CN107627956A - 一种基于can总线的新能源汽车低速行驶提醒器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，包括CAN接口单元、主控单元、音频输出单元、音量调节单元、指示灯单元和电源单元。本发明当新能源汽车起步且车速低于20km/h行驶时，可以根据车辆的行驶状况模拟其行驶声音，以提醒车外行人或车辆主动避让，防止人员伤害及车辆碰撞等安全事故发生，确保新能源汽车的运行安全，其结构简单，系统功耗低，成本低廉，稳定性和可靠性好，响应快速，使用灵活，具有良好的可扩展性。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车行驶状态控制技术领域，特别涉及一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器。
背景技术
新能源汽车是指使用非常规车用燃料(或使用常规车用燃料但装载新型动力装置)，具有新技术、新结构和先进技术原理的汽车。其中纯电动汽车(BEV)、混合动力电动汽车(HEV)和燃料电池电动汽车(FCEV)发展前景最为良好，也是目前国家大力推广的主要新能源车型。
随着中国新能源汽车工业的高速发展，越来越多的新能源汽车将投放市场。纯电动及插电式混合动力汽车在起步时都是利用驱动电机提供动力来源，启动声音较小，起步速度较快，在城市及人流密集的区域，极容易引发对车外的行人及其它车辆的安全事故。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，当新能源汽车起步且车速低于20km/h行驶时，可以根据车辆的行驶状况模拟其行驶声音，以提醒车外行人或车辆主动避让，防止人员伤害及车辆碰撞等安全事故发生，确保新能源汽车的运行安全。
(二)技术方案
一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，包括CAN接口单元、主控单元、音频输出单元、音量调节单元、指示灯单元和电源单元；
所述主控单元通过所述CAN接口单元与车载CAN总线相连接，采集所述车载CAN总线上面的车辆车速、挡位、左右转向等数据，进行计算分析后合成音频信号，输出分别连接所述音频输出单元、所述音量调节单元和所述指示灯单元；
所述音频输出单元与所述主控单元相连，将所述主控单元合成的信号放大后，推动扬声器发出提醒音；
所述音量调节单元与所述主控单元相互连接，实现音量大小调节或静音；
所述指示灯单元与所述主控单元相连，指示是否处于静音状态；
所述电源单元将车载12V/24V电压转化为5V电压，给其它各模块供电。
进一步的，所述CAN接口单元选用通用CAN隔离收发器CTM8251AT。
进一步的，所述主控单元选用32位Coretex-M3内核的单片机STM32F103R8。
进一步的，所述音频输出单元包括语音芯片、扬声器、第一～第二十一按键和第一电阻，其中所述语音芯片选用高品质MP3语音芯片Y8301-SS0P24MP3，所述扬声器选用具有防水性能的高低音扬声器。
进一步的，所述指示灯单元选用红绿双色发光二极管。
进一步的，所述电源单元选用DC-DC直流开关转换芯片XL1509-5.0E。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，当新能源汽车起步且车速低于20km/h行驶时，可以根据车辆的行驶状况模拟其行驶声音，以提醒车外行人或车辆主动避让，防止人员伤害及车辆碰撞等安全事故发生，确保新能源汽车的运行安全，其结构简单，系统功耗低，成本低廉，稳定性和可靠性好，响应快速，使用灵活，具有良好的可扩展性。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器的系统结构框图。
图2为本发明所涉及的一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器的CAN接口单元电路原理图。
图3为本发明所涉及的一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器的音频输出单元电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。
如图1所示，一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，包括CAN接口单元、主控单元、音频输出单元、音量调节单元、指示灯单元和电源单元；主控单元通过CAN接口单元与车载CAN总线相连接，采集车载CAN总线上面的车辆车速、挡位、左右转向等数据，进行计算分析后合成音频信号，输出分别连接音频输出单元、音量调节单元和指示灯单元；音频输出单元与主控单元相连，将主控单元合成的信号放大后，推动扬声器发出提醒音；音量调节单元与主控单元相互连接，实现音量大小调节或静音；指示灯单元与主控单元相连，指示是否处于静音状态；电源单元将车载12V/24V电压转化为5V电压，给其它各模块供电。
CAN(控制器局域网)是国际上运用最广泛的总线之一，由于是通过差分方式传输，其具有结构简单、传输距离较远、速率较快、节点数自由、安全可靠等特性，使其在汽车电子领域备受关注。CAN总线被设计在ECU(汽车电子控制单元)之间交换信息，从而构成了汽车电子网络。
车载传感器设备采集车辆车速、挡位、左右转向等数据，并将数据放在车载CAN总线上面。CAN接口单元主要用于完成与CAN总线的通讯，接收所需数据，实现主控单元与新能源汽车内部控制系统之间的无干扰通讯。CAN接口单元选用接口电路非常简单的通用CAN隔离收发器CTM8251AT，它的主要功能是将CAN控制器的逻辑电平转换为CAN总线的差动电平。另外，CTM8251AT还具有对CAN控制器与CAN总线之间的隔离作用，隔离电源可达DC2500V。如图2所示，CAN控制器通过其UART1口与CAN隔离收发器U2CTM8251AT通信连接，CTM8251AT的CAN_H脚接CAN总线高数据位，CAN_L接低数据位。
