CN104149719A - 一种汽车散热局域网 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车散热局域网，包括局域网链路、网络接口和网络节点，网络节点通过网络接口接入局域网链路，所述的网络节点有散热器节点、温度采集节点、ECU节点和人机交互界面节点。散热器节点包括风扇驱动电路和网络接口，将风扇驱动电路接入网络接口；温度采集节点包括温度采集电路和网络接口，将温度采集电路接入网络接口；ECU节点包括ECU电路和网络接口，将ECU电路接入网络接口；人机交互界面节点包括人机交互界面电路和网络接口，将人机交互界面电路接入网络接口。本汽车散热局域网，可根据汽车的散热需求和散热器的散热性能决定各网络节点中需安装的设备的类型、型号和数量，便于设备的安装、维修，使本局域网具有灵活性和实用性。

Description

一种汽车散热局域网

技术领域

本发明涉及一种自组式的汽车散热局域网。 

背景技术

目前，公知的汽车散热系统是电控式汽车散热系统。所有的电控式汽车散热系统的核心是一块电路板，该电路板包括温度采集电路、风扇驱动电路、人机交互界面电路以及电子控制(即ECU)电路。ECU电路是电路板的中心，温度采集电路、风扇驱动电路、人机交互界面电路分别连接到ECU电路。且温度采集电路连接温度采集器，风扇驱动电路连接风扇，人机交互界面电路连接人机交互界面的LCD屏及按键。这种电控式结构的汽车散热器，如果需增加某种设备，需要两个步骤：一是在电路板上加上这种设备的控制电路；二是将需要增加的设备连接到该电路。比如需要增加风扇，那么就要在电路板上增加一个风扇驱动电路，然后再将风扇连接至该风扇驱动电路。这样就会产生两个问题：一是电路板一般都是根据电路的数量和所需的面积设计，增加电路往往意味着要重新生产电路板以及装有该电路板的壳体，二是需要将设备连接到该电路板的相应电路上，意味着要增加连接线的数量。这种电控式的散热系统，虽然能够通过改变风扇转速实现控制汽车散热器散热功率的目的，但是如果需要增加某种设备就意味着设计新的电路板，同时，需要将设备连接到电路板的相应电路上，这就容易导致线路布局的复杂。如果需要连接的设备较少，本散热系统的安装不太复杂，但如果需要连接的设备较多，所需要的线也就越多，增加了成本，加上汽车空间的限制，导致这些线布置起来较为困难，往往形成一个较为复杂的线路布局状况。如果相关设备需要维修或者更换，就必须理清连接到各个电路的具体线路。在一个布局复杂的线路系统里面，这是非常麻烦和困难的。 

发明内容

为了解决现有的汽车散热系统布线困难，设备安装与维修不便，以及增加设备需要重新生产电路板的问题，本发明提供一种汽车散热的局域网，汽车散热所需的相关设备不需要连接到同一电路板，不存在重新生产电路板、布线困难、设备的安装与维修不便的问题。 

为解决上述技术问题，本发明的汽车散热局域网采取了如下的技术方案： 

如果是有线网络，局域网链路可以采用CAN总线或485总线，在整车时根据车辆的空间布局布置好总线与网络接口端子；如果是无线网络，可以采用Zigbee局域网链路，采用Zigbee时不需要预先布置局域网链路和网络接口端子。然后根据发动机的散热需求和散热器的散热性能或者根据客户的需求确定汽车散热局域网的网络节点类型，一般包括散热器节点、温度采集节点、ECU节点以及人机交互界面节点，将这些节点通过网络接口接入局域网链路，形成本汽车散热局域网。其中，散热器节点包括风扇驱动电路和网络接口，由风扇驱动电路接 入网络接口形成；温度采集节点包括温度采集电路和网络接口，由温度采集电路接入网络接口形成；ECU节点包括ECU电路和网络接口，ECU节点由ECU电路接入网络接口形成；人机交互界面节点包括人机交互界面电路和网络接口，由人机交互界面电路接入网络接口形成。风扇驱动电路控制风扇，温度采集电路控制温度采集器，人机交互界面电路控制人机交互界面的LCD屏及按键。风扇驱动电路控制的风扇是散热器的组成部件之一，通过调整风扇的转速可以控制散热器的散热功率。风扇驱动电路、温度采集电路、人机交互界面电路、ECU电路不安装于同一电路板上，而是分别安装于不同的位置，较好的一种方案是将风扇驱动电路安装在风扇上，温度采集电路安装在冷却水水道、油路与输气气道的侧方，人机交互界面电路安装汽车的司机仪表盘内。 

