CN111323138A - 具有can总线的接口的温度传感器装置 - Google Patents

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CN111323138A CN202010187828.8A CN202010187828A CN111323138A CN 111323138 A CN111323138 A CN 111323138A CN 202010187828 A CN202010187828 A CN 202010187828A CN 111323138 A CN111323138 A CN 111323138A
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Abstract

本发明提供了一种具有CAN总线的接口的温度传感器装置，包括：温度处理单元、寄存器组单元、CAN总线接口单元以及远端三极管；所述温度处理单元与寄存器组单元相连；所述寄存器组单元与CAN总线接口单元相连；所述寄存器组单元包括：寄存器组；所述温度处理单元包括：本地二极管阵列；所述本地二极管阵列包括：本地二极管；所述温度处理单元能够处理远端三极管和本地二极管所表示的温度；所述寄存器组能够存储数字温度值；所述寄存器组能够存储设定通道的高限制温度值信息、低限制温度值信息；所述CAN总线接口单元能够发送CAN总线上的电平；所述CAN总线接口单元能够接受CAN总线上的电平。本发明有利于电池保护。

Description

具有CAN总线的接口的温度传感器装置
技术领域
本发明涉及温度传感器技术领域，具体地，涉及一种具有CAN总线的接口的温度传感器装置。
背景技术
在燃油型汽车中，CAN总线的架构的数据通讯和安全保护中，对温度的监控一直是依赖于分立的模拟输出或SMBus数字输出的温度传感器芯片、信号调理芯片、AD采样芯片、隔离芯片和CAN总线接口芯片搭建的测量系统。温度的获取有着极长的路径，对数据的准确性构成了大的挑战。在以电池为代表的新能源型汽车中，电池取代了燃油，系统中需要一直监控温度，一旦电池放电异常，导致温度过高，如果主控芯片不能优先获取到此温度芯片，做出降低放电频率，电池保护，和热能耗散的动作，电池会发生燃烧，危害乘驾人员的生命安全。
专利文献CN202974475公开一种蓄电池组温度测量装置，属于温度检测仪器技术领域，用于对蓄电池组进行多点温度检测及数据传输，其技术方案是：它包括单片机、多个温度传感器，单片机每个数字量接口只连接一个温度传感器，单片接通过RS-485总线与上位机进行连接。本实用新型的采取单片机每个数字量接口只连接一个温度传感器的方案，使温度数据采集由传统的串行方式转变成并行方式，提高温度检测的可靠性和分检速度；温度传感器数据地址完全由其安装位置确定，与温度传感器芯片识别码无关，单片机中也不需要预存的温度传感器芯片识别码；采用具有电磁隔离的芯片构成RS-485总线接口，实现数据的远程传输方案，增强了通信的抗干扰能力，数据传输距离大大增强。该发明并不能很好地适用于新能源型汽车中。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种具有CAN总线的接口的温度传感器装置。
根据本发明提供的一种具有CAN总线的接口的温度传感器装置，包括：温度处理单元、寄存器组单元、CAN总线接口单元以及远端三极管；所述温度处理单元与寄存器组单元相连；所述寄存器组单元与CAN总线接口单元相连；所述寄存器组单元包括：寄存器组；所述温度处理单元包括：本地二极管阵列；所述本地二极管阵列包括：本地二极管；所述温度处理单元能够处理远端三极管和本地二极管所表示的温度；所述寄存器组能够存储数字温度值；所述寄存器组能够存储设定通道的高限制温度值信息、低限制温度值信息；所述CAN总线接口单元能够发送CAN总线上的电平；所述CAN总线接口单元能够接受CAN总线上的电平。
优选地，所述温度处理单元还包括：模拟通道选择器，模拟数字转换器以及数字码流产生器；所述本地二极管与模拟通道选择器相连；所述模拟通道选择器与模拟数字转换器相连；所述模拟数字转换器与数字码流产生器相连。
优选地，所述CAN总线接口单元包括：CAN控制器、CAN发送器、CAN接受器、CAN物理层接口；所述CAN控制器与CAN发送器、CAN接受器分别相连；所述CAN发送器与CAN物理层接口相连；所述CAN接受器与CAN物理层接口相连。
优选地，所述寄存器组包括：本地温度寄存器、第一远端温度寄存器、第二远端温度寄存器、第三远端温度寄存器；
优选地，所述寄存器组还包括：状态寄存器、配置寄存器、本地高限制寄存器、本地低限制寄存器；
优选地，所述寄存器组还包括：第一远端高限制寄存器、第一远端低限制寄存器、第二远端高限制寄存器、第二远端低限制寄存器、第三远端高限制寄存器、第三远端低限制寄存器。
