CN104615037A - 一种基于can总线的车载设备唤醒装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车CAN总线通讯技术领域，提供一种结构简单、造价成本低、抗干扰性强、自身无功耗的基于CAN总线的车载设备唤醒装置及方法，包括汽车ECU的CAN总线、车载设备电源管理CPU和汽车电门ACC检测电路，还包括CAN总线检测唤醒发送模块，所述CAN总线检测唤醒发送模块包括红外对管、四个电阻和两个电容，所述汽车电门ACC检测电路与车载设备电源管理CPU输入端相连接，所述车载设备电源管理CPU根据汽车电门ACC检测电路和CAN总线检测唤醒发送模块输出信息判断控制汽车上车载设备开/关。

Description

一种基于CAN总线的车载设备唤醒装置及方法
技术领域
本发明涉及汽车CAN(控制器局域网络)总线通讯技术领域，特别是一种基于CAN总线的车载设备唤醒装置及方法。
背景技术
目前汽车CAN总线已被广泛应用在各种类型的汽车上，而相应的CAN总线网络管理是保障汽车稳定运行的重要技术。网络管理主要用来管理动力CAN(VBUS)和车身CAN(EBUS)的应用信息以及休眠唤醒功能。总线休眠可降低总线静态功耗，从而实现电控单元(ECU)低功耗，进而将电控单元关闭，最终达到降低整车静态功耗的目的；唤醒是将电控单元的网络功能开启，以使电控单元开始正常的功能。总线唤醒技术的方法很多，有通过主次CAN网络唤醒的方法，有通过专用芯片唤醒的方法，有通过外部信号唤醒CAN总线的方法等，以上这些方法大都是基于CAN总线收发器处于工作状态或者处于低功耗工作模式状态的一种总线唤醒方式；整机还是存在一定的功耗；不适用于一些有超低功耗要求的场合。如中国专利号：201210514802.5，公开了一种汽车CAN总线唤醒装置、方法及车辆，所述装置中，唤醒发送模块包括脉冲延长电路、开关驱动电路和稳压电路；唤醒检测模块包括时间滤波器和电压比较器，所述唤醒发送模块包括脉冲延长电路、开关驱动电路和稳压电路，所述脉冲延长电路的电源端与VCC连接，所述脉冲延长电路的信号输出端与开关驱动电路的信号输入端连接，开关驱动电路的电源端通过第一电阻与VCC连接，开关驱动电路的信号输出端通过第二电阻同时与稳压电路的信号输入端和第一反向二极管的阳极连接，所述稳压电路的信号输出端接地，所述第一反向二极管的阴极与唤醒收发器的CAN总线高位数据线连接；所述唤醒检测模块包括时间滤波器和电压比较器，所述时间滤波器的信号输出端与所述电压比较器的信号输入端连接，所述电压比较器的信号输出端和第三电阻的第一端均与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端与检测收发器的CAN总线低位数据线连接，第五电阻的第一端与检测收发器的CAN总线高位数据线连接，所述时间滤波器的电源端、所述电压比较器的电源端、第三电阻的第二端和第五电阻的第二端均接地。此发明虽能实现基于总线的车载设备唤醒，但其仍结构较为复杂，成本高，且抗干扰性能差，而其汽车CAN总线唤醒装置本身就存在功耗，对于一些有超低功耗要求的场合无法使用。
发明内容
因此，针对上述的问题，本发明提出一种结构简单、造价成本低、抗干扰性强、自身无功耗的基于CAN总线的车载设备唤醒装置及方法。