风扇驱动电路至少包括一处理器和一存储器。该存储器包含一操作系统，借由该处理器用来启动相关的程序；一个网络接口程序，执行于该操作系统之下，使风扇驱动电路通过网络接口接入局域网链路；一风扇驱动程序，在操作系统和处理器作用下，控制风扇的转速。 

温度采集电路至少包括一处理器和一存储器。该存储器包含一操作系统，借由该处理器用来控制温度传感器的运行，即采集冷却液、空气、油液等的温度；一个网络接口程序，执行于该操作系统之下，使温度采集电路通过网络接口接入局域网链路。 

ECU电路至少包括一处理器和一存储器。该存储器包含一操作系统，借由该处理器用来控制ECU电路的运行，即对通过局域网接收的温度采集节点采集的温度信息与自身预设的温度标准进行比较；一个网络接口程序，执行于该操作系统之下，使ECU电路通过网络接口接入局域网链路；还包括一风扇控制程序，借该程序可以通过局域网向风扇驱动电路发送命令，启动风扇驱动程序。 

人机交互界面电路至少包括一处理器和一存储器。该存储器包含一操作系统，借由该处理器用来控制人机交互界面电路的操作，将通过局域网接收的温度信息显示到人机交互界面的LCD屏上；一个网络接口程序，执行于该操作系统之下，使人机交互界面电路通过网络接口接入局域网链路；还包括一风扇控制程序，通过电路上的按键启动风扇控制程序，向风扇驱动电路发送命令，启动风扇驱动程序，使车辆驾驶人员可以控制风扇的转速，进而控制散热器的散热功率。 

各个节点上设备的具体数量和具体型号也是根据汽车的散热需求和散热器的散热性能或者根据客户的具体要求决定。 

作为本发明的一种改进，本发明的局域网链路可以是CAN总线或485总线，或者是其他局域网络技术中经常使用的总线，也可以是Zigbee，RF等无线网络，本发明的局域网的网络接口与所采用的总线配套的接口电路，即如果采用485总线，则网络接口为RS485接口，如 果是Zigbee无线网络，则网络接口为Zigbee无线收发模块。 

本发明将各个节点直接接入到布置好的局域网链路中，设备的安装与维修都非常方便。根据汽车的散热需求和散热器的散热性能或者客户的需求决定网络节点安装的设备的具体数量和型号，且风扇驱动电路、温度采集电路人机交互界面电路、ECU电路也采取分布式的安装结构，增加设备时无需再改动电路板，节约了成本，使本局域网具有更强的实用性和灵活性。 

附图说明

图1为现有汽车散热系统的组成结构框图。 

图2为本汽车散热局域网的组成结构框图。 

图3为ECU节点的组成示意框图。 

图4为散热器节点的组成示意框图。 

图5为温度采集节点的组成示意框图。 

图6为人机交互界面节点的组成示意框图。 

图7为网络接口为RS485接口的电路原理图。 

实施方式 

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的说明。 

图1是现有技术的汽车散热系统的组成结构框图。现有的汽车散热系统包括一块电路板，该电路板包括ECU电路、风扇驱动电路、温度采集电路和人机交互电路。风扇驱动电路、温度采集电路和人机交互界面电路均连接到ECU电路。风扇驱动电路还连接风扇，温度传感电路连接温度采集器、人机交互界面电路连接LCD屏及按键。现有的汽车散热系统运行过程如下：在温度采集电路的控制下，温度采集器采集汽车内冷却液、空气和油液的温度，然后通过局域网将该温度信息传给ECU电路和人机交互界面电路。ECU电路对该信息进行分析，当温度值不符合要求时，ECU电路通过局域网向风扇驱动电路发送命令，驾驶人员也可以操作人机交互界面，通过局域网向风扇驱动电路发送命令。风扇驱动电路接收到该命令后就调节风扇的转速，实现调节散热器散热功率的目的。 

图2是本发明的汽车散热局域网的组成结构框图。本汽车散热局域网包括散热器节点、温度采集节点、ECU节点和人机交互界面节点，将这些节点接入局域网链路。散热器节点、温度采集节点、ECU节点和人机交互界面节点是将风扇驱动电路、温度采集电路、ECU电路、人机交互界面电路分别接入局域网的网络接口形成的。风扇驱动电路控制风扇，温度采集电路控制温度采集器，人机交互界面电路控制人机交互界面的LCD屏及按键。 

为使本发明获得更好的实施效果，本发明的ECU电路、风扇驱动电路、人机交互界面电路分别安装在不同的位置上，ECU电路单独安装在一块电路板上，风扇驱动电路安装在风扇上，温度采集电路安装在冷却水水道、油路及输气气道的侧方，人机交互界面电路安装在汽车驾驶室的司机仪表盘内。 

