽车内部测量与执行部件的数据通信。由于其高性能、高可靠性、实时性好和独特的设计,已广泛的应用于控制系统的各检测和执行机构之间的数据通信。CAN总线符合ISO11898标准,最大传输速率可达1Mbps,最大传输距离为10km,传输介质可为双绞线。本文提出并实现了一种利用单片机组成CAN系统,利用蓝牙无线传输技术对汽车运行数据进行采集与处理的方法。
在汽车运行过程中,车载射频装置如汽车立体声系统、GPS导航设备、卫星数字音频无线电业务(SDARS)装置、GSM无线电收发器以及其它电器设备均可能造成干扰或受到干扰,这些射频干扰信号会对汽车无线系统的数据流造成不良影响。如果应用传统的无线数据传输技术,传输的数据的速率和准确率都不能很高,从而不能实现快速、准确地进行数据的传输,而把蓝牙无线传输技术用在汽车上可以很好地解决这个问题。
本文所用蓝牙模块采用英国CSR公司的BC417芯片,并与SST公司的8M的FLASH芯片39VF800A构成了模块。
图1 蓝牙模块原理图
此模块的主要特点如下:
1)采用CSR主流蓝牙芯片,符合蓝牙V210标准。
2)串口模块上底板带有RS232接口和TTL接口,任选一种接口使用,使用313~5V电源。串口对用户而言是透明的。
3)蓝牙芯片采用向前纠错编码,通信效率高,自动跳频,抗干扰能力强。
4)波特率为1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200,230400,460800,921600,1382400,可在程序中根据实际需要设置。
5)休眠电流:小于1MA,工作电流:40MA。
2 系统硬件结构原理图
本文利用MICROCHIP公司的内嵌CAN控制器的18F4580芯片与CAN收发器芯片MCP2515构成CAN网络系统,并用18F4580芯片自带的10位AD传感器实现了对汽车发动机节气门位置信号的测量,同时利用智能数字传感器DS18B20对发动机的水温信号进行测量。利用蓝牙模块把测量的信号无线传给上位机,利用VC++编写数据接收与处理的程序实现数据的实时显示与存储,并可显示数据值随时间的变化关系曲线图,测量结果直观。系统的硬件原理图如图2所示。
图2 测量系统原理图