优选地，CAN总线接口单元采用CAN总线温度数据格式。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明有利于电池保护，改善热能耗散的动作，避免电池会发生燃烧，避免危害乘驾人员的生命安全。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例中的CAN总线温度传感器的内部顶层结构示意图。
图2为本发明实施例中的CAN总线温度传感器的封装示意图。
图3:本发明实施例中的温度处理单元结构示意图。
图4为本发明实施例中的寄存器组结构示意图。
图5为本发明实施例中的CAN总线接口结构示意图。
图6为本发明实施例中的CAN总线物理层电平示意图。
图7为本发明实施例中的CAN总线逻辑层的数据包示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-7所示，根据本发明提供的一种具有CAN总线的接口的温度传感器装置，包括：温度处理单元、寄存器组单元、CAN总线接口单元以及远端三极管；所述温度处理单元与寄存器组单元相连；所述寄存器组单元与CAN总线接口单元相连；所述寄存器组单元包括：寄存器组；所述温度处理单元包括：本地二极管阵列；所述本地二极管阵列包括：本地二极管；所述温度处理单元能够处理远端三极管和本地二极管所表示的温度；所述寄存器组能够存储数字温度值；所述寄存器组能够存储设定通道的高限制温度值信息、低限制温度值信息；所述CAN总线接口单元能够发送CAN总线上的电平；所述CAN总线接口单元能够接受CAN总线上的电平。
优选地，所述温度处理单元还包括：模拟通道选择器，模拟数字转换器以及数字码流产生器；所述本地二极管与模拟通道选择器相连；所述模拟通道选择器与模拟数字转换器相连；所述模拟数字转换器与数字码流产生器相连。
优选地，所述CAN总线接口单元包括：CAN控制器、CAN发送器、CAN接受器、CAN物理层接口；所述CAN控制器与CAN发送器、CAN接受器分别相连；所述CAN发送器与CAN物理层接口相连；所述CAN接受器与CAN物理层接口相连。
优选地，所述寄存器组包括：本地温度寄存器、第一远端温度寄存器、第二远端温度寄存器、第三远端温度寄存器；
优选地，所述寄存器组还包括：状态寄存器、配置寄存器、本地高限制寄存器、本地低限制寄存器；
优选地，所述寄存器组还包括：第一远端高限制寄存器、第一远端低限制寄存器、第二远端高限制寄存器、第二远端低限制寄存器、第三远端高限制寄存器、第三远端低限制寄存器。
优选地，CAN总线接口单元采用CAN总线温度数据格式。
具体地，在一个实施例中，一种CAN总线的温度传感器，其包含有：温度处理单元、寄存器组和CAN总线接口单元。其中温度处理单元可以处理远端三极管和本地二极管所表示的温度，寄存器组可以存储数字温度值，存储相对应通道的高限制和低限制的温度值，温度关于限制之间关系和温度上升和下降的快慢的速率；CAN总线接口单元可以发送和接受CAN总线上的电平，在温度传感器数据轮空传输的情况下，CAN总线接口根据轮空算法将仲裁的ID编号切换到动态ID模式，使得优先级提升，从而将温度数据发送出去。
温度处理单元包含有：本地二极管阵列，模拟通道选择器，模拟数字转换器，数字码流产生器。
CAN总线接口包含：CAN控制器、CAN发送器、CAN接收器、CAN物理层接口。
寄存器组包含有：本地温度寄存器、第一远端温度寄存器、第二远端温度寄存器、第三远端温度寄存器、状态寄存器、配置寄存器、本地高限制寄存器、本地低限制寄存器、第一远端高限制寄存器、第一远端低限制寄存器、第二远端高限制寄存器、第二远端低限制寄存器、第三远端高限制寄存器、第三远端低限制寄存器。
轮空算法是：当温度传感器发送编码ID时，由于存在优先级更高的器件占据CAN总线，CAN控制器记录ID仲裁失败次数大于配置寄存器中预先设定的CANArbitrateTime(CFG[7:4])时，CAN控制器就将静态ID切换到动态ID编码，以获得CAN总线的控制权。
CAN总线温度数据格式是：1比特的帧开始，11比特的编码ID，1比特的RTR，1比特IDE，1比特的保留位，4比特的DLC。16个字节的温度传感器数据。15比特的CRC校验码，1比特保留位，2比特的回应码，7比特的帧结束码。其温度的数据结构如下：
Figure BDA0002414810970000041
Figure BDA0002414810970000051
具体地，在一个实施例中，一种CAN总线的温度传感器，其包含有：温度处理单元、寄存器组和CAN总线接口单元。其中温度处理单元可以处理远端三极管和本地二极管所表示的温度，寄存器组可以存储数字温度值，存储相对应通道的高限制和低限制的温度值，温度关于限制之间关系和温度上升和下降的快慢的速率；CAN总线接口单元可以发送和接受CAN总线上的电平，在温度传感器数据轮空传输的情况下，CAN总线接口根据轮空算法将仲裁的ID编号切换到动态ID模式，使得优先级提升，从而将温度数据发送出去。
静态ID＝11’b111_0011_1100，动态编码的切换可以是：
ID＝11’b011_0011_1100；
ID＝11’b001_0011_1100；
ID＝11’b000_0011_1100；
遮掩确保ID能够优先被选中，从而将CAN总线轮空计数器的值清空。
