CN108633129B - 一种led尾灯电路的故障监测系统及监测处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种LED尾灯电路的故障监测系统及监测处理方法，它包括控制单元与执行单元，控制单元与执行单元通过UART总线相连；控制单元包括CAN/LIN收发器、MCU和LDO，CAN/LIN收发器与MCU相连，LDO为CAN/LIN收发器和MCU供电；执行单元包括LED驱动芯片、LED光源矩阵和恒流回路控制模块，LED驱动芯片分别与LED光源矩阵和恒流回路控制模块相连。本发明通过上位机可实时地了解到LED尾灯的各项工作状态，避免了因LED尾灯失效而造成的不必要的交通事故，有效提高了夜间驾驶的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED尾灯电路的故障监测系统，尤其是一种矩阵式或者像素式的LED尾灯电路的故障监测系统及监测处理方法。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，LED光源在车灯上应用的普及和LED光源的日趋微型化设计，矩阵式或者像素式的具有多颗粒LED尾灯也应运而生。通过控制不同区域LED的亮灭，可实现尾灯的多样化效果，如：呼吸灯，跑马灯，颜文字表情等。但是，随着尾灯LED数量的不断增多，如何做好有效的故障监测与处理成为有待解决的技术问题。
尾灯作为夜间驾驶主要的照明灯具，要求较高的可靠性。但是，如果出现异常状态，整个尾灯就不能正常工作。例如：LED失效、LED过温等。其失效的处理机制，也应该保证最基本的车辆信号灯功能，防止后车追尾。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种LED尾灯电路的故障监测系统及监测处理方法，可在小于1秒的时间内监测出故障，并随即采取相应措施，把对外界的影响降低到最小。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种LED尾灯电路的故障监测系统，它包括控制单元与执行单元，控制单元与执行单元通过UART总线相连；
控制单元包括CAN/LIN收发器、MCU和LDO，CAN/LIN收发器与MCU相连，LDO为CAN/LIN收发器和MCU供电；
执行单元包括LED驱动芯片、LED光源矩阵和恒流回路控制模块，LED驱动芯片分别与LED光源矩阵和恒流回路控制模块相连；
控制单元的MCU通过UART总线周期性地发送固定的LED故障查询报文给执行单元的LED驱动芯片，LED驱动芯片接收到故障查询命令后，对LED光源矩阵中的LED进行开路与短路的故障检查，并将检查结果实时反馈给MCU；
控制单元的MCU通过AD采样对LED尾灯电路的工作电压及LED光源矩阵的温度进行实时监测，同时，MCU实时收集LED尾灯电路的故障状态，并以固定周期通过CAN/LIN收发器上报给上位机。
进一步地，LED光源矩阵由三颗以上的LED组成。
进一步地，LED驱动芯片的型号为TPS92661。
进一步地，控制单元的MCU通过对贴在LED基板上的PTC热敏电阻的电压值进行AD采样，来实时监测LED光源矩阵的温度。
一种LED尾灯电路的故障监测系统的监测处理方法，它包括以下步骤：
步骤一，LED尾灯电路上电，各模块初始化，工作电压检测是否满足9-16V；若不满足，则持续等待；若满足，则进入正常工作模式；
步骤二，CAN/LIN收发器进行CAN/LIN控制报文的接收与发送；
步骤三，故障监测系统判断当前LED尾灯电路是否存在故障，若存在故障，故障监测系统则首先判断该故障是否为历史故障；
步骤四，若该故障不是历史故障，故障监测系统则识别故障类型和记录后，进行相应处理，并将故障信息通过CAN/LIN收发器发送给上位机后，返回步骤二；若该故障为历史故障，故障监测系统则不对其进行重复的故障处理，只将故障信息反馈给上位机；
步骤五，若不存在故障，故障监测系统首先判断历史故障库里是否存在历史故障；若存在历史故障，则清除历史故障并恢复到故障处理前的状态；若不存在历史故障，则控制单元接收上位机发送的CAN/LIN控制报文后，通过UART总线转发给执行单元；
步骤六，LED驱动芯片根据控制命令控制不同区域LED光源矩阵的亮灭；
步骤七，返回步骤二，继续监测LED尾灯电路工作是否正常。
进一步地，LED尾灯电路的故障包括LED尾灯电路工作电压不满足9-16V，LED光源矩阵过温、LED光源矩阵中的LED短路或断路失效以及UART总线故障。
