當(dāng)前位置:首頁(yè) > 通信技術(shù) > 通信技術(shù)
[導(dǎo)讀]1 引言  汽車工作過(guò)程中,對(duì)各系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車運(yùn)行狀態(tài)的分析與故障診斷。用傳統(tǒng)的有線方式連接汽車診斷接口或檢測(cè)傳感器輸出值的方法存在著布線和設(shè)備使用等方面的不方便。如果能把汽

1  引言

  汽車工作過(guò)程中,對(duì)各系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車運(yùn)行狀態(tài)的分析與故障診斷。用傳統(tǒng)的有線方式連接汽車診斷接口或檢測(cè)傳感器輸出值的方法存在著布線和設(shè)備使用等方面的不方便。如果能把汽車各系統(tǒng)中的參數(shù)值無(wú)線、快速、準(zhǔn)確地測(cè)量出來(lái),利用功能強(qiáng)大的微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析和處理將大大方便汽車運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種利用單片機(jī)組成CAN系統(tǒng),利用藍(lán)牙無(wú)線傳輸技術(shù)對(duì)汽車運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與處理的方法。

  隨著汽車電子的發(fā)展,汽車內(nèi)電子產(chǎn)品越來(lái)越多,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)和車身等電控系統(tǒng)中的電控單元數(shù)量不斷增加,同時(shí)它們之間的通信也越來(lái)越重要。在汽車內(nèi)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可大大提高系統(tǒng)之間信息傳遞的可靠性,同時(shí)可大大減少汽車線束的數(shù)量,降低汽車電氣系統(tǒng)的成本。近年來(lái),CAN系統(tǒng)在汽車內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。CAN(ControllerAreaNetwork)是控制局域網(wǎng)的簡(jiǎn)稱,最早由德國(guó)BOSCH公司推出,用于汽車內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件的數(shù)據(jù)通信。由于其高性能、高可靠性、實(shí)時(shí)性好和獨(dú)特的設(shè)計(jì),已廣泛的應(yīng)用于控制系統(tǒng)的各檢測(cè)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)通信。CAN總線符合ISO11898標(biāo)準(zhǔn),最大傳輸速率可達(dá)1Mbps,最大傳輸距離為10km,傳輸介質(zhì)可為雙絞線。它具有如下的一些技術(shù)特性:

  1)多主方式工作,非破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的總線仲裁技術(shù);

  2)采用短幀結(jié)構(gòu),受干擾概率低,每幀信息都有CRC檢驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施;

  3)對(duì)嚴(yán)重錯(cuò)誤具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能,使總線的其他操作不受影響。

  在汽車運(yùn)行過(guò)程中,車載射頻裝置如汽車立體聲系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航設(shè)備、衛(wèi)星數(shù)字音頻無(wú)線電業(yè)務(wù)(SDARS)裝置、GSM無(wú)線電收發(fā)器以及其它電器設(shè)備均可能造成干擾或受到干擾,這些射頻干擾信號(hào)會(huì)對(duì)汽車無(wú)線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流造成不良影響。如果應(yīng)用傳統(tǒng)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的速率和準(zhǔn)確率都不能很高,從而不能實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸,而把藍(lán)牙無(wú)線傳輸技術(shù)用在汽車上可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。

  本文所用藍(lán)牙模塊采用英國(guó)CSR公司的BC417芯片,并與SST公司的8M的FLASH芯片39VF800A構(gòu)成了模塊。

  模塊的硬件圖如圖1所示。

圖1 藍(lán)牙模塊原理圖

  此模塊的主要特點(diǎn)如下:

  1)采用CSR主流藍(lán)牙芯片,符合藍(lán)牙V210標(biāo)準(zhǔn)。

  2)串口模塊上底板帶有RS232接口和TTL接口,任選一種接口使用,使用313~5V電源。串口對(duì)用戶而言是透明的。

  3)藍(lán)牙芯片采用向前糾錯(cuò)編碼,通信效率高,自動(dòng)跳頻,抗干擾能力強(qiáng)。

  4)波特率為1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200,230400,460800,921600,1382400,可在程序中根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置。

  5)休眠電流:小于1MA,工作電流:40MA。

2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理圖

  本文利用MICROCHIP公司的內(nèi)嵌CAN控制器的18F4580芯片與CAN收發(fā)器芯片MCP2515構(gòu)成CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并用18F4580芯片自帶的10位AD傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置信號(hào)的測(cè)量,同時(shí)利用智能數(shù)字傳感器DS18B20對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。利用藍(lán)牙模塊把測(cè)量的信號(hào)無(wú)線傳給上位機(jī),利用VC++編寫(xiě)數(shù)據(jù)接收與處理的程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示與存儲(chǔ),并可顯示數(shù)據(jù)值隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線圖,測(cè)量結(jié)果直觀。系統(tǒng)的硬件原理圖如圖2所示。

