一種智能車輛配電系統(tǒng)設計方案

各種特種車在車輛的使用中，往往也會出現(xiàn)漏油故障，導致潤滑油和燃油的浪費，消耗專用車的動力和工作效率。所以要設計系統(tǒng)來解決這個問題， 基于嵌入式技術、雙冗余CAN總線與LIN總線構成的車輛智能配電系統(tǒng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)整車配電系統(tǒng)的智能化、數(shù)字化管理。能解決目前存在的問題

　　1 智能配電系統(tǒng)的硬件設計

　　該配電系統(tǒng)分為三個部分：配電終端，智能配電管理器和車輛管理終端，如圖1所示。配電終端主要是用于28 V設備的狀態(tài)監(jiān)控。

　　由于特種車輛的用電設備的功率比較小，配電終端內(nèi)部采用低導通電阻的快速MOSFET來控制用電設備的通斷。并且采用電流、電壓檢測和短路保護技術實現(xiàn)對用電設備狀態(tài)監(jiān)控、故障的自動保護和故障完全隔離。另外，配電終端具有存儲記憶功能，能夠記憶設備故障時的記錄信息。為了實現(xiàn)遠程控制和配電系統(tǒng)的數(shù)字化，配電終端采用了控制器LPC935和低成本、易開發(fā)的的LIN總線。由于特種車輛具有大量的感性負載，啟動時的沖擊電流過大，電流瞬間可能超過額定電流的5～10倍，配電終端采用限流啟動方式?？紤]到全車用電設備數(shù)量眾多，配電終端采用模塊化設計，一個主要用電設備配備一個配電終端，智能配電管理器負責管理每個配電終端。

　　智能配電管理器主要負責管理配電終端的用電設備，對用電設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，同時智能配電管理器提供雙冗余CAN通道與車輛其他管理終端進行數(shù)據(jù)通信，從而實現(xiàn)整車電氣系統(tǒng)的數(shù)字化管理。

　　智能配電管理器主要部分包括：鍵盤和觸摸屏輸入，LCD顯示，雙冗余CAN接口和LIN接口，I/O輸入、輸出、測試、配置和故障檢測接口和備份信息存儲部分。由于智能配電管理器功能復雜，考慮到控制的實時性和用電設備的數(shù)量眾多，在硬件平臺上，采用32位微處理器LPC2119。LPC2119具有雙CAN控制器，兩個UART、豐富的I/0資源和內(nèi)置的RAM和FLASH存儲器。觸摸屏采用ADS7846控制器，LCD選型上支持觸摸屏操作的TFT真彩屏，信息存儲采用8 KB鐵電FLASH，鍵盤采用專用鍵盤管理芯。在軟件平臺上，選用實時多任務操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ。

　　2 車輛智能配電系統(tǒng)的軟件設計

　　2.1 配電終端應用軟件實現(xiàn)的機制和原理

　　配電終端的程序處理流程如圖2所示。

　　配電終端軟件利用四路A/D采集輸入端的電壓、輸出端的電壓、電流和溫度，同時對采集的數(shù)字量進行濾波處理，從而實現(xiàn)用電設備的過壓，欠壓、過流和溫度故障保護。短路保護采用硬件處理方式，如果檢測到短路硬件自動關斷MOSFET管，并且把短路信號傳輸?shù)絾纹瑱C的I/O輸入口，以便單片機對短路的識別、判斷。外部控制接口采用I/O輸人口檢測，同時對外部控制信號采用數(shù)字濾波處理。配電終端的信息備份采用LPC935內(nèi)部的存儲器存儲。為了防止運行參數(shù)在設置參數(shù)點附近波動，軟件采用參數(shù)設置點回歸處理。

　　為了實現(xiàn)配電終端的數(shù)字量輸出和配電系統(tǒng)的數(shù)字化控制，配電終端采用LIN總線通信，并且在LIN應用層協(xié)議采用標準LIN 1.2協(xié)議。由于LIN總線屬于完全主從模式，為了智能配電管理能夠正確地訪問每一個配電終端，在系統(tǒng)上電時采用自動分配地址的處理方法，由配電管理器為每個終端分配惟一地址。在軟件上，LIN通信數(shù)據(jù)采用CRCl6校驗，從而保證設備的工作正常。