CN108318704A - 基于ak通信协议的abs轮速传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于AK通信协议的ABS轮速传感器，包括ABS轮速传感器，用于测量汽车的信号；数据处理模块，集成了AK通信协议，用于处理ABS轮速传感器的传入的信号；通讯模块，用于接收数据处理模块的信号，并将信号通过总线进行发布。本发明通过输出采用AK协议的数字编码信号技术，可为系统端提供更加丰富的传感器信息；传感器输出的数字信息中包含轮速、转动方向、磁隙大小等信息，可集成输出给系统端，实现信号同步输出、快速解析，达到即速检测；传感器基于霍尔效应集成内部诊断功能，当传感器本身出现故障或与轮毂发生匹配问题时，传感器直接将故障信息发送给系统端，系统端能快速诊断、及时发现问题，帮助操作人员快速识别并排出故障。
Description
技术领域
本发明涉及汽车制动技术领域，具体涉及一种基于AK通信协议的ABS轮速传感器。
背景技术
汽车轮速传感器为ABS制动系统中的关键部件，为该系统提供轮速信号，车载ECU以此为依据进行逻辑运算，并得出车辆滑移率及减速度，进而以此作为车辆ABS制动的判决条件。轮速传感器的原理为：齿圈转动时，会使得穿过传感器的磁力线密度发生变化，因而引起传感器内部电压变化，经过转化成脉冲信号，以得出车速。该部件的可靠性事关车辆制动的安全性，但是随着科技的进步，传统ABS轮速传感器基本是基于CAN通信协议，其功能已经不能满足人们对汽车安全性和人性化的要求。
AK通信协议是德国汽车工业协会为了充分利用现有设备，实现不同设备的互联而设计的通讯协议，只要现有设备与软件同时遵循AK协议就可以互联。其建立在低速通信基础上，AK指令包括请求指令、控制指令和设置指令，指令的发送是根据Master-Slave原理进行的。
基于AK协议的轮速传感器在国际技术仍不成熟，且只能检测到简单的轮速信号。例如，罗伯特·博世有限公司申请了一种用于运行转速传感器的方法和装置、转速传感器设备(公开号：CN107850618A)，其介绍了通过应用已知的AK协议借助于电流接口根据所检测的磁场强度提供转速信息信号的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供基于AK通信协议的ABS轮速传感器，其解决了传统轮速传感器传输的信号单一，能实现的功能较为单一的缺陷。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
基于AK通信协议的ABS轮速传感器，包括
ABS轮速传感器，用于测量汽车的信号；
数据处理模块，集成了AK通信协议，用于处理ABS轮速传感器的传入的信号；
通讯模块，用于接收数据处理模块的信号，并将信号通过总线进行发布；
所述ABS轮速传感器的输出端连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端连接通讯模块，通讯模块直接连接总线，所述ABS轮速传感器、数据处理模块和通讯模块均连接有电源。
进一步改进在于，所述ABS轮速传感器包括传感头部，以及固定在传感头部上的传感芯片，以及通过线缆与传感芯片连接的连接器，所述连接器将传感芯片的信号传输到数据处理模块。
进一步改进在于，所述线缆上设有若干个固定块，用于将线缆固定在车身上。
进一步改进在于，所述传感芯片包括
霍尔效应传感单元；
电流驱动单元，其耦接到所述霍尔效应传感单元并且被配置为提供激励电流给所述霍尔效应传感单元；
微控制单元，其耦接到所述电流驱动单元。
进一步改进在于，所述连接器包括采样放大电路、第一放大电路、第二放大电路，所述采样放大电路一端与数据处理模块连接，另一端与传感芯片连接，所述第一放大电路和第二放大电路一端均与数据处理模块连接，另一端均与采样放大电路连接。
进一步改进在于，使用AK通信协议以用于测量汽车的信号。
进一步改进在于，所述信号包括轮速信号、转动方向信号和磁隙大小信号。
进一步改进在于，所述数据处理模块为集成了AK通讯协议的单片机，所述AK通讯协议包括测量值的报文格式规定模块、测量值的读取方式规定模块、测量值出错后的处理方式规定模块，以及串口通讯模块。
进一步改进在于，所述串口通讯模块包括有发送引脚、接收引脚和接地引脚。
本发明的有益效果是：
1)通过输出采用AK协议的数字编码信号技术，可为系统端提供更加丰富的传感器信息。
2)传感器输出的数字信息中包含轮速、转动方向、磁隙大小等信息，可集成输出给系统端，实现信号同步输出、快速解析，达到即速检测。
3)传感器基于霍尔效应集成内部诊断功能，当传感器本身出现故障或与轮毂发生匹配问题时，传感器直接将故障信息发送给系统端，系统端能快速诊断、及时发现问题，帮助操作人员快速识别并排出故障。
4)具备磁隙范围广，抗干扰能力强等特点。
附图说明
图1为本发明的系统原理图；
图2为ABS轮速传感器的结构示意图；
图3为传感芯片的内部原理图；
图4为连接器的工作原理图；
图5为AK通讯协议的各模块图；
图6为AK通讯协议的数据收发流程图；
其中，1-传感头部，2-传感芯片，3-线缆，4-连接器，5-固定块。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，一种基于AK通信协议的ABS轮速传感器，包括ABS轮速传感器，用于测量汽车的信号；数据处理模块，集成了AK通信协议，用于处理ABS轮速传感器的传入的信号；通讯模块，用于接收数据处理模块的信号，并将信号通过总线进行发布；ABS轮速传感器的输出端连接数据处理模块的输入端，数据处理模块的输出端连接通讯模块，通讯模块直接连接总线，ABS轮速传感器、数据处理模块和通讯模块均连接有电源。
