CAN總線在商用車上數(shù)據(jù)采集的實(shí)現(xiàn)

控制器局域網(wǎng)(CAN，Controller Area Network)是一種支持分布式實(shí)時控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有很高的安全性，主要應(yīng)用于嵌入式控制器的通訊系統(tǒng)和智能裝置的開放式通訊系統(tǒng)，據(jù)統(tǒng)計，應(yīng)用CAN總線后，整車線束連線可縮短200～1000 m，質(zhì)量可減輕9-17kg，布線明顯簡化，可靠性和實(shí)時性顯著提高。

1 商用車控制系統(tǒng)及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

商用車控制系統(tǒng)的控制對象包括：底盤系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)。如圖1所示。

圖1 商用車控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2 商用車CAN總線數(shù)據(jù)的采集硬件設(shè)計

2.1 車身節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集

商用車車身系統(tǒng)需要采集的信號有左右門集控鎖，電控車窗、雨刮器、前后車燈以及車內(nèi)空調(diào)等。這些信號要求的實(shí)時性不是很高，可以采用B級網(wǎng)絡(luò)。

選取89C52單片機(jī)作為此節(jié)點(diǎn)的CPU，SJA1000作為CAN控制器，82C250作為CAN驅(qū)動器(或收發(fā)器)。如圖2所示。

商用車車身需要采集的信號較多，如果每個信號都設(shè)置一個CAN控制器和接口電路，造成成本和空間很大的浪費(fèi)，可設(shè)置幾個四選一電路選取信號，如圖3所示，最終通過幾個四選一電路，選取一個信號，送給單片機(jī)進(jìn)行信號采集，經(jīng)過CAN控制器和接口電路，傳輸?shù)紺AN總線上。

圖2 車身節(jié)點(diǎn)硬件原理圖

圖3 四選一電路

2.2 發(fā)動機(jī)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集

發(fā)動機(jī)節(jié)點(diǎn)需要采集的數(shù)據(jù)有發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、車速、發(fā)動機(jī)的油量以及冷卻水的溫度，需要一個四選一電路。其中，溫度和油量信號需要差動放大和V／F轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化成頻率信號，如圖4所示，便于單片機(jī)進(jìn)行采集，其采集電路和車身采集電路一樣。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和車速信號需要經(jīng)過整形，然后才能輸入單片機(jī)進(jìn)行采集。其整形電路如圖5所示。

圖4 油量采集電路

圖5 整形電路

2.3 底盤節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集

本系統(tǒng)中商用車底盤節(jié)點(diǎn)主要是針對懸架系統(tǒng)來說的，為了改善車輛的行使平順性和操縱穩(wěn)定性，所采集的信號主要是電控空氣懸架系統(tǒng)的高度變化信號和空氣彈簧的壓力信號?？諝鈶壹艿母叨茸兓筛叨葌鞲衅鱽頊y量，壓力信號由壓力傳感器來測量。

壓力傳感器和高度傳感器都是電磁式的傳感器，將壓力的變化和高度的變化轉(zhuǎn)換成電勢信號輸出。為了系統(tǒng)統(tǒng)一，將此信號經(jīng)過差動放大和V／f轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成頻率信號，分時送給單片機(jī)進(jìn)行采集。其采集電路和車身信號采集電路一樣，不再贅述。這樣，整個系統(tǒng)的信號采集電路做到統(tǒng)一。