圖2 測(cè)量系統(tǒng)原理圖

3 發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門位置信號(hào)與水溫信號(hào)的測(cè)量

  3.1 節(jié)氣門信號(hào)信號(hào)的測(cè)量

  這里測(cè)量的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上節(jié)氣門位置傳感器為一可調(diào)電阻型,節(jié)氣門位置輸出信號(hào)為0~5V的電壓信號(hào),根據(jù)節(jié)氣門的實(shí)際開(kāi)度與輸出電壓的關(guān)系,對(duì)測(cè)量的電壓信號(hào)進(jìn)行標(biāo)定,根據(jù)實(shí)測(cè)的電壓信號(hào)即可換算成節(jié)氣門的開(kāi)度。所以這里用PIC18F4580單片機(jī)內(nèi)嵌的10位AD轉(zhuǎn)換電路完成對(duì)節(jié)氣門位置傳感器輸出電壓的測(cè)量,為提高測(cè)量精度,對(duì)單片機(jī)AD的5V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行了與系統(tǒng)電源隔離穩(wěn)壓處理。

  本系統(tǒng)利用Microchip公司的MPLAB開(kāi)發(fā)環(huán)境嵌入PICC18C程序編譯器,用C程序編寫(xiě)了數(shù)據(jù)采集與CAN數(shù)據(jù)的收發(fā)程序,其中AD轉(zhuǎn)換子程序用匯編語(yǔ)言編寫(xiě),程序兼顧了C程序的模塊化和可維護(hù)性好的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具有了匯編語(yǔ)言高效率的優(yōu)點(diǎn)。

  信號(hào)通過(guò)CAN控制器用擴(kuò)展幀格式發(fā)送到CAN網(wǎng)絡(luò)上。其中數(shù)據(jù)采集與CAN數(shù)據(jù)的發(fā)送子程序如下:

  InitSPI();//SPI接口初始化

  Init_MCP2515();//MCP2515初始化

  ……

  TRISA=0B00000001;//AN0>>>>DCinputDC通道上輸入,打開(kāi)RA0

  ADCON0=0B00000001;//AN0通道,允許ADC工作,

  ADCON1=0B00001110;//除RA0為模擬輸入口外,其他RA口跟RE口均為普通數(shù)字口

  ADCON2=0B10100001;//轉(zhuǎn)換結(jié)果右對(duì)齊,8TAD,1/8FOSC。

  #asm

  ADCON0  EQU  0FC2H

  GO  EQU  001H

  bsf  ADCON0,  GO  //開(kāi)始轉(zhuǎn)換

  ADWAIT:

  btfscADCON0,GO

  gotoADWAIT//等待轉(zhuǎn)換完成

  #endasm

  write_MCP2515(TXB0CTRL,0x03);//設(shè)置為發(fā)送最高優(yōu)先級(jí)

  write_MCP2515(TXB0SIDH,0xFF);//EID28--21

  write_MCP2515(TXB0SIDL,0xEB);//EID20--EID18,擴(kuò)展幀使能,EID17--EID16

  write_MCP2515(TXB0EID8,0xFF);//EID15--EID8

  write_MCP2515(TXB0EID0,0xFF);//EID7--EID0

  write_MCP2515(TXB0DLC,0x02);//發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為8字節(jié)

  write_MCP2515(TXB0D0,ADRESH);//發(fā)送的數(shù)據(jù)

  write_MCP2515(TXB0D1,ADRESL);

  ……

  send_TXB0();//請(qǐng)求發(fā)送

  while((read_MCP2515(TXB0CTRL)&0x08)==0x08);//等待

  發(fā)送完畢

  ……

  3.2 水溫信號(hào)的測(cè)量

  本文中的水溫信號(hào)利用DALLAS公司的DS18B20智能數(shù)字傳感器測(cè)量。DS1820是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn),使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò),為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。測(cè)量溫度范圍為-55℃~+125℃,在-10~+85℃范圍內(nèi),精度為±015℃?,F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量,如:環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。DS1820采集溫度信號(hào)完成后,通過(guò)PIC18F4580芯片接收數(shù)據(jù),并通過(guò)內(nèi)嵌CAN控制器把數(shù)據(jù)以8位二制數(shù)的格式用標(biāo)準(zhǔn)幀格式發(fā)送到CAN總線上。

