基于嵌入式技術(shù)和CAN總線的車輛配電系統(tǒng)

嵌入式配電管理端的軟件主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)的讀取和設(shè)定、人機(jī)交互功能、用電設(shè)備的監(jiān)控功能、CAN、LIN通信數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋ＴO(shè)備參數(shù)的讀取和設(shè)定功能提供了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備參數(shù)的修改，也可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端來修改。但是遠(yuǎn)程監(jiān)控終端必須通過許可認(rèn)證。認(rèn)證的信息和設(shè)備參數(shù)保存在鐵電FLASH存儲(chǔ)器中，以便系統(tǒng)掉電后用戶許可的信息不丟失。人機(jī)交互功能提供給用戶監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。該系統(tǒng)采用了4×4鍵盤、觸摸屏和LCD顯示作為系統(tǒng)信息的輸入和輸出接口，為用戶提供非常友好的圖形用戶界面。用戶可以通過人機(jī)交互接口對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行操作。
2．2．2 雙CAN冗余實(shí)現(xiàn)的機(jī)制和原理
為了保證整車電氣系統(tǒng)的數(shù)字化管理的穩(wěn)定性和可靠性，在配電系統(tǒng)的對(duì)外通信接口采用性能穩(wěn)定、工作可靠的CAN總線，同時(shí)，為了保證整車電氣系統(tǒng)通信的可靠性和異常的處理，配電系統(tǒng)采用雙冗余CAN總線。雙CAN冗余通信流程圖如圖4所示。

CAN總線通信程序包括數(shù)據(jù)傳輸和總線管理兩個(gè)功能塊。數(shù)據(jù)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)的功能包括CAN初始化、CAN濾波的設(shè)計(jì)、CAN報(bào)文發(fā)送和CAN報(bào)文接收。
總線管理功能塊實(shí)現(xiàn)的功能主要是總線檢測(cè)，判斷CAN是否存在故障，若有故障，則進(jìn)入另一路總線檢測(cè)；若冗余總線良好，則采用冗余總線通信。
CAN的通信數(shù)據(jù)分為命令數(shù)據(jù)的接收、命令的響應(yīng)以及故障狀態(tài)的自動(dòng)上報(bào)。
命令數(shù)據(jù)的接收和處理主要接收車輛其他管理終端的命令，執(zhí)行用電設(shè)備的綜合管理。同時(shí)，配電管理器響應(yīng)其他管理終端的執(zhí)行結(jié)果和用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在配電管理器檢測(cè)到用電設(shè)備故障時(shí)，自動(dòng)上報(bào)給其他管理終端，以便實(shí)現(xiàn)車輛配電的綜合管理和數(shù)字化。同時(shí)可以設(shè)定用電設(shè)備的優(yōu)先級(jí)，配電管理器按照設(shè)定的優(yōu)先級(jí)合理控制用電設(shè)備。
在向其他管理終端發(fā)送報(bào)文時(shí)，按CAN協(xié)議格式將報(bào)文內(nèi)容填入CAN發(fā)送緩沖區(qū)，啟動(dòng)發(fā)送命令，將報(bào)文發(fā)送出去。如果不能成功發(fā)送，則進(jìn)行總線故障處理，等待超時(shí)后自動(dòng)調(diào)用冗余通道，用冗余通道來發(fā)送。如果冗余通道也出現(xiàn)故障，則進(jìn)人故障處理，故障報(bào)警并退出。

3 結(jié) 語
該智能配電系統(tǒng)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)車輛配電系統(tǒng)的不足，利用嵌入式技術(shù)和雙CAN冗余和LIN總線，同時(shí)結(jié)合LCD控制器和觸摸屏為用戶提供了友好的圖形用戶接口，利用μC／OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)對(duì)任務(wù)進(jìn)行合理的調(diào)度，實(shí)現(xiàn)整車配電系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化，產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用在特種車輛上，運(yùn)行結(jié)果證明其性能穩(wěn)定、可靠。