有益效果：
1.本发明通过上位机可实时了解到LED尾灯的各项工作状态，从而有效保证矩阵式或者像素式LED尾灯的可靠性，避免因LED尾灯失效而造成的不必要的交通事故，有效提高夜间驾驶的安全性。
2.本发明通过监测及时发现LED尾灯电路的故障或失效，进而对不同类型的故障采取不同的处理方法，将故障对系统和外界的干扰和损坏降到最低。
附图说明
图1是本发明的故障监测系统结构图；
图2是本发明的故障监测处理主流程图；
图3是本发明的故障监测处理子流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明提出一种LED尾灯电路的故障监测系统，如图1所示，它包括左、右控制单元1与左、右执行单元2，左、右控制单元1分别与左、右执行单元2通过UART总线相连；
左、右控制单元1均包括CAN/LIN收发器11、MCU 12和LDO 13，CAN/LIN收发器11与MCU 12相连，LDO 13为CAN/LIN收发器11和MCU 12供电；
左、右执行单元2均包括LED驱动芯片21、LED光源矩阵22和恒流回路控制模块23，LED驱动芯片21分别与LED光源矩阵22和恒流回路控制模块23相连；LED光源矩阵22由三颗以上的LED组成；LED驱动芯片21的型号优选为TPS92661。
控制单元1的MCU 12通过UART总线周期性地发送固定的LED故障查询报文给执行单元2的LED驱动芯片21，LED驱动芯片21接收到故障查询命令后，对LED光源矩阵22中的LED进行开路与短路的故障检查，并将检查结果实时反馈给MCU 12；
控制单元1的MCU 12通过AD采样对LED尾灯电路的工作电压及LED光源矩阵22的温度进行实时监测，同时，MCU 12实时收集LED尾灯电路的故障状态，并以固定周期通过CAN/LIN收发器11上报给上位机3。
本发明还提出一种LED尾灯电路的故障监测系统的监测处理方法，该方法运行的流程为两部分，即主流程和子流程。
主流程负责整个故障监测系统的运转，从而判断是否响应上位机3的控制命令。如图2所示，其实现步骤如下：
步骤一，LED尾灯电路上电，各模块初始化，工作电压检测是否满足9-16V；若不满足，则持续等待；若满足，则进入正常工作模式；
步骤二，CAN/LIN收发器11进行CAN/LIN控制报文的接收与发送；
步骤三，故障监测系统判断当前LED尾灯电路是否存在故障，若存在故障，故障监测系统则首先判断该故障是否为历史故障；
步骤四，若该故障不是历史故障，故障监测系统则识别故障类型和记录后，进行相应处理，并将故障信息通过CAN/LIN收发器11发送给上位机3后，返回步骤二；若该故障为历史故障，故障监测系统则不对其进行重复的故障处理，只将故障信息反馈给上位机3；
步骤五，若不存在故障，故障监测系统首先判断历史故障库里是否存在历史故障；若存在历史故障，则清除历史故障并恢复到故障处理前的状态；若不存在历史故障，则控制单元1接收上位机3发送的CAN/LIN控制报文后，接收和解析上位机3的CAN/LIN控制报文，通过算法得出需要控制的LED，通过UART总线将控制命令发送至执行单元2；
步骤六，LED驱动芯片21根据控制命令控制不同区域LED光源矩阵22的亮灭；
步骤七，返回步骤二，继续监测LED尾灯电路工作是否正常。
在上述步骤三中涉及到子流程，子流程主要负责在故障监测系统开启的情况下，监测LED尾灯电路的工作电压、LED光源矩阵22的温度、LED光源矩阵22中LED的短路或断路失效以及UART总线故障。如图3所示，其实现步骤如下：
首先，判断故障监测系统是否开启，若没有开启，则返回上述主流程中的步骤二；若已开启，则顺序判断LED尾灯电路的工作电压是否满足9-16V、执行单元2是否故障(LED光源矩阵22是否过温、LED光源矩阵22中LED是否短路或断路)和UART总线是否故障，返回上述主流程。
实施例1：
下面结合故障监测系统主要监测的LED尾灯电路中的总线、执行单元2和控制单元1这三部分的故障情况进行详细说明。
总线故障监测：LED尾灯电路中UART总线由MCU 12来实现故障监测。一般通过在软件上采用数据校验CRC，通过在数据收发中加入CRC码，可以检测出每次收发的数据是否正确，从而保证了数据传输的准确性与可靠性。
