基于嵌入式技術和CAN總線的車輛配電系統(tǒng)
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該系統(tǒng)采用實時多任務操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ作為配電管理器端的軟件平臺，μC／OS-Ⅱ源代碼開放、內核小、移植方便，易于開發(fā)。并且該操作系統(tǒng)支持多任務并發(fā)運行，可以采用多任務編程方法。這樣，配電管理器端的每個功能可以作為一個獨立的任務來實現(xiàn)，這大大地增強了系統(tǒng)軟件的可靠性、穩(wěn)定性，也便于以后的維護和升級。同時配電管理器也提供了圖形用戶接口，結合鍵盤、LCD液晶顯示和觸摸屏模塊為用戶提供友好的人機交互界面。
2．2．1 配電管理器應用軟件設計
系統(tǒng)的工作流程主要是說明各個任務是如何協(xié)調工作。整個系統(tǒng)的運行過程如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/152423.htm
嵌入式配電管理端的軟件主要實現(xiàn)設備參數的讀取和設定、人機交互功能、用電設備的監(jiān)控功能、CAN、LIN通信數據傳輸等功能。設備參數的讀取和設定功能提供了現(xiàn)場對設備參數的修改，也可以通過遠程監(jiān)測終端來修改。但是遠程監(jiān)控終端必須通過許可認證。認證的信息和設備參數保存在鐵電FLASH存儲器中，以便系統(tǒng)掉電后用戶許可的信息不丟失。人機交互功能提供給用戶監(jiān)控現(xiàn)場設備的運行狀態(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。用戶可以通過人機交互接口對用電設備進行操作。
2．2．2 雙CAN冗余實現(xiàn)的機制和原理
為了保證整車電氣系統(tǒng)的數字化管理的穩(wěn)定性和可靠性，在配電系統(tǒng)的對外通信接口采用性能穩(wěn)定、工作可靠的CAN總線，同時，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據傳輸和總線管理兩個功能塊。數據傳輸模塊實現(xiàn)的功能包括CAN初始化、CAN濾波的設計、CAN報文發(fā)送和CAN報文接收。
總線管理功能塊實現(xiàn)的功能主要是總線檢測，判斷CAN是否存在故障，若有故障，則進入另一路總線檢測；若冗余總線良好，則采用冗余總線通信。
CAN的通信數據分為命令數據的接收、命令的響應以及故障狀態(tài)的自動上報。
命令數據的接收和處理主要接收車輛其他管理終端的命令，執(zhí)行用電設備的綜合管理。同時，配電管理器響應其他管理終端的執(zhí)行結果和用電設備的運行狀態(tài)。在配電管理器檢測到用電設備故障時，自動上報給其他管理終端，以便實現(xiàn)車輛配電的綜合管理和數字化。同時可以設定用電設備的優(yōu)先級，配電管理器按照設定的優(yōu)先級合理控制用電設備。
在向其他管理終端發(fā)送報文時，按CAN協(xié)議格式將報文內容填入CAN發(fā)送緩沖區(qū)，啟動發(fā)送命令，將報文發(fā)送出去。如果不能成功發(fā)送，則進行總線故障處理，等待超時后自動調用冗余通道，用冗余通道來發(fā)送。如果冗余通道也出現(xiàn)故障，則進人故障處理，故障報警并退出。
3 結 語
該智能配電系統(tǒng)彌補了傳統(tǒng)車輛配電系統(tǒng)的不足，利用嵌入式技術和雙CAN冗余和LIN總線，同時結合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實時多任務操作系統(tǒng)對任務進行合理的調度，實現(xiàn)整車配電系統(tǒng)的數字化和智能化，產品已經應用在特種車輛上，運行結果證明其性能穩(wěn)定、可靠。
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