CN214312052U - 一种装甲车Flexray总线采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种装甲车Flexray总线采集器，涉及车辆电子信息技术领域，其技术要点包括：Flexray总线通信模块、MCU微控制器、电压采集模块、电阻采集模块、频率采集模块、开关量采集模块和电源模块，所述Flexray总线通信模块与所述MCU微控制器输出端相连，所述电压采集模块、电阻采集模块、频率采集模块和开关量采集模块连接所述MCU微控制器的输入端，所述电压信号、电阻信号、频率信号和开关量信号传输至MCU微控制器输入端，沿MCU微控制器输出端通过Flexray总线通信模块将所述电压信号、电阻信号、频率信号和开关量信号数据供给装甲车电气设备使用，通过Flexray总线采集器在装甲车上的应用，提高了现有的装甲车的智能化、数据实时性和通信高速性。

Description

一种装甲车Flexray总线采集器

技术领域

本实用新型涉及车辆电子信息技术领域，具体涉及一种装甲车Flexray总线采集器。

背景技术

现有装甲车辆中基本采用CAN总线作为车辆现场总线，车辆配套的发动机电控系统、防抱死系统、自适应巡航系统、车载多媒体系统、以及底盘电器系统均采用CAN总线实现数据交互。

随着电子技术不断发展和装甲车辆的更新换代，装甲车的各种配套电子电器设备日益多样化，现今的汽车电子设备越来越多，传统底盘电气系统配套的采集器采用CAN总线实现数据交互，通信速度更高和通信更安全的车内总线成为汽车电子的迫切需求。基于一种装甲车 Flexray总线采集器在车辆电气设备智能化和通信高速化的大环境下应运而生，无论是从可靠性、先进性、通用性性、操控性、可移植都得到了提升。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种装甲车Flexray总线采集器，解决了现有采用CAN总线作为现场总线传输速率低的问题，通过Flexray总线采集器在装甲车上的应用，提高了现有的装甲车的智能化、数据实时性和通信高速性。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种装甲车Flexray总线采集器，包括Flexray总线通信模块、MCU微控制器、电压采集模块、电阻采集模块、频率采集模块、开关量采集模块和电源模块，所述Flexray总线通信模块与所述MCU微控制器输出端相连，所述电压采集模块、电阻采集模块、频率采集模块和开关量采集模块连接所述MCU微控制器的输入端，所述电压采集模块采集装甲车内电压信号，所述电阻采集模块采集装甲车内电阻信号，所述频率采集模块采集装甲车内频率信号，所述开关量采集模块采集装甲车内开关量信号，所述电压信号、电阻信号、频率信号和开关量信号传输至MCU微控制器输入端，沿MCU微控制器输出端通过Flexray总线通信模块将所述电压信号、电阻信号、频率信号和开关量信号数据供给装甲车电气设备使用。

在上述方案中，由于Flexray总线通信模块具有该总线具有故障容限，可提供500kbps～ 10Mbps的确定数据传输速率和24位CRC(循环冗余)校验码，从而提高底盘采集数据的实时传输以及快速响应，以方便装甲车内其他电气设备可以实时准确的获得车辆运行数据，在满足对装甲车行车信息显示的同时，提高了装甲车辆的信息传输速度与精度，并结合电压采集模块、电阻采集模块、频率采集模块、开关量采集模块的模块对多种信号的采集借助微处理器整合信息并通过Flexray总线通信模块传输给电气设备利用提高了装甲车的智能化与安全性。

进一步地，所述电源模块包括DC-DC模块、限流电阻R8、限流电阻R9和直流线性稳压器，所述电源模块接入DC24V±6V工作电源电压，所述DC-DC模块用于将接入的DC24V±6V工作电源电压转换12V稳压输出，所述限流电阻R8一端和限流电阻R9一端接入12V稳压输出，流经所述限流电阻R8另一端和限流电阻R9另一端连接直流线性稳压器，经直流线性稳压器后输出电压稳定为5V，5V的稳定电压便于目前的MCU微处理器和各个信息采集模块适用。

优选地，所述Flexray总线通信模块包括Flexray收发器、ZJYS51R5滤波器和信号转换器，所述Flexray收发器为TJA1080收发器，所述TJA1080收发器BP引脚、BM引脚连接所述ZJYS51R5滤波器输入端，所述ZJYS51R5滤波器输出端连接信号转换器，通过Flexray收发器和ZJYS51R5滤波器便于让外部传感器采集的模拟量线性转换为电压信号，并对频率信号进行整幅、滤波处理，提高信息的准确性。

