基于μCOSⅡ的CAN總線車身控制系統(tǒng)
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由于車身系統(tǒng)線路復(fù)雜，且很多動(dòng)作都存在相互的關(guān)聯(lián)性，必須對(duì)所有關(guān)聯(lián)性作出非常周密的考慮，才能真正實(shí)現(xiàn)汽車車身的全部安全控制功能。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車功能的增強(qiáng)，這種情況將更突出，一方面給電路設(shè)計(jì)人員帶來(lái)困難，同時(shí)又增加成本和給生產(chǎn)、檢修帶來(lái)麻煩，反過(guò)來(lái)又限制汽車工業(yè)的發(fā)展。正是在這種情況下，德國(guó)Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與檢測(cè)儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開(kāi)發(fā)了一種通訊協(xié)議即現(xiàn)場(chǎng)總線CAN。在國(guó)外，尤其在歐洲，CAN網(wǎng)絡(luò)已被廣泛地應(yīng)用在汽車上如BENZ,BMW,PORSCHE等車，而在國(guó)內(nèi)CAN在汽車上的研究才剛起步。
μCOSⅡ操作系統(tǒng)平臺(tái)一方面具有足夠的安全性與穩(wěn)定性，已得到美國(guó)聯(lián)邦航空管理局對(duì)用于商用飛機(jī)的，符合RTCA DO—178部標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證；另一方面它的多任務(wù)運(yùn)行使CPU的利用率達(dá)到最高，并使應(yīng)用程序模塊化，不僅使程序開(kāi)發(fā)人員可以將很復(fù)雜的應(yīng)用程序?qū)哟位自O(shè)計(jì)和維護(hù)，同時(shí)很容易實(shí)現(xiàn)汽車功能的擴(kuò)展和移植到其它型號(hào)的汽車上。
1、汽車車身系統(tǒng)的介紹
某品牌商務(wù)車車身系統(tǒng)的控制對(duì)象有：4個(gè)門(mén)鎖、兩個(gè)車窗玻璃升降器、行李箱鎖、除霜加熱器、電動(dòng)后視鏡，前后大燈、小燈、轉(zhuǎn)向燈、危險(xiǎn)燈、霧燈、牌照燈、車內(nèi)閱讀燈、車廂頂燈等。在具備遙控功能的情況下，還包括對(duì)遙控信號(hào)的接收處理和防盜系統(tǒng)的控制。
1.1 節(jié)點(diǎn)分配
車身系統(tǒng)控制單元按位置可分為左門(mén)節(jié)點(diǎn)，右門(mén)節(jié)點(diǎn)，車身前節(jié)點(diǎn)，車身后節(jié)點(diǎn)，儀表節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)。CAN總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示：
1.2 節(jié)點(diǎn)功能
左/右門(mén)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)與控制對(duì)象有：集控鎖的位置檢測(cè)與控制，電動(dòng)后視鏡上/下、左/右電機(jī)的正反向驅(qū)動(dòng)控制，電動(dòng)車窗玻璃上/下電機(jī)的正反向驅(qū)動(dòng)控制，側(cè)方向燈閃爍驅(qū)動(dòng)控制，各自門(mén)鎖控制開(kāi)關(guān)及玻璃升降開(kāi)關(guān)位置檢測(cè)，除以上左右門(mén)均有的檢測(cè)與控制對(duì)象外，左門(mén)上還有右門(mén)車窗玻璃點(diǎn)動(dòng)/自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)、左右電動(dòng)后視鏡上/下、左/右控制開(kāi)關(guān)位置檢測(cè)。各個(gè)控制對(duì)象的故障檢測(cè)和處理。
前節(jié)點(diǎn)對(duì)前大燈、前小燈、前霧燈、前轉(zhuǎn)向燈、冷卻風(fēng)扇電機(jī)、前雨刮器電機(jī)等對(duì)象的控制、驅(qū)動(dòng)、故障檢測(cè)及對(duì)少量開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)和處理。
后節(jié)點(diǎn)對(duì)后小燈，后霧燈，后轉(zhuǎn)向燈，制動(dòng)燈，倒車燈，牌照燈，車廂頂各燈以及除霜加熱器等對(duì)象的控制、驅(qū)動(dòng)、故障檢測(cè)及少量開(kāi)關(guān)量的檢測(cè)和處理。
主節(jié)點(diǎn)是整個(gè)車身控制系統(tǒng)的中樞，負(fù)責(zé)和其它各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊并作消息處理。各子節(jié)點(diǎn)將檢測(cè)到的各種量（開(kāi)關(guān)量和模擬量）處理后打包成含有各種所需信息的報(bào)文（即消息 ）發(fā)送給主節(jié)點(diǎn) ，主節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)文所含的信息作相應(yīng)處理（包括邏輯關(guān)系處理）后再打包成消息發(fā)送給子節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。CAN總線通訊采用廣播模式，即子節(jié)點(diǎn)的報(bào)文只有主節(jié)點(diǎn)接收（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式），主節(jié)點(diǎn)的報(bào)文所有子節(jié)點(diǎn)均接收。主節(jié)點(diǎn)除了作為系統(tǒng)的中樞功能外，還和其他節(jié)點(diǎn)一樣負(fù)責(zé)對(duì)汽車駕駛臺(tái)前所有開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)駕駛臺(tái)的所有背光燈（如開(kāi)關(guān)、儀表等）進(jìn)行PWM調(diào)光驅(qū)動(dòng)。
儀表節(jié)點(diǎn)：該節(jié)點(diǎn)不參與汽車車身控制但它是人與車交流的界面。儀表指示各傳感器產(chǎn)生的脈沖量（發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車輪轉(zhuǎn)速傳感器）和模擬量（油量傳感器、水溫傳感器）所對(duì)應(yīng)的物理量。還有液晶顯示日期、大里程和小里程、轉(zhuǎn)速、油量、倒車?yán)走_(dá)的測(cè)距等，以及語(yǔ)音提示功能。
2、節(jié)點(diǎn)電路設(shè)計(jì)
在進(jìn)行硬件電路的設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了汽車安全、節(jié)能、可靠性的要求。根據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)、開(kāi)發(fā)工具和課題的實(shí)際需要，系統(tǒng)全部節(jié)點(diǎn)均以PHILIP P89C668HFA單片機(jī)為核心，它含有8K的RAM，足以保證運(yùn)行μCOSⅡ操作系統(tǒng)。
評(píng)論