基于CAN總線的智能家電遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

CAN總線是德國Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。它是一種多主總線，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導(dǎo)纖維，通信速率可達(dá)1Mbps，距離可達(dá)10km。CAN協(xié)議的一個最大特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制。由于CAN總線具有較強的糾錯能力，支持差分收發(fā)，因而適合高干擾環(huán)境，并具有較遠(yuǎn)的傳輸距離。因此，CAN協(xié)議對于許多領(lǐng)域的分布式測控很有吸引力。

　　隨著集成電路和單片機在汽車上的廣泛應(yīng)用，汽車上電子控制單元越來越多，汽車總線已經(jīng)成為汽車電氣的一個必然的趨勢。使用汽車總線不但可以簡化線束，更主要的是可以增加各種智能化的功能。如故障檢測和語音報警等。

　　二、 汽車上的CAN總線應(yīng)用

　　目前汽車上的網(wǎng)絡(luò)連接方式主要采用2條CAN，一條用于驅(qū)動系統(tǒng)的高速CAN，速率達(dá)到500kb/s；另一條用于車身系統(tǒng)的低速CAN，速率是100kb/s。

　　驅(qū)動系統(tǒng)CAN主要連接對象是發(fā)動機控制器（ECU）、ABS控制器、安全氣囊控制器、組合儀表等等，它們的基本特征相同，都是控制與汽車行駛直接相關(guān)的系統(tǒng)。

　　車身系統(tǒng)CAN主要連接和控制的汽車內(nèi)外部照明、燈光信號、雨刮電機等電器。

　　目前，驅(qū)動系統(tǒng)CAN和車身系統(tǒng)CAN這兩條獨立的總線之間設(shè)計有"網(wǎng)關(guān)"，以實現(xiàn)在各個CAN之間的資源共享，并將各個數(shù)據(jù)總線的信息反饋到儀表板上。駕車者只要看看儀表板，就可以知道各個電控裝置是否正常工作了。

　　三、 上海同濟同捷科技股份有限公司汽車CAN總線車身控制系統(tǒng)

　　同捷公司的汽車CAN總線車身控制系統(tǒng)通過CAN總線來控制車身電器，如汽車外部照明、燈光信號、雨刮電機、洗滌電機、喇叭、啟動電機、后除霜加熱器、后備箱鎖執(zhí)行器，油箱蓋鎖執(zhí)行器、車窗、后視鏡等器件。

　　整套控制系統(tǒng)可以采用集中與分散相結(jié)合的控制方式。由一個主控模塊、幾個從控制模塊以及語音中控模塊組成。從控制模塊的具體數(shù)量由控制量的多少決定。一般來說可以分成前控制模塊、后控制模塊、玻璃升降器控制模塊、電動后視鏡控制模塊、電動天窗控制模塊和電動座椅控制模塊。

　　除前后盒主控模塊外，其它幾個模塊自成系統(tǒng)并通過LIN總線與主控模塊通訊以實現(xiàn)各種控制功能，例如語音中控模塊可以通過LIN總線從主控模塊讀取各種故障信息以語音的方式向駕駛員報告，并將鎖車設(shè)防信息送到主控模塊供玻璃升降器和電動天窗讀取，在鎖車時實現(xiàn)玻璃的自動升降和天窗的自動關(guān)閉，還可以將電動后視鏡和車窗的集控開關(guān)的信號通過LIN總線傳遞給各控制器以實現(xiàn)相應(yīng)的控制。

　　各個模塊的具體功率執(zhí)行器件可以采用繼電器或智能功率器件，采用智能功率器件可以減小控制盒體積，且具有過流，短路保護(hù)和斷線反饋等功能。系統(tǒng)中融入故障檢測和語音報警功能以及遙控、防盜功能，并提升了整車控制的智能化、人性化，簡化整車線束、提高電氣系統(tǒng)的可靠性。

　　基礎(chǔ)框架：整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架由主控模塊、車前模塊、車后模塊共3個部分組成。其控制了大部分車身電器，參見基礎(chǔ)框架功能示意圖。

四、 上海同濟同捷科技股份有限公司車身CAN總線系統(tǒng)的優(yōu)勢

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　　由于改變了控制方式并使用了電子開關(guān)，取消了大部分繼電器和熔斷絲。整車線束減少20％～40％（發(fā)動機線基本保持不變，前圍線減少20％～30％，底板線減少30％～40％）。

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　　模塊內(nèi)采用智能電子開關(guān)取代繼電器，實現(xiàn)驅(qū)動無觸點化，減少電磁干擾，延長使用壽命。模塊內(nèi)采用自恢復(fù)保險絲，取代熔斷絲，具有過載保護(hù)和自動恢復(fù)的功能。

　　可進(jìn)行故障診斷、報警和記錄。既保證了整車電氣的可靠性，又增強了可維護(hù)性。如：燈絲燒斷后會提醒司機更換。

　　開關(guān)向主控模塊發(fā)送信號，通過開關(guān)的電流很低（mA級），大大延長了開關(guān)的使用壽命。

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在盡可能少的添加硬件的情況下可以實現(xiàn)很多智能化的功能。例如可以通過軟件實現(xiàn)大燈延時關(guān)斷功能，對不具備自動關(guān)斷的后除霜執(zhí)行器增加延時關(guān)斷功能，還有可以檢測蓄電池電壓做到低電壓報警并自動關(guān)斷大功率用電器的功能。添加一只光傳感器可以實現(xiàn)大燈自動控制功能。

　　（四）很強的可擴展性

　　每增加一項新電器，汽車線束都要重新開發(fā)。采用CAN總線后，新電器可以方便地掛接在系統(tǒng)上，只需要改動少量線束。

　?。ㄎ澹┖喕a(chǎn)工藝，減少生產(chǎn)成本

　　由于總線系統(tǒng)配置靈活、易于擴展，當(dāng)增加電器或車輛改型時只需改動少量軟件和線束。甚至在開發(fā)新車型時，也只要做少量改動。

　?。┹^低的維護(hù)、維修費用

　　由于總線系統(tǒng)自帶故障檢測、報警和記錄功能，所以對整車電氣系統(tǒng)的維護(hù)和維修非常方便。整車廠可以減少維修人員培訓(xùn)和購買設(shè)備等的費用。

　　五、開發(fā)現(xiàn)狀與前景展望

　　在國外，汽車總線技術(shù)已經(jīng)基本形成了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，硬件接口也已統(tǒng)一，芯片也已定型、量產(chǎn)。目前國內(nèi)許多汽車電子廠商都在開發(fā)CAN總線系統(tǒng)，各個產(chǎn)品正在陸續(xù)推出。就中國而言，汽車總線更是一項朝陽產(chǎn)業(yè)，有著無限的前景；相信總線系統(tǒng)在中國的普及應(yīng)用為期不遠(yuǎn)