4 CAN網(wǎng)絡(luò)的傳輸系統(tǒng)

  采集到的信號(hào)通過(guò)PIC18F4580內(nèi)嵌的CAN控制器發(fā)出。這里選用MICROCHIP公司出品的MCP2551CAN收發(fā)器完成網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳遞,在CAN網(wǎng)絡(luò)終端加入阻值為120歐的終端電阻。CAN網(wǎng)絡(luò)接收端的收發(fā)器接收到的信號(hào)后傳遞給另一片PIC18F4580芯片,通過(guò)基內(nèi)部的CAN控制器取出網(wǎng)絡(luò)信號(hào),如果接收到擴(kuò)展幀,則接收到的數(shù)據(jù)為節(jié)氣門的位置信號(hào);接收到標(biāo)準(zhǔn)幀,則接收到的數(shù)據(jù)為水溫信號(hào)。對(duì)信號(hào)處理后以數(shù)據(jù)包的方式通過(guò)基自身的UART口發(fā)給MAX232芯片,把TTL信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成232電平。節(jié)氣門部分的CAN通訊板硬件原理圖如圖3所示。

圖3 節(jié)氣門位置信號(hào)測(cè)量CAN通信板原理圖

5 藍(lán)牙無(wú)線傳輸系統(tǒng)

  MAX232芯片把轉(zhuǎn)換后的信號(hào)傳給由CSR公司的BC417構(gòu)成的藍(lán)牙主(發(fā)射)模塊。BC417藍(lán)牙模塊可以設(shè)定數(shù)據(jù)傳輸速率,在保證發(fā)射信號(hào)的質(zhì)量的情況下,可以盡量采用高速率的傳輸。本文中的傳輸速率為38400bps。另一塊BC417藍(lán)牙芯片構(gòu)成的從(接收)模塊在接收到數(shù)據(jù)信號(hào)后,通過(guò)MAX232芯片轉(zhuǎn)換電平傳給上位機(jī)微機(jī)的串口。

6 上位機(jī)信號(hào)接收處理系統(tǒng)

  上位機(jī)微機(jī)的串口接到信號(hào)后,用VC++開(kāi)發(fā)工具編寫(xiě)了面向?qū)ο蟮某绦驅(qū)?shù)據(jù)包進(jìn)行處理。為了直觀的顯示數(shù)據(jù)的數(shù)值和其隨時(shí)間的變化關(guān)系,本程序可顯示實(shí)際節(jié)氣門位置信號(hào)與水溫的數(shù)值,另可顯示節(jié)氣門位置信號(hào)的變化曲線。上位機(jī)程序的界面如圖4所示。

  本文利用的是SerialPort類來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能,這種方法對(duì)使用者來(lái)說(shuō)只要關(guān)心設(shè)定相關(guān)的通訊參數(shù),而不用關(guān)心封裝的實(shí)現(xiàn)方法,程序的模塊化和維護(hù)性好[5]。在使用中采用串口事件響應(yīng)方式工作。為了更直觀的顯示出數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的曲線,編寫(xiě)了一個(gè)利用封裝的BUTTON類控件實(shí)現(xiàn)的顯示界面。此控件可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)、背景、數(shù)據(jù)的單位與數(shù)據(jù)的更新速度等屬性進(jìn)行設(shè)定,顯示效果良好。

圖4 上位機(jī)界面圖

7 結(jié)論

  該系統(tǒng)運(yùn)行良好,能方便、快速、可靠地實(shí)現(xiàn)汽車運(yùn)行參數(shù)的測(cè)量,為實(shí)現(xiàn)汽車網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的無(wú)線實(shí)時(shí)測(cè)量與汽車故障診斷提供了一個(gè)較好的平臺(tái)。程序運(yùn)行結(jié)果顯示此藍(lán)牙無(wú)線傳輸CAN測(cè)量系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn):

  1)在測(cè)量汽車運(yùn)行參數(shù)時(shí),可利用多個(gè)單片機(jī)構(gòu)成CAN測(cè)量網(wǎng)絡(luò),充分利用了CAN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn):信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)速率快、數(shù)據(jù)可靠性高與系統(tǒng)連接線少等。

  2)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)充分體現(xiàn)了藍(lán)牙系統(tǒng)的高速和藍(lán)牙協(xié)議的高可靠性,理論上數(shù)據(jù)的成功率為100%,實(shí)現(xiàn)了高速和可靠的數(shù)據(jù)傳遞。

  3)在用上位機(jī)測(cè)量汽車運(yùn)行參數(shù)時(shí),在汽車與電腦之間無(wú)需任何線纜的連接,方便測(cè)量系統(tǒng)的組建,降低了系統(tǒng)組建的時(shí)間和成本。

  4)可充分利用上位機(jī)計(jì)算與處理的優(yōu)勢(shì),相比于傳統(tǒng)的汽車檢測(cè)儀器,可實(shí)現(xiàn)功能更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。

 

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開(kāi)發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開(kāi)幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