如图2所示，ABS轮速传感器包括传感头部1，以及固定在传感头部1上的传感芯片2，以及通过线缆3与传感芯片2连接的连接器4，连接器4将传感芯片2的信号传输到数据处理模块。线缆3上设有若干个固定块5，用于将线缆3固定在车身上。
如图3所示，传感芯片2包括霍尔效应传感单元；电流驱动单元，其耦接到霍尔效应传感单元并且被配置为提供激励电流给霍尔效应传感单元。电流驱动单元耦接到霍尔效应传感单元的激励输入端，以提供激励电流给霍尔效应传感单元。另外，还包括微控制单元，其耦接到电流驱动单元，微控制单元被配置为控制电流驱动单元以设置电流驱动单元的输出电流水平，并且从而控制提供给霍尔效应传感单元的激励电流的值。霍尔效应传感单元感测提供给霍尔效应传感单元的磁场，并且输出与感测的磁场的强度成比例的电压信号，将输出电压信号提供给设在传感芯片2内部的模拟信号调节单元，模拟信号调节单元执行霍尔效应传感单元输出信号的模拟信号调节，实现诊断并自我调节。
微控制单元为包括有型号为LPC2378FBD144的芯片，LPC2378FBD144是一种适合嵌入式应用的ARM7微控制器，运行频率为72MHz。
如图4所示，连接器4包括采样放大电路、第一放大电路、第二放大电路，采样放大电路一端与数据处理模块连接，另一端与传感芯片2连接，第一放大电路和第二放大电路一端均与数据处理模块连接，另一端均与采样放大电路连接。连接器4用于线缆3传输的信号复制后输入给数据处理模块。
如图5所示，数据处理模块为集成了AK通讯协议的单片机，单片机型号为MCS12XDP512MAL，AK通讯协议包括测量值的报文格式规定模块、测量值的读取方式规定模块、测量值出错后的处理方式规定模块，以及串口通讯模块。其中，串口通讯模块包括有发送引脚、接收引脚和接地引脚。
本发明使用AK通信协议以用于测量汽车的信号。其中，信号包括轮速信号、转动方向信号和磁隙大小信号等。
如图6所示，使用AK通信协议在数据的传输时，数据处理模块中串口配置完成上位机(RS485或者RS232)串口通道、数据通讯速率、数据位、校验位、停止位及流程控制设置。AK命令发送及测量数据接收操作指令，通过条件结构分支进行串口写入操作。属性节点获取串口每帧接收数据的字节数，串口读取读取串口输入的每帧测量数据并在显示窗口显示，匹配模式计算串口读取的空格个数及字符长度，索引数组根据截取字符索引位置截取字符串长度，将截取的串口输入数据写入文本文件并在测量窗口显示。
另外，上述提到的总线可采用常规总线，作用等同于Can总线，可有效支持分布式控制或实时控制的串行通讯网络，用于上位机通信以及输出信号电路的通信，其直接连于通讯模块，将数据处理模块中的信号经串口通讯模块传输到控制系统中。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.基于AK通信协议的ABS轮速传感器，其特征在于：包括
ABS轮速传感器，用于测量汽车的信号；
数据处理模块，集成了AK通信协议，用于处理ABS轮速传感器的传入的信号；
通讯模块，用于接收数据处理模块的信号，并将信号通过总线进行发布；
所述ABS轮速传感器的输出端连接数据处理模块的输入端，所述数据处理模块的输出端连接通讯模块，所述通讯模块直接连接总线，所述ABS轮速传感器、数据处理模块和通讯模块均连接有电源。
2.根据权利要求1所述的基于AK通信协议的ABS轮速传感器，其特征在于：所述ABS轮速传感器包括传感头部，以及固定在传感头部上的传感芯片，以及通过线缆与传感芯片连接的连接器，所述连接器将传感芯片的信号传输到数据处理模块。
3.根据权利要求2所述的基于AK通信协议的ABS轮速传感器，其特征在于：所述线缆上设有若干个固定块，用于将线缆固定在车身上。
4.根据权利要求2所述的基于AK通信协议的ABS轮速传感器，其特征在于：所述传感芯片包括
霍尔效应传感单元；
电流驱动单元，其耦接到所述霍尔效应传感单元并且被配置为提供激励电流给所述霍尔效应传感单元；
微控制单元，其耦接到所述电流驱动单元。
5.根据权利要求2所述的基于AK通信协议的ABS轮速传感器，其特征在于：所述连接器包括采样放大电路、第一放大电路、第二放大电路，所述采样放大电路一端与数据处理模块连接，另一端与传感芯片连接，所述第一放大电路和第二放大电路一端均与数据处理模块连接，另一端均与采样放大电路连接。
6.根据权利要求1所述的基于AK通信协议的ABS轮速传感器，其特征在于：使用AK通信协议以用于测量汽车的信号。
7.根据权利要求6所述的基于AK通信协议的ABS轮速传感器，其特征在于：所述信号包括轮速信号、转动方向信号和磁隙大小信号。
8.根据权利要求1所述的基于AK通信协议的ABS轮速传感器，其特征在于：所述数据处理模块为集成了AK通讯协议的单片机，所述AK通讯协议包括测量值的报文格式规定模块、测量值的读取方式规定模块、测量值出错后的处理方式规定模块，以及串口通讯模块。
9.根据权利要求8所述的基于AK通信协议的ABS轮速传感器，其特征在于：所述串口通讯模块包括有发送引脚、接收引脚和接地引脚。
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