配置寄存器的数据格式是：
CANArbitrateTime(CFG[7:4])，默认值位4’h5；
ConvertRatio(CFG[3:0])，默认值是4’h7；
状态寄存器的数据格式：
Rmt3H(Stat[7])，第三远端测温高于高限值；
Rmt3L(Stat[6])，第三远端测温低于低限值；
Rmt2H(Stat[5])，第二远端测温高于高限值；
Rmt2L(Stat[4])，第二远端测温低于低限值；
Rmt1H(Stat[3])，第一远端测温高于高限值；
Rmt1L(Stat[2])，第一远端测温低于低限值；
LocH(Stat[1])，本地测温高于高限值；
LocL(Stat[0])，本地测温低于低限值；
CRC校验码的多项式式是：CRC＝X^15+X^14+X^10+X^8+X^7+X^4+X^3+1，如果主机端计算的CRC校验码和从总线上读取的值不同，主机端会继续读取温度。
本发明有利于电池保护，改善热能耗散的动作，避免电池会发生燃烧，避免危害乘驾人员的生命安全。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种具有CAN总线的接口的温度传感器装置，其特征在于，包括：温度处理单元、寄存器组单元、CAN总线接口单元以及远端三极管；
所述温度处理单元与寄存器组单元相连；
所述寄存器组单元与CAN总线接口单元相连；
所述寄存器组单元包括：寄存器组；
所述温度处理单元包括：本地二极管阵列；
所述本地二极管阵列包括：本地二极管；
所述温度处理单元能够处理远端三极管和本地二极管所表示的温度；
所述寄存器组能够存储数字温度值；
所述寄存器组能够存储设定通道的高限制温度值信息、低限制温度值信息；
所述CAN总线接口单元能够发送CAN总线上的电平；
所述CAN总线接口单元能够接受CAN总线上的电平。
2.根据权利要求1所述的具有CAN总线的接口的温度传感器装置，其特征在于，所述温度处理单元还包括：模拟通道选择器，模拟数字转换器以及数字码流产生器；
所述本地二极管与模拟通道选择器相连；
所述模拟通道选择器与模拟数字转换器相连；
所述模拟数字转换器与数字码流产生器相连。
3.根据权利要求1所述的具有CAN总线的接口的温度传感器装置，其特征在于，所述CAN总线接口单元包括：CAN控制器、CAN发送器、CAN接受器、CAN物理层接口；
所述CAN控制器与CAN发送器、CAN接受器分别相连；
所述CAN发送器与CAN物理层接口相连；
所述CAN接受器与CAN物理层接口相连。
4.根据权利要求1所述的具有CAN总线的接口的温度传感器装置，其特征在于，所述寄存器组包括：本地温度寄存器、第一远端温度寄存器、第二远端温度寄存器、第三远端温度寄存器。
5.根据权利要求4所述的具有CAN总线的接口的温度传感器装置，其特征在于，所述寄存器组还包括：状态寄存器、配置寄存器、本地高限制寄存器、本地低限制寄存器。
6.根据权利要求4所述的具有CAN总线的接口的温度传感器装置，其特征在于，所述寄存器组还包括：第一远端高限制寄存器、第一远端低限制寄存器、第二远端高限制寄存器、第二远端低限制寄存器、第三远端高限制寄存器、第三远端低限制寄存器。
7.根据权利要求4所述的具有CAN总线的接口的温度传感器装置，其特征在于，CAN总线接口单元采用CAN总线温度数据格式。
8.一种具有CAN总线的接口的温度传感器装置，其特征在于，包括：温度处理单元、寄存器组单元、CAN总线接口单元以及远端三极管；
所述温度处理单元与寄存器组单元相连；
所述寄存器组单元与CAN总线接口单元相连；
所述寄存器组单元包括：寄存器组；
所述温度处理单元包括：本地二极管阵列；
所述本地二极管阵列包括：本地二极管；
所述温度处理单元能够处理远端三极管和本地二极管所表示的温度；
所述寄存器组能够存储数字温度值；
所述寄存器组能够存储设定通道的高限制温度值信息、低限制温度值信息；
所述CAN总线接口单元能够发送CAN总线上的电平；
所述CAN总线接口单元能够接受CAN总线上的电平；
所述温度处理单元还包括：模拟通道选择器，模拟数字转换器以及数字码流产生器；
所述本地二极管与模拟通道选择器相连；
所述模拟通道选择器与模拟数字转换器相连；
所述模拟数字转换器与数字码流产生器相连；
所述CAN总线接口单元包括：CAN控制器、CAN发送器、CAN接受器、CAN物理层接口；
所述CAN控制器与CAN发送器、CAN接受器分别相连；
所述CAN发送器与CAN物理层接口相连；
所述CAN接受器与CAN物理层接口相连；
所述寄存器组包括：本地温度寄存器、第一远端温度寄存器、第二远端温度寄存器、第三远端温度寄存器；
所述寄存器组还包括：状态寄存器、配置寄存器、本地高限制寄存器、本地低限制寄存器；
所述寄存器组还包括：第一远端高限制寄存器、第一远端低限制寄存器、第二远端高限制寄存器、第二远端低限制寄存器、第三远端高限制寄存器、第三远端低限制寄存器；
CAN总线接口单元采用CAN总线温度数据格式。
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