CN202193029U - 基于can数据传输的汽车照明线路检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN数据传输的汽车照明线路检测系统，所述检测系统包括主控制系统、CAN总线、连接在照明线路中的导线状态检测器、通过CAN总线与主控制系统连接的节点照明控制系统、与节点照明控制系统连接的温度探测器。它能对用于汽车照明的电源导线电流和汽车关键部件的温度进行实时检测，对异常情况给予提示，减少了汽车的自燃。

Description

基于CAN数据传输的汽车照明线路检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于CAN数据传输的汽车照明线路检测系统。

背景技术

 CAN(ControllerAreaNetwork)数据总线是一种适用于汽车环境的汽车局域网。它属于多路传输系统中的一种，由德国博世(Bosch)公司在20世纪80年代初为解决现代汽车中众多的控制单元与测试仪器之间的数据交换而应用开发的一种串行通信协议。由于它具有全分布式多机系统、多种通信、传输可靠性高、安全性强、无网络瘫痪、易扩展和易实现等特点，被汽车广泛应用。动力CAN数据传输系统和舒适CAN数据传输系统是两套已经应用的系统。然而，在汽车照明中，CAN数据传输却还没有实际应用。

汽车照明线束较多，为了规范捆扎在一起，而气温高、雨水多、汽车散热难、发动机引擎盖内的温度高，使汽车内部线路长期磨损，一旦遇到漏油、线路磨损短路、漏电等情况或打出火花时，汽车上的汽油、橡胶管、塑料仪表台、塑料脚垫、真皮座椅、针织面料等会燃烧起火，蔓延快，往往难以扑救。有时相近的车辆都会被引燃，损失惨重。据统计，近两年我国每年发生的车辆自燃事故都在近万起，直接经济损失数亿元。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于CAN数据传输的汽车照明线路检测系统，它能减少汽车照明总线的数量，实时检测汽车照明线路的磨损情况和汽车关键部位的温度情况，及时提醒驾驶员，减少汽车的自燃。

本实用新型所述的基于CAN数据传输的汽车照明线路检测系统，包括主控制系统、CAN总线、用于检测电源导线的导线状态检测器、通过CAN总线与主控制系统连接的节点照明控制系统、与节点照明控制系统连接的温度探测器。

所述主控制系统包括主微处理器、操纵杆和按键、接口电路、LCD显示屏和主CAN接口电路；操纵杆和按键通过接口电路与主微处理器连接，将不同的位置状态转换后送入主微处理器分析；主微处理器通过主CAN接口电路与CAN总线连接，向节点照明控制系统发送命令，并接收节点照明控制系统的反馈信息；导线状态检测器与主微处理器连接，用于检测电源导线的数据指标，产生相应指标偏离的提示信号；主微处理器连接LCD显示屏，将相关提示信息显示在LCD显示屏上。

所述节点照明控制系统包括节点微处理器、节点CAN接口电路、可扩展驱动和可扩展接口；节点微处理器通过可扩展驱动和可扩展接口连接温度探测器，用于检测关键部件的温度；节点微处理器通过节点CAN接口电路与CAN总线连接，接收主控制系统的命令，并将反馈信息发送给主控制系统。可扩展接口还可进行其他功能扩充，比如增加胎压监测与提示、门状态监测与提示、雨刮堵塞提示与保护、防盗锁控制、GPRS监控以及连锁控制等。

进一步，所述主CAN接口电路和节点CAN接口电路均由CAN控制器和CAN收发器组成，主微处理器、节点微处理器与CAN控制器连接，CAN控制器与CAN收发器连接，CAN收发器与CAN总线连接，用于接收和发送数据信息。

进一步，所述导线状态检测器由闭环电流传感器、放大电路和确认按钮电路组成；所述闭环电流传感器与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与主控制器的主微处理器连接，确认按钮电路一端接地，另一端与主控制器的主微处理器连接；用于检测电源导线的数据指标，产生相应指标偏离的提示信号。导线状态检测器实时向主控制系统提供电源导线运行的功率数据，一旦出现数据指标偏高，将根据指标的偏离程度产生不同程度的异常提示信号通过LCD显示屏显示和喇叭语音播放，如，导线存在磨损、导线出现短路等。

进一步，所述温度探测器由测温传感器、桥式电阻和放大器组成；测温传感器与桥式电路连接，桥式电路与放大器的输入端连接，放大器的输出端通过可扩展接口与节点照明控制系统的节点微处理器连接。

进一步，为了能更容易的让异常信息引起驾驶员的注意，所述主控制系统内设有语音处理器和喇叭，所述语音处理器与主微处理器和喇叭连接，将提示信息通过语音播放。

采用上述系统进行汽车照明线路检测的方法如下：

1）当打开操纵杆和按键中断，主控制系统实时采集导线电流状态，并作判断；如果导线中的电流过大，主控制器就控制LCD显示屏和喇叭提示线路异常；

2）主控制系统实时向节点照明控制系统发送命令检测关键部件温度，节点照明控制系统控制温度探测器检测温度，并将相应温度信息反馈给主控制系统；如果超温，主控制器就控制LCD显示屏14和喇叭1提示温度异常。