主控单元选用32位Coretex-M3内核的单片机STM32F103R8，高达256K内部Flash存储器，2.0～3.6V宽电压和-40～105℃宽温度范围，多种时钟可选，内部最高72MHz RC时钟，多种电源管理模式，如等待、活跃停机、停机等，带12位ADC，1路CAN接口，2路DAC，多个I/O口及外部中断，运算速度快，满足声音快速响应要求。用RC复位电路完成STM32F103R8的上电复位，在电阻上反相并联一个泄放二极管，以应对电源的快速波动。由于采用CAN通信，需要外部晶振保证时钟的精度，确保CAN通信正常工作。STM32F103R8通过CAN接口单元采集车载CAN总线上面的车辆车速、挡位、左右转向等数据进行分析计算，合成音频信号，该音频信号频率随车速变化。
如图3所示，音频输出单元包括语音芯片U2、扬声器LS1、按键K1～K21和电阻R1，其中语音芯片U2选用高品质MP3语音芯片Y8301-SS0P24MP3，扬声器LS1选用具有防水性能的高低音扬声器。Y8301-SS0P24MP3支持MP3、WAV格式双解码，内置SPI-Flash作为存储介质，配有Micro USB接口，可以通过数据线连接电脑自由更换Flash的音频内容。并内置3W功放，可以直接驱动3W的喇叭，使用非常方便。其支持标准串口控制，串口为3.3V TTL电平，因此可与STM32F103R8的UART2口直接相连。Y8301-SS0P24MP3有六个触发IO口，最多支持21段按键一对一触发播放，按键K1～K21对应1～21段语音。为了提醒车外行人或车辆，需要在车厢外部安装扬声器，为了应对雨水等特殊情况，扬声器需要具备防水性能。同时扬声器采用高低音扬声器，保证高频和低频声音均可输出，确保在不同声音频率下车外行人或车辆都能感知。
车辆可能行驶在医院、学校或夜间等需要安静的环境，此时需要将提醒音调低或关闭，因此通过音量调节单元进行音量大小调节或静音功能。
指示灯单元选用红绿双色发光二极管，绿色为电源指示灯，上电后常亮；红色为静音指示灯，当提醒音音量调至静音时，指示灯点亮，提醒驾驶员目前已进入静音状态。
根据宽电源、低功耗的要求，电源单元选用DC-DC直流开关转换芯片XL1509-5.0E。XL1509-5.0E最大转换电流达到2A，工作极限电压为45V，可靠工作电压上限为40V，自带过流保护。由于汽车电子产品的电源反极性保护要求和本提醒器的实际工作电流，在电源正极串入二极管，同时在电源输入端与地之间并联一个大功率的TVS管，可有效保护后续器件不受损坏。
本发明提供了一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，当新能源汽车起步且车速低于20km/h行驶时，可以根据车辆的行驶状况模拟其行驶声音，以提醒车外行人或车辆主动避让，防止人员伤害及车辆碰撞等安全事故发生，确保新能源汽车的运行安全，其结构简单，系统功耗低，成本低廉，稳定性和可靠性好，响应快速，使用灵活，具有良好的可扩展性。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (6)
1.一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：包括CAN接口单元、主控单元、音频输出单元、音量调节单元、指示灯单元和电源单元；
所述主控单元通过所述CAN接口单元与车载CAN总线相连接，采集所述车载CAN总线上面的车辆车速、挡位、左右转向等数据，进行计算分析后合成音频信号，输出分别连接所述音频输出单元、所述音量调节单元和所述指示灯单元；
所述音频输出单元与所述主控单元相连，将所述主控单元合成的信号放大后，推动扬声器发出提醒音；
所述音量调节单元与所述主控单元相互连接，实现音量大小调节或静音；
所述指示灯单元与所述主控单元相连，指示是否处于静音状态；
所述电源单元将车载12V/24V电压转化为5V电压，给其它各模块供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：所述CAN接口单元选用通用CAN隔离收发器CTM8251AT。
3.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：所述主控单元选用32位Coretex-M3内核的单片机STM32F103R8。
4.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：所述音频输出单元包括语音芯片、扬声器、第一～第二十一按键和第一电阻，其中所述语音芯片选用高品质MP3语音芯片Y8301-SS0P24MP3，所述扬声器选用具有防水性能的高低音扬声器。
5.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：所述指示灯单元选用红绿双色发光二极管。
6.根据权利要求1所述的一种基于CAN总线的新能源汽车低速行驶提醒器，其特征在于：所述电源单元选用DC-DC直流开关转换芯片XL1509-5.0E。
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| CN109324546A (zh) * | 2018-09-19 | 2019-02-12 | 智旅交通科技（深圳）有限公司 | 一种新能源汽车avas安全预警车载终端系统 |
| CN111717027A (zh) * | 2019-03-21 | 2020-09-29 | 浙江吉智新能源汽车科技有限公司 | 一种组合仪表及车辆 |
| CN112895905A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-04 | 南京汉得利智能科技有限公司 | 一种电动汽车低速报警系统 |
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