CN101549195B - 基于can总线的消防车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于CAN总线的消防车。该消防车中，主控制器ECU、发动机舱ECU和泵房ECU分别作为CAN总线的节点接入CAN总线，主控制器ECU作为CAN总线的控制中心，接收来自其他节点的数据信息，负责数据的运算及处理，控制整个系统。本发明将CAN总线技术应用到消防车上，从而降低了成本，提高了传输效率和可靠性，并且易于维护和具有很强的可扩展性。

Description

基于CAN总线的消防车
技术领域
本发明涉及消防领域，尤其涉及基于CAN总线的消防车。
背景技术
随着消防车技术的不断进步，新功能新装备不断涌现，车上的电气设备越来越多，如电控消防炮，自动泡沫比例混合系统等，各种显示仪表也越来越复杂，这对消防车的综合布线和交互信息传输提出了更高的要求，但是传统的消防车布线采用点对点的单一通信方式，车上的每个传感器、执行器都要和与其相关的电控单元用导线相连，这样不仅布线复杂，维修困难，可靠性也随之降低，线束的老化磨损都会带来安全隐患，甚至会发生短路自燃等故障，造成巨大损失。从节约材料成本，提高传输效率，消除安全隐患来看，传统布线方法都将不能适应未来消防车的发展。
基于CAN总线的分布式控制系统能够将系统中的各个电控单元集成起来，通过总线进行数据信息的传输、共享，实现各电控单元的控制功能。由于CAN总线成本低、传输效率高、可靠性高、易于维护、很强的可扩展性等优点，已广泛应用于工业控制、汽车电子等许多领域，但还未应用到消防车领域。
发明内容
为了解决上述的技术问题，提出了基于CAN总线的消防车，其目的在于，将CAN总线技术应用到消防车上。
本发明提供了基于CAN总线的消防车，主控制器ECU、发动机舱ECU和泵房ECU分别作为CAN总线的节点接入CAN总线，主控制器ECU作为CAN总线的控制中心，接收来自其他节点(例如发动机舱ECU、泵房ECU、驾驶室显示及操控面板ECU、左泵房显示及操控面板ECU和右泵房显示及操控面板ECU)的数据信息，负责数据的运算及处理，控制整个系统(即消防车)。
泵房ECU，用于接收水泵流量信号、水压力信号、取力器转速信号、储液罐液位信号、电控消防炮的旋转位置信号、自动充电充气系统的系统开启信号、蓄电瓶和储气瓶的状态信号、发动机节点的冷却水温信号、机油压力信号以及取力器冷却水温度信号。
泵房ECU，还用于发送转速控制信号和取力器启闭控制信号。
发动机舱ECU，用于发送发动机冷却水温信号、机油压力信号、取力器冷却水温度信号，并接收转速控制信号和取力器启闭控制信号以控制发动机转速和取力器启闭。
驾驶室显示及操控面板ECU、左泵房显示及操控面板ECU和右泵房显示及操控面板ECU分别作为CAN总线的节点接入CAN总线，用于向用户显示信息和接收用户的指令并发送至主控制器ECU。
主控制器ECU，还用于在储液罐液位信号、发动机冷却水温信号、机油温度信号或机油压力信号发生异常时控制报警系统报警。
主控制器ECU为ARM微处理器作为主控制器，CAN总线采用的协议为SAE J1939。
本发明将CAN总线技术应用到消防车上，从而降低了成本，提高了传输效率和可靠性，并且易于维护和具有很强的可扩展性。
附图说明
图1是消防车CAN总线拓扑结构图。
具体实施方式
本发明应用CAN总线通信技术，将CAN总线作为消防车各电控单元的信息通道，将这些电控单作为CAN总线上的节点，串联成高效的消防车控制系统。本系统CAN总线节点主要包括：驾驶室显示及控制面板ECU(Electronic ControlUnit，即电子控制单元)、左泵室显示及面板ECU、右泵室显示及面板ECU、主控制器ECU、发动机舱ECU、泵房ECU等。整个系统具有以下特征：
1)可以将系统中各个电控单元状态信息、控制信息、通信信息等通过CAN总线进行传递，减少布线复杂性，提高系统可靠性。
采用CAN总线技术，只需要2根线便将所有电控单元串接起来，大大减少了冗余的线束，更好地协调消防车各个系统，提高整体性能。
2)CAN总线上各个节点控制器连接了相关的传感器和执行机构，实现了相关机构的状态信息的采集和接收相关控制指令，实现对执行机构的控制，完成特定功能，如：自动泡沫比例混合器控制、水泵控制、自动充电充气系统控制、电控消防炮控制等。
3)通过可触液晶屏幕和LED显示屏实时显示反馈信息和系统状态信息，控制更方面，界面更美观。
CAN总线的应用实现了信息共享，各个功能部件的信息及车辆信息都可以集中显示在三个显示屏上(驾驶室、左右泵室各一个)，图形化实时显示各个阀门的开闭状态，各个功能单元的运行状态，实时掌握作业信息。
4)故障自动报警。系统设置了发动机冷却水温度过高报警、机油压力报警、机油温度报警、储液罐低液位报警等功能，提高了对整车操作的安全性，延长了整车使用寿命。
5)系统功能扩展升级更容易。由于CAN总线的开放性，当需要增加新的功能时，只需要将新节点挂接到CAN总线上和升级相关的软件程序即可，原来的系统不受影响，简单可靠地实现系统功能的扩展升级。
整个系统采用了ARM微处理器作为主控制器。CAN通信协议根据主流汽车CAN总线协议SAE J1939设计，更具有通用性。CAN节点的设计遵循汽车ECU的设计方法，显示及控制部分运用了LCD显示技术及触摸屏技术。
1)由于CAN总线是各个节点之间的信息通道，系统中各个电控单元的传感器信号、控制信号、状态信号等可通过CAN总线进行传输。
其中，主控制器ECU接收来自其他节点的控制信息，负责数据的运算及处理，控制整个系统。
泵房ECU接收水泵流量信号(流量传感器)、水压力(压力传感器)、取力器转速(转速传感器)、储液罐液位(液位传感器)、电控消防炮的旋转位置(旋转位置传感器)、自动充电充气系统的系统开启信号和蓄电瓶、储气瓶的状态信号以及发动机节点的冷却水温(温度传感器)、机油压力(压力传感器)、取力器冷却水温度(温度传感器)等；并发送转速控制信号和取力器启闭控制信号，实现相应功能。
发动机舱ECU：发送发动机冷却水温(温度传感器)、机油压力(压力传感器)、取力器冷却水温度(温度传感器)，并接收控制信号，实现对发动机转速和取力器启闭的控制。
2)驾驶室、左右泵房显示及操控面板ECU，可以将上述的传感器信号、系统状态信号等实时的显示出来，并将操纵面板的操控指令经过CAN总线发送给主控制器ECU。
3)系统设置了故障报警功能。当发动机冷却水温度过高、机油压力过低、机油温度过高、储液罐液位过低等情况发生，系统会自动报警，报警指示灯会在显示屏幕显示，并提醒相应措施，提高了对整车操作的安全性，延长了整车使用寿命。
4)系统功能扩展升级更容易。新由于总线系统配置灵活、易于扩展，当增加电器单元或车辆改型时只需改动少量软件和线束就能实现系统功能扩展升级。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (6)