本实用新型以CAN总线方式完成了对汽车照明线束的控制，采用数据命令的传递，实现了照明控制线束的最小化。通过对用于汽车照明的电源导线电流和汽车关键部件比如发动机引擎盖内的温度进行实时检测，当出现异常情况时通过LCD显示屏和语音给予提示，达到了减少汽车自燃的目的。 

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为主CAN接口电路和节点CAN接口电路图。

图3为导线状态检测器的电路图。

图4为温度探测器的电路图。

图5为本实用新型对电源导线状态和关键部件温度检测的主流程图。

图6为本实用新型实时检测的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示的基于CAN数据传输的汽车照明线路检测系统，包括主控制系统1、CAN总线2、连接在CAN总线2中的终端器4、用于检测电源导线的导线状态检测器5、通过CAN总线与主控制系统1连接的节点照明控制系统3、与节点照明控制系统3连接的温度探测器6。

主控制系统1包括主微处理器11（型号S3C2410X—SPI）、操纵杆和按键12、接口电路13、LCD显示屏14、语音处理器16、喇叭17和主CAN接口电路15；操纵杆和按键12通过接口电路13与主微处理器11连接，将不同的位置状态转换后送入主微处理器11分析；主微处理器11通过主CAN接口电路15与CAN总线2连接，向节点照明控制系统3发送命令，并接收节点照明控制系统3的反馈信息；导线状态检测器5与主微处理器11连接，用于检测电源导线的数据指标，产生相应指标偏离的提示信号；主微处理器11连接LCD显示屏14，将相关提示信息显示在LCD显示屏上；语音处理器16与主微处理器11和喇叭17连接，将相关提示信息通过语音播放。

节点照明控制系统3有四个，为汽车左前照明控制系统、汽车右前照明控制系统、汽车左后照明控制系统、汽车右后照明控制系统，分别用于检测汽车相应功能部分的状态，转换成反馈信息。它们均包括节点微处理器31（型号S3C2410X—SPI）、驱动电路32、照明元件33、电流检测电路34、节点CAN接口电路35、可扩展驱动36和可扩展接口37；节点微处理器31通过节点CAN接口电路35与CAN总线2连接，接收主控制系统1的命令，并将反馈信息发送给主控制系统1；节点微处理器31与驱动电路32连接，驱动电路32与照明元件33连接，照明元件33与电流检测电路34连接，电流检测电路34与节点微处理器31连接。汽车右前照明控制系统中的节点微处理器31通过可扩展驱动36和可扩展接口37连接温度探测器6，用于检测关键部件的温度，形成温度的反馈信息。

主CAN接口电路15和节点CAN接口电路35均由CAN控制器MCP2510和CAN收发器TJA1050组成，主微处理器11、节点微处理器31与CAN控制器连接，CAN控制器与CAN收发器连接，CAN收发器与CAN总线2连接，用于接收和发送数据信息。

导线状态检测器5由闭环电流传感器、三级放大电路和确认按钮电路组成；闭环电流传感器与三级放大电路的输入端连接，三级放大电路的输出端OUT1与主微处理器11连接，确认按钮电路一端接地，另一端OUT2与主微处理器11连接；用于检测电源导线的数据指标；当电流流过一根穿过闭环电流传感器环内的电源导线时，在电源导线周围产生磁场，磁场的大小与流过电源导线的电流大小成正比，形成微弱的感应电动势，通过三级放大与平滑处理，在“OUT1”端获得较线性的电压值，通过主微处理器11（型号S3C2410X--SPI）的A/D转换，获得电流值的检测数据，供主微处理器分析。“确认按钮”在新车照明系统安装完成时开启示宽灯后，按一次“确认按钮”，将从OUT2端输出一个低电平信号，主微处理器收到这一信号后，将自动记录下此数据，作为安全数据指标，并按相应的功率曲线自动建立各种照明原件的指标，一旦出现指标偏离，将根据指标偏离程度产生异常提示信号；通过LCD显示屏显示和喇叭语音播放。

温度探测器6由测温传感器即铂电阻PT100、桥式电阻和放大器组成；测温传感器与桥式电路连接，桥式电路与放大器的输入端连接，放大器的输出端ADOUT通过可扩展接口37与节点照明控制系统3的节点微处理器31连接。