为解决此技术问题，本发明采取以下方案：一种基于CAN总线的车载设备唤醒装置，包括汽车ECU的CAN总线、车载设备电源管理CPU和汽车电门ACC检测电路，还包括CAN总线检测唤醒发送模块，所述CAN总线检测唤醒发送模块包括红外对管、四个电阻和两个电容，所述红外对管的红外发射管第1引脚经第一电阻与汽车ECU的CAN总线CANH端相连接，所述红外对管的红外发射管第2引脚经第二电阻与汽车ECU的CAN总线CANL端相连接，所述红外对管的红外接收管第3引脚分别与车载设备电源管理CPU输入端、第一电容一端和第四电阻一端相连接，所述第一电容另一端和第四电阻另一端接地线，所述红外对管的红外接收管第4引脚分别与第三电阻一端和第二电容一端相连接，所述第三电阻另一端接电源，所述第二电容另一端接地线，所述汽车电门ACC检测电路与车载设备电源管理CPU输入端相连接，所述车载设备电源管理CPU根据汽车电门ACC检测电路和CAN总线检测唤醒发送模块输出信息判断控制汽车上车载设备开/关。
进一步的，还包括一个封闭盒，所述CAN总线检测唤醒发送模块的红外对管置于该封闭盒内。
进一步的，所述汽车ECU的CAN总线CANH端和CANL端分别是车上CAN总线的CAN高数据和CAN低数据且为一对差分信号。
一种基于上述的车载设备唤醒装置的车载设备唤醒方法，包括
当汽车电门ACC检测电路检测到电门ACC处于开启ON的情况下，车载设备电源管理CPU控制车载设备正常工作；
当汽车电门ACC检测电路检测到电门ACC处于关闭OFF的情况下，车载设备电源管理CPU通过CAN总线检测唤醒发送模块的输出信息进行判断控制车载设备的工作电源。
进一步的，所述车载设备电源管理CPU通过CAN总线检测唤醒发送模块的输出信息经以下判断方式控制车载设备的工作电源：
当汽车ECU的CAN总线无CAN总线数据的时候，CAN总线检测唤醒发送模块向车载设备电源管理CPU输出为低电平，车载设备电源管理CPU等待一定时间后，确定无CAN总线数据，控制关闭车载设备的工作电源，车载设备电源管理CPU进入低功耗模式，CAN总线检测唤醒发送模块的红外对管的红外接收管没有接收到红外信号，红外接收管不导通，功耗为0W，CAN总线检测唤醒发送模块进入超低功耗模式；当汽车ECU的CAN总线有CAN数据的时候，CAN总线检测唤醒发送模块向车载设备电源管理CPU输出为高电平，CAN总线上的差分信号形成的电压差使得CAN总线检测唤醒发送模块的红外对管的红外发射管发出红外线，CAN总线检测唤醒发送模块的红外对管的红外接收管接收到红外信号，红外接收管导通，发出高电平触发车载设备电源管理CPU唤醒，车载设备电源管理CPU控制打开车载设备的工作电源；当汽车ECU将CAN总线数据传完后CAN总线没有数据，CAN总线检测唤醒发送模块检测到无数据，则输出低电平给车载设备电源管理CPU，车载设备电源管理CPU等待一定时间后再次进入休眠模式。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：1、通过本发明的唤醒装置及方法可以在汽车电门ACC处于关闭OFF的情况下能够及时处理汽车ECU发给车载设备的CAN总线数据，并及时上报云服务端进行处理；2、本发明为超低功耗设计，从电路设计的技术上表明这种唤醒电路自身不存在功耗，在CAN总线空闲状态下可以将CAN总线所有外围电路电源关闭，CAN总线数据通过本发明进行电路监测，其电路功耗接近零功耗，对于一些有超低功耗要求的场合完全适用；3、CAN总线检测唤醒发送模块中红外对管的隔离作用，使得汽车ECU发送CAN总线数据时不影响车辆行为的控制，抗干扰性强；4、本发明不容易存在误触发，只有持续的脉冲才能实现唤醒。
附图说明
图1是本发明实施例的系统原理框图；
图2是本发明实施例中CAN总线检测唤醒发送模块的原理图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