执行单元2故障监测：执行单元2，如LED驱动芯片21、LED光源矩阵22和LED光源矩阵22中的LED；LED驱动芯片21和LED光源矩阵22中的LED，通过UART总线发送固定的查询命令，可查询LED驱动芯片21的寄存器来得知LED驱动芯片21以及与其相连接的LED光源矩阵22中的LED的状态。LED光源矩阵22中的LED状态包括正常、短路和开路；LED驱动芯片21包括正常和故障；LED光源矩阵22，通过AD采样贴在LED基板上的PTC热敏电阻的电压值，实时监测和判断其是否过温。
控制单元1故障监测：通过对LED尾灯电路工作电压的实时监测，可以监测到整个电路的过压，欠压等常见故障，并采取相应的故障处理措施。
当LED尾灯电路存在故障时，故障监测系统监测到故障后，会对故障进行分类和记录，不同类型的失效形式采用不同的处理方法，根据LED尾灯的失效形式所采用的具体处理方法，见下表1。
表1一种LED尾灯电路的失效形式及处理方法
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (6)
1.一种LED尾灯电路的故障监测系统，其特征在于：它包括控制单元(1)与执行单元(2)，所述控制单元(1)与执行单元(2)通过UART总线相连；
所述控制单元(1)包括CAN/LIN收发器(11)、MCU(12)和LDO(13)，CAN/LIN收发器(11)与MCU(12)相连，LDO(13)为CAN/LIN收发器(11)和MCU(12)供电；
所述执行单元(2)包括LED驱动芯片(21)、LED光源矩阵(22)和恒流回路控制模块(23)，LED驱动芯片(21)分别与LED光源矩阵(22)和恒流回路控制模块(23)相连；
所述控制单元(1)的MCU(12)通过UART总线周期性地发送固定的LED故障查询报文给执行单元(2)的LED驱动芯片(21)，LED驱动芯片(21)接收到故障查询命令后，对LED光源矩阵(22)中的LED进行开路与短路的故障检查，并将检查结果实时反馈给MCU(12)；
所述控制单元(1)的MCU(12)通过AD采样对LED尾灯电路的工作电压及LED光源矩阵(22)的温度进行实时监测，同时，MCU(12)实时收集LED尾灯电路的故障状态，并以固定周期通过CAN/LIN收发器(11)上报给上位机(3)。
2.根据权利要求1所述的LED尾灯电路的故障监测系统，其特征在于：所述LED光源矩阵(22)由三颗以上的LED组成。
3.根据权利要求1所述的LED尾灯电路的故障监测系统，其特征在于：所述LED驱动芯片(21)的型号为TPS92661。
4.根据权利要求1所述的LED尾灯电路的故障监测系统，其特征在于：所述控制单元(1)的MCU(12)通过对贴在LED基板上的PTC热敏电阻的电压值进行AD采样，来实时监测LED光源矩阵(22)的温度。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的LED尾灯电路的故障监测系统的监测处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一，LED尾灯电路上电，各模块初始化，工作电压检测是否满足9-16V；若不满足，则持续等待；若满足，则进入正常工作模式；
步骤二，CAN/LIN收发器(11)进行CAN/LIN控制报文的接收与发送；
步骤三，故障监测系统判断当前LED尾灯电路是否存在故障，若存在故障，故障监测系统则首先判断该故障是否为历史故障；
步骤四，若该故障不是历史故障，故障监测系统则识别故障类型和记录后，进行相应处理，并将故障信息通过CAN/LIN收发器(11)发送给上位机(3)后，返回步骤二；若该故障为历史故障，故障监测系统则不对其进行重复的故障处理，只将故障信息反馈给上位机(3)；
步骤五，若不存在故障，故障监测系统首先判断历史故障库里是否存在历史故障；若存在历史故障，则清除历史故障并恢复到故障处理前的状态；若不存在历史故障，则控制单元(1)接收上位机(3)发送的CAN/LIN控制报文后，通过UART总线转发给执行单元(2)；
步骤六，LED驱动芯片(21)根据控制命令控制不同区域LED光源矩阵(22)的亮灭；
步骤七，返回步骤二，继续监测LED尾灯电路工作是否正常。
6.根据权利要求5所述的LED尾灯电路的故障监测系统的监测处理方法，其特征在于：所述LED尾灯电路的故障包括LED尾灯电路工作电压不满足9-16V，LED光源矩阵(22)过温、LED光源矩阵(22)中的LED短路或断路失效以及UART总线故障。
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