1.基于CAN总线的消防车，其特征在于，主控制器ECU、发动机舱ECU和泵房ECU分别作为CAN总线的节点接入CAN总线，主控制器ECU作为CAN总线的控制中心；
泵房ECU，用于接收水泵流量信号、水压力信号、取力器转速信号、储液罐液位信号、电控消防炮的旋转位置信号、自动充电充气系统的系统开启信号、蓄电瓶和储气瓶的状态信号、发动机节点的冷却水温信号、机油压力信号以及取力器冷却水温度信号。
2.如权利要求1所述的基于CAN总线的消防车，其特征在于，泵房ECU，还用于发送转速控制信号和取力器启闭控制信号。
3.如权利要求2所述的基于CAN总线的消防车，其特征在于，
发动机舱ECU，用于发送发动机冷却水温信号、机油压力信号、取力器冷却水温度信号，并接收转速控制信号和取力器启闭控制信号以控制发动机转速和取力器启闭。
4.如权利要求1所述的基于CAN总线的消防车，其特征在于，驾驶室显示及操控面板ECU、左泵房显示及操控面板ECU和右泵房显示及操控面板ECU分别作为CAN总线的节点接入CAN总线，用于向用户显示信息和接收用户的指令并发送至主控制器ECU。
5.如权利要求3所述的基于CAN总线的消防车，其特征在于，主控制器ECU，还用于在储液罐液位信号、发动机冷却水温信号、机油温度信号或机油压力信号发生异常时控制报警系统报警。
6.如权利要求1所述的基于CAN总线的消防车，其特征在于，主控制器ECU为ARM微处理器作为主控制器，CAN总线采用的协议为SAE J1939。
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