参考图1、图2，优选的本发明的基于CAN总线的车载设备唤醒装置，包括汽车ECU的CAN总线1、车载设备电源管理CPU2、汽车电门ACC检测电路3和CAN总线检测唤醒发送模块4，所述汽车ECU的CAN总线的CANH端和CANL端分别是车上CAN总线的CAN高数据和CAN低数据且为一对差分信号，所述CAN总线检测唤醒发送模块4包括红外对管U1、封闭盒、四个电阻R1、R2、R3、R4和两个电容C1、C2，红外对管U1置于封闭盒内，所述红外对管U1的红外发射管第1引脚经第一电阻R1与汽车ECU的CAN总线CANH端相连接，所述红外对管U1的红外发射管第2引脚经第二电阻R2与汽车ECU的CAN总线CANL端相连接，所述红外对管U1的红外接收管第3引脚分别与车载设备电源管理CPU输入端、第一电容C1一端和第四电阻R4一端相连接，所述第一电容C1另一端和第四电阻R4另一端接地线，所述红外对管U1的红外接收管第4引脚分别与第三电阻R3一端和第二电容C2一端相连接，所述第三电阻R3另一端接电源VCC，所述电源VCC的电压为3.3V，该电源VCC是根据所连接车载设备电源管理CPU2的I/O口的门限电压值来选择合适的电压值3.3V，所述第二电容C2另一端接地线，所述汽车电门ACC检测电路3与车载设备电源管理CPU2输入端相连接，所述车载设备电源管理CPU2根据汽车电门ACC检测电路3和CAN总线检测唤醒发送模块4输出信息判断控制汽车上各个车载设备工作电源的开/关。
一种基于上述的车载设备唤醒装置的车载设备唤醒方法，包括
当汽车电门ACC检测电路检测到电门ACC处于开启ON的情况下，车载设备电源管理CPU控制车载设备正常工作；
当汽车电门ACC检测电路检测到电门ACC处于关闭OFF的情况下，车载设备电源管理CPU通过CAN总线检测唤醒发送模块的输出信息进行判断控制车载设备的工作电源，即当汽车ECU的CAN总线无CAN总线数据的时候，CAN总线检测唤醒发送模块向车载设备电源管理CPU输出为低电平，车载设备电源管理CPU等待一定时间后，确定无CAN总线数据，控制关闭车载设备的工作电源，车载设备电源管理CPU进入低功耗模式，CAN总线检测唤醒发送模块的红外对管的红外接收管没有接收到红外信号，红外接收管不导通，功耗为0W，CAN总线检测唤醒发送模块进入超低功耗模式；当汽车ECU的CAN总线有CAN数据的时候，CAN总线检测唤醒发送模块向车载设备电源管理CPU输出为高电平，CAN总线上的差分信号形成的电压差使得CAN总线检测唤醒发送模块的红外对管的红外发射管发出红外线，CAN总线检测唤醒发送模块的红外对管的红外接收管接收到红外信号，红外接收管导通，发出高电平触发车载设备电源管理CPU唤醒，车载设备电源管理CPU控制打开车载设备的工作电源；当汽车ECU将CAN总线数据传完后CAN总线没有数据，CAN总线检测唤醒发送模块检测到无数据，则输出低电平给车载设备电源管理CPU，车载设备电源管理CPU等待一定时间后再次进入休眠模式。
采用本发明的车载设备唤醒装置及方法具有以下几点有益效果：1、通过本发明的唤醒装置及方法可以在汽车电门ACC处于关闭OFF的情况下能够及时处理汽车ECU发给车载设备的CAN总线数据，并及时上报云服务端进行处理；2、本发明为超低功耗设计，从电路设计的技术上表明这种唤醒电路自身不存在功耗，在CAN总线空闲状态下可以将CAN总线所有外围电路电源关闭，CAN总线数据通过本发明进行电路监测，其电路功耗接近零功耗，对于一些有超低功耗要求的场合完全适用；3、CAN总线检测唤醒发送模块中红外对管的隔离作用，使得汽车ECU发送CAN总线数据时不影响车辆行为的控制，抗干扰性强；4、本发明不容易存在误触发，只有持续的脉冲才能实现唤醒。