如图5、图6所示，其工作流程如下： 

系统初始化，CAN初始化，设定相关参数，系统自检，建立系统时间分配表、打开操纵杆和按键中断后，主控制系统1采集导线电流状态及关键部件的温度。导线状态检测器5实时向主控制系统1提供电源导线运行的功率数据，一旦出现数据指标偏高即电流过大，将根据指标的偏离程度通过LCD显示屏和喇叭产生不同程度的线路异常提示信号。如：导线存在磨损、导线出现短路等。主控制系统1实时向节点照明控制系统3发送命令检测关键部件温度，节点照明控制系统3控制温度探测器6检测温度，温度探测器6实时对关键部件如发动机引擎盖内的温度进行检测，一旦发现异常即超温，则通过节点照明控制系统3、CAN总线2传入主控制系统1中，并通过LCD显示屏14和喇叭17产生温度异常提示信息，让驾驶员引起高度重视和采取相应措施等。

本实用新型也可对汽车照明元件的好坏进行提示；驾驶员操作操纵杆和按键后，将产生的不同位置状态比如应急、转弯等，通过接口电路13转换成主微处理器11能够鉴别的电信号，主微处理器11通过对接口电路13来的电信号进行逻辑分析，形成符合J1939标准的数据格式，该数据通过主CAN接口电路15形成数据链路层结构，通过符合ISO11898标准的物理层向各节点照明控制系统3发送信息；采用时分复用技术的通信模式（这就允许在总线上的任一设备有同等的机会取得总线的控制权来向外发送信息。如果在同一时刻有两个以上的设备欲发送信息，就会发生数据冲突，CAN总线能够实时地检测这些冲突情况并作出相应的仲裁而不会破坏待传之信息），节点照明控制系统3通过节点CAN接口电路35接收到主控制系统1的命令后，传送给节点微处理器31，节点微处理器31通过对主控制系统1来的命令进行分析，按要求通过控制驱动电路32使照明元件33动作，在照明元件33加电期间，由电流检测电路34检测其电流参数，并将此参数传递给节点微处理器31，节点微处理器31通过参数分析，向主控制系统1反馈相应照明元件33的信息。一旦出现某照明元件损坏，在主控制系统1的LCD显示屏14中可显示照明元件的损坏信息，比如：汽车左前转向灯损坏，则会在LCD显示屏14上显示“左前方转向灯损坏”字样，喇叭播放相应的语音提示。同时，节点微处理器31通过逻辑与优先权分析，自动完成照明元件33损坏的替代工作。

Claims (5)

1.一种基于CAN数据传输的汽车照明线路检测系统，其特征是：包括主控制系统（1）、CAN总线（2）、用于检测电源导线的导线状态检测器（5）、通过CAN总线与主控制系统连接的节点照明控制系统（3）、与节点照明控制系统连接的温度探测器（6）；

所述主控制系统（1）包括主微处理器（11）、操纵杆和按键（12）、接口电路（13）、显示屏和主CAN接口电路（15）；操纵杆和按键通过接口电路与主微处理器连接，将不同的位置状态转换后送入主微处理器分析；主微处理器通过主CAN接口电路与CAN总线连接，向节点照明控制系统发送命令，并接收节点照明控制系统的反馈信息；导线状态检测器（5）与主微处理器连接，用于检测电源导线的数据指标，产生相应指标偏离的提示信号；主微处理器连接显示屏，将相关提示信息显示在显示屏上； 

所述节点照明控制系统（3）包括节点微处理器（31）、节点CAN接口电路（35）、可扩展驱动（36）和可扩展接口（37）；节点微处理器通过可扩展驱动和可扩展接口连接温度探测器（6），用于检测关键部件的温度；节点微处理器通过节点CAN接口电路与CAN总线连接，接收主控制系统的命令，并将检测的信息发送给主控制系统。

2.根据权利要求1所述的基于CAN数据传输的汽车照明线路检测系统，其特征是：所述主CAN接口电路（15）和节点CAN接口电路（35）均由CAN控制器和CAN收发器组成，主微处理器（11）、节点微处理器（31）与CAN控制器连接，CAN控制器与CAN收发器连接，CAN收发器与CAN总线（2）连接，用于接收和发送数据信息。

3.根据权利要求2所述的基于CAN数据传输的汽车照明线路检测系统，其特征是：所述导线状态检测器（5）由闭环电流传感器、放大电路和确认按钮电路组成；所述闭环电流传感器与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与主控制系统的主微处理器（11）连接，确认按钮电路一端接地，另一端与主控制系统的主微处理器连接。

4.根据权利要求3所述的基于CAN数据传输的汽车照明线路检测系统，其特征是：所述温度探测器（6）由测温传感器、桥式电阻和放大器组成；测温传感器与桥式电路连接，桥式电路与放大器的输入端连接，放大器的输出端通过可扩展接口（37）与节点照明控制系统(3)的节点微处理器(31)连接。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的基于CAN数据传输的汽车照明线路检测系统，其特征是：所述主控制系统（1）内设有语音处理器（16）和喇叭（17），所述语音处理器与主微处理器和喇叭连接，将相关提示信息通过语音播放。

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