优选地，所述开关量采集模块包括稳压二极管D95、电阻R69、电阻R79、电阻R90和电容C65，所述稳压二极管D95正极连接电阻R90一端，所述电阻R90另一端连接电阻R79 一端，所述R79另一端与稳压二极管负极连接，所述电容C65并联与R90两端，所述R69 一端连接所述稳压二极管D95负极和R79另一端，所述R69另一端连接VCC引脚，所述稳压二极管D95接PGND引脚。

进一步地，所述电阻采集模块包括稳压二极管D105、电阻RX1、电阻R108、电容C78，所述稳压二极管D105正极连接RX1一端和PGND引脚，所述稳压二极管D105负极连接电阻R108一端、RX1另一端和电容C78一端，所述电容C78另一端连接PGND引脚，所述 R108另一端输入正向电压。

优选地，所述电压采集模块包括电阻R110、电阻R116、电容C74和稳压二极管D13，所述电阻R116一端连接稳压二极管D13正极并与PGND引脚相连，所述电阻R116另一端连接电阻R110一端、电容C74一端和稳压二极管D13负极，所述电容C74另一端与PGND 引脚相连，所述电阻R110另一端连接VCC引脚。

进一步地，所述频率信号采集模块包括MS358运算放大器、稳压二极管D113、稳压二极管D11、三极管Q4、电阻R150、电阻R20、电阻R22、电阻R144、电阻R145、电阻R149、电容C93和电容C87，所述三极管Q4发射极连接稳压二极管D11正极、电阻R150一端和稳压二极管D113正极并连接PGND引脚，所述稳压二极管D113负极连接电阻R150另一端和电阻R20一端，所述电阻R150另一端还接有限压保护器FF2，所述三极管Q4基极连接所述R20另一端、稳压二极管D11负极和电容C93一端，所述电容C93另一端连接PGND引脚，所述三极管Q4的集电极连接MS358运算放大器的负极和电阻R22一端，所述MS358 运算放大器正极接入DC5V，所述MS358运算放大器负极连接PGND引脚，所述MS358运算放大器输出端连接电阻R149，所述电阻R22另一端连接电阻R144一端，所述电阻R144 连接电容C87一端和电阻R145一端，所述电容C87另一端连接PGND引脚，所述电阻R145 另一端连接PGND引脚，所述电阻R22另一端和电阻R144一端接入DC5V。

优选地，所述MCU微控制器选用MC9S12XF512微处理器，所述MC9S12XF512微处理器为现有微处理器，其具备可靠性高、占用资源少和裁剪方便等多个优点。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型一种装甲车Flexray总线采集器，采用Flexray总线的装甲车采集器通信速率高，从而提高底盘采集数据的实时传输以及快速响应，以方便其他电气设备可以实时准确的获得车辆运行数据。本实用新型在满足装甲车行车信息显示的同时，提高了装甲车的智能化、数据实时性和安全性；

2、本实用新型一种装甲车Flexray总线采集器，采用Flexray总线是最近推出的一种先进高速串行同步和异步通信系统。该总线具有故障容限，可提供500kbps～10Mbps的确定数据传输速率和24位CRC(循环冗余)校验码。其通信速度和安全机制均满足装甲车内电子设备的需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例中一种装甲车Flexray总线采集器原理框图；

图2为本实用新型实施例中电源模块电路构造示意图；

图3为本实用新型实施例中MCU微处理器模块电路构造示意图；

图4为本实用新型实施例中Flexray总线通信模块电路构造示意图；

图5为本实用新型实施例中开关量采集模块电路构造示意图。

图6为本实用新型实施例中频率采集模块电路构造示意图。

图7为本实用新型实施例中的电阻采集模块电路构造示意图；

图8为本实用新型实施例中的电压采集模块电路构造示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和 /或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