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于CAN总线的车载设备唤醒装置，包括汽车ECU的CAN总线、车载设备电源管理CPU和汽车电门ACC检测电路，其特征在于：还包括CAN总线检测唤醒发送模块，所述CAN总线检测唤醒发送模块包括红外对管(U1)、四个电阻(R1、R2、R3、R4)和两个电容(C1、C2)，所述红外对管(U1)的红外发射管第1引脚经第一电阻(R1)与汽车ECU的CAN总线CANH端相连接，所述红外对管(U1)的红外发射管第2引脚经第二电阻(R2)与汽车ECU的CAN总线CANL端相连接，所述红外对管(U1)的红外接收管第3引脚分别与车载设备电源管理CPU输入端、第一电容(C1)一端和第四电阻(R4)一端相连接，所述第一电容(C1)另一端和第四电阻(R4)另一端接地线，所述红外对管(U1)的红外接收管第4引脚分别与第三电阻(R3)一端和第二电容(C2)一端相连接，所述第三电阻(R3)另一端接电源(VCC)，所述第二电容(C2)另一端接地线，所述汽车电门ACC检测电路与车载设备电源管理CPU输入端相连接，所述车载设备电源管理CPU根据汽车电门ACC检测电路和CAN总线检测唤醒发送模块输出信息判断控制汽车上车载设备开/关。
2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的车载设备唤醒装置，其特征在于：还包括一个封闭盒，所述CAN总线检测唤醒发送模块的红外对管(U1)置于该封闭盒内。
3.根据权利要求1所述的基于CAN总线的车载设备唤醒装置，其特征在于：所述汽车ECU的CAN总线CANH端和CANL端分别是车上CAN总线的CAN高数据和CAN低数据且为一对差分信号。
4.一种基于权利要求1至3任意一项所述的基于CAN总线的车载设备唤醒装置的车载设备唤醒方法，其特征在于：包括
当汽车电门ACC检测电路检测到电门ACC处于开启ON的情况下，车载设备电源管理CPU控制车载设备正常工作；
当汽车电门ACC检测电路检测到电门ACC处于关闭OFF的情况下，车载设备电源管理CPU通过CAN总线检测唤醒发送模块的输出信息进行判断控制车载设备的工作电源。
5.根据权利要求4所述的车载设备唤醒方法，其特征在于：所述车载设备电源管理CPU通过CAN总线检测唤醒发送模块的输出信息经以下判断方式控制车载设备的工作电源：
当汽车ECU的CAN总线无CAN总线数据的时候，CAN总线检测唤醒发送模块向车载设备电源管理CPU输出为低电平，车载设备电源管理CPU等待一定时间后，确定无CAN总线数据，控制关闭车载设备的工作电源，车载设备电源管理CPU进入低功耗模式，CAN总线检测唤醒发送模块的红外对管的红外接收管没有接收到红外信号，红外接收管不导通，功耗为0W，CAN总线检测唤醒发送模块进入超低功耗模式；当汽车ECU的CAN总线有CAN数据的时候，CAN总线检测唤醒发送模块向车载设备电源管理CPU输出为高电平，CAN总线上的差分信号形成的电压差使得CAN总线检测唤醒发送模块的红外对管的红外发射管发出红外线，CAN总线检测唤醒发送模块的红外对管的红外接收管接收到红外信号，红外接收管导通，发出高电平触发车载设备电源管理CPU唤醒，车载设备电源管理CPU控制打开车载设备的工作电源；当汽车ECU将CAN总线数据传完后CAN总线没有数据，CAN总线检测唤醒发送模块检测到无数据，则输出低电平给车载设备电源管理CPU，车载设备电源管理CPU等待一定时间后再次进入休眠模式。
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