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基于CAN总线的轿车车窗智能控制系统设计

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来源: 作者: 2018-10-26 13:20:46

基于CAN总线的轿车车窗智能控制系统设计

导读:

本文设计了基于can总线的轿车车窗智能控制系统,节点单元以p8xc591单片机为核心,将车窗电机和电子控制部件连入系统中,采用can总线进行数据之间的传输、共享和查询,达到分布式控制的目的。

1 引言   can总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信络,以其高性能和高可靠性在自动控制领域得到了广泛的应用。目前在国外中高档轿车已普遍应用了汽车总线络技术,在国产汽车中采用can总线技术已经取得了一定进展,但受制于技术和成本等问题的限制,整体水平比较落后。作为目前最具应用潜力的车载现场总线,can总线技术可为我国汽车产业升级、进一步降低成本,扩大市场占用率提供支持。   现在各中高档轿车都安装了电动车窗,按下按钮就可以控制车窗玻璃的升降。如果车窗没有智能,司机在没有注意到乘客的手或物体伸出窗口,就容易被上升的玻璃夹伤。为了安全起见,现在很多乘用车都采用了电动防夹车窗。在国外,电动防夹车窗已作为强制性标准应用在汽车上。与此同时,司乘人员面对防抢防盗和遇难脱险等意外事故时必须对车窗实行强制开启或关闭。   本文是在贵州省科技厅工业攻关项目汽车电动车窗can总线控制系统的开发(黔科合gy字[2008]3032)资助下,充分研究了有关can总线在汽车电子系统中的应用和电动车窗防夹方案,提出了一种基于can总线的轿车车窗智能控制系统的研究方案,可以实现车窗在正常工作模式下具有防夹控制功能和紧急情况下(异常工作模式)快速升降车窗控制功能,使在整车环境下车窗的控制管理更趋向智能化和人性化,提高汽车电子的安全性、灵活性和可靠性。 2 系统功能结构   2.1 can总线通信实现原理   can总线属于多路复用总线的一种,最早是由德国bosch公司研制的主要用于汽车电器系统控制的总线规范。它采用非破坏总线仲裁技术,多种方式工作,直接通信距离最远可达10km,通信速率最高可达1mbps,帧消息采用crc校验和其他检错措施,具有自动关闭错误严重的节点功能。can节点通过报文的标识符滤波实现数据传输,有不同的优先级满足不同的实时要求,节点数取决于总线驱动电路,通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤,选择灵活。报文采用短帧结构,传输时间短,受干扰概率低,保证数据出错率极低。 汽车络系统中的总线以报文为单位进行数据传输,节点对总线的访问采用位仲裁方式。报文起始发送节点标识符分为功能标识符(如远程开窗命令)和地址标识符(如控制单元节点地址)。 can总线系统共有两种类型的节点:不带微控制器的非智能节点和带微控制器的智能节点。本系统采用智能节点设计,轿车车窗按can总线结构和电器元件在汽车中的物理位置划分为左前、右前、左后和右后四个节点单元,其中左前节点为主控制单元,除负责本地(左前)车窗的升降,还可以远程控制其他车窗的动作。各节点采用独立的带can功能的微控制器进行设计,其can络结构如下图1所示。 图1 can总线络结构

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