图3表示了ECU节点的组成示意框图。ECU节点是将ECU电路接入局域网接口形成的。ECU电路至少包括一处理器和一存储器。该存储器包含一操作系统，借由该处理器用来控制ECU电路的运行，即对通过局域网接收的温度采集节点采集的温度信息与自身预设的温度标准进行比较；一个网络接口程序，执行于该操作系统之下，使ECU电路通过网络接口接入局域网链路；还包括一风扇控制程序，借该程序可以通过局域网向风扇驱动电路发送命令，启动风扇驱动程序。 

图4是散热器节点的组成示意框图。将风扇驱动电路接入局域网的网络接口形成了本散热器节点。风扇驱动电路至少包括一处理器和一存储器。该存储器包含一操作系统，在处理器的作用下，控制该操作系统的运作，启动相关的程序；一个网络接口程序，执行于该操作系统之下，使风扇驱动电路通过网络接口接入局域网链路；一风扇驱动程序，执行于操作系统下，可以调节风扇的转速进而调节散热器的散热功率。 

图5是温度采集节点的组成示意框图。将温度采集电路接入局域网的网络接口形成了本温度采集节点。温度采集电路至少包括一处理器和一存储器。该存储器包含一操作系统，借由该处理器用来控制温度采集器的操作，即采集冷却液、空气、油液等的温度；一个网络接口程序，执行于该操作系统之下，使温度采集电路通过网络接口接入局域网链路。 

图6是人机交互界面节点的组成示意框图。将人机交互界面电路接入局域网的网络接口形成了本人机交互界面节点。人机交互界面电路至少包括一处理器和一存储器。该存储器包含一操作系统，借由该处理器用来控制人机交互界面的操作，将通过局域网接收的温度信息显示到人机交互界面的LCD屏上；一个网络接口程序，执行于该操作系统之下，使人机交互界面电路通过网络接口接入局域网链路；一风扇控制程序，在操作系统的控制下，通过本电路中的按键启动风扇控制程序，向风扇驱动电路传输信号，启动风扇驱动程序，调节风扇转速。 

这些节点的运行过程如下：各个电路通过自己的处理器对操作系统的控制，可以实现对相关设备的操作，比如，在风扇驱动电路的处理器对操作系统的控制下，通过启动风扇驱动程序可以控制本散热器的风扇的转速，温度采集电路的处理器控制操作系统，可以采集冷却液、空气、油液的温度，ECU电路对收到的温度信息进行判断之后发起控制操作。在各电路的操作系统和处理器的作用下，启动各电路的网络接口程序，使各个电路接入网络接口之后 能够形成节点接入局域网链路而形成本局域网。组成局域网之后，各个节点之间可以相互传输数据和命令，实现信息的共享。当ECU接收到的温度信息不符合其预设的标准，以及驾驶人员发现人机交互界面的LCD屏上显示的温度数据不符合其要求，就启动风扇控制程序，向风扇传输信号，启动风扇驱动程序，调节风扇的转速，对散热器的散热功率进行调节。 

图7是网络接口为RS485接口时的接口电路原理图。根据这个接口具体的原理图，本领域的技术人员可以采用常规的电路实现本局域网所需的各个电路，如风扇驱动电路、温度采集电路、ECU电路、人机交互界面电路等。 

上面结合附图对本发明的实施方式作了说明，但本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。 

Claims (4)

1.一种汽车散热局域网，包括局域网链路、网络接口和网络节点，网络节点通过网络接口接入局域网链路，其特征在于：

所述的节点包括散热器节点、温度采集节点、ECU节点、人机交互界面节点；

散热器节点包括风扇驱动电路和网络接口，风扇驱动电路接入网络接口；

温度采集节点包括温度采集电路和网络接口，温度采集电路接入网络接口；

ECU节点包括ECU电路和网络接口，ECU电路接入网络接口；

人机交互界面节点包括人机交互界面电路和网络接口，人机交互界面电路接入网络接口；

风扇驱动电路控制风扇，温度采集电路控制温度采集器，人机交互界面电路控制人机交互界面的LCD屏及按键。

2.按照权利要求1所述的汽车散热局域网，其特征在于：所述的局域网链路为CAN总线。

3.按照权利要求1所述的汽车散热局域网，其特征在于：所述的局域网链路为485总线，网络接口为RS485接口。

4.按照权利要求1所述的汽车散热局域网，其特征在于：所述的局域网链路为Zigbee无线网络，网络接口为Zigbee无线收发模块。