实施例

如图1所示，本实用新型一种装甲车Flexray总线采集器，包括Flexray总线通信模块、 MCU微控制器、电压采集模块、电阻采集模块、频率采集模块、开关量采集模块和电源模块， Flexray总线通信模块与MCU微控制器输出端相连，电压采集模块、电阻采集模块、频率采集模块和开关量采集模块连接MCU微控制器的输入端，电压采集模块采集装甲车内电压信号，电阻采集模块采集装甲车内电阻信号，频率采集模块采集装甲车内频率信号，开关量采集模块采集装甲车内开关量信号，电压信号、电阻信号、频率信号和开关量信号传输至MCU微控制器输入端，沿MCU微控制器输出端通过Flexray总线通信模块将电压信号、电阻信号、频率信号和开关量信号数据供给装甲车电气设备使用，本装置中，在满足对装甲车行车信息显示的同时，提高了装甲车辆的信息传输速度与精度，并结合电压采集模块、电阻采集模块、频率采集模块、开关量采集模块的模块对多种信号的采集借助微处理器整合信息并通过 Flexray总线通信模块传输给电气设备利用提高了装甲车的智能化与安全性。

作为上述实施例的优选，如图2所示，电源模块包括DC-DC模块、限流电阻R8、限流电阻R9和直流线性稳压器，电源模块接入DC24V±6V工作电源电压，DC-DC模块用于将接入的DC24V±6V工作电源电压转换12V稳压输出，限流电阻R8一端和限流电阻R9一端接入12V稳压输出，流经限流电阻R8另一端和限流电阻R9另一端连接直流线性稳压器，经直流线性稳压器后输出电压稳定为5V，5V的稳定电压便于目前的MCU微处理器和各个信息采集模块适用。

作为上述实施例的优选，如图4所示，Flexray总线通信模块包括Flexray收发器、ZJYS51R5滤波器和信号转换器，Flexray收发器为TJA1080收发器，TJA1080收发器BP引脚、BM引脚连接ZJYS51R5滤波器输入端，ZJYS51R5滤波器输出端连接信号转换器，通过Flexray收发器和ZJYS51R5滤波器便于让外部传感器采集的模拟量线性转换为电压信号，并对频率信号进行整幅、滤波处理，提高信息的准确性。

作为上述实施例的优选，如图5所示，开关量采集模块包括稳压二极管D95、电阻R69、电阻R79、电阻R90和电容C65，稳压二极管D95正极连接电阻R90一端，电阻R90另一端连接电阻R79一端，电阻R79另一端与稳压二极管负极连接，电容C65并联与电阻R90两端，电阻R69一端连接稳压二极管D95负极和电阻R79另一端，电阻R69另一端连接VCC 引脚，稳压二极管D95接PGND引脚。

需要提及的是，稳压二极管D95为ESD33A300TA稳压二极管。

作为上述实施例的优选，如图7所示，电阻采集模块包括稳压二极管D105、电阻RX1、电阻R108、电容C78，稳压二极管D105正极连接电阻RX1一端和PGND引脚，稳压二极管D105负极连接电阻R108一端、电阻RX1另一端和电容C78一端，电容C78另一端连接 PGND引脚，电阻R108另一端输入正向电压。

需要提及的是，稳压二极管D105为ESD5A121TA稳压二极管。

作为上述实施例的优选，如图8所示，电压采集模块包括电阻R110、电阻R116、电容C74和稳压二极管D13，电阻R116一端连接稳压二极管D13正极并与PGND引脚相连，电阻R116另一端连接电阻R110一端、电容C74一端和稳压二极管D13负极，电容C74另一端与PGND引脚相连，电阻R110另一端连接VCC引脚。

需要提及的是，稳压二极管D13为TZMC4V7-M稳压二极管。

作为上述实施例的优选，如图6所示，频率信号采集模块包括MS358运算放大器、稳压二极管D113、稳压二极管D11、三极管Q4、电阻R150、电阻R20、电阻R22、电阻R144、电阻R145、电阻R149、电容C93和电容C87，三极管Q4发射极连接稳压二极管D11正极、电阻R150一端和稳压二极管D113正极并连接PGND引脚，稳压二极管D113负极连接电阻 R150另一端和电阻R20一端，电阻R150另一端还接有限压保护器FF2，三极管Q4基极连接电阻R20另一端、稳压二极管D11负极和电容C93一端，电容C93另一端连接PGND引脚，三极管Q4的集电极连接MS358运算放大器的负极和电阻R22一端，MS358运算放大器正极接入DC5V，MS358运算放大器负极连接PGND引脚，MS358运算放大器输出端连接电阻R149，电阻R22另一端连接电阻R144一端，电阻R144连接电容C87一端和电阻R145 一端，电容C87另一端连接PGND引脚，电阻R145另一端连接PGND引脚，电阻R22另一端和电阻R144一端接入DC5V。

其中，稳压二极管D11选用1N4148WS稳压二极管，三极管Q4选用MMBTA42三极管。

此外如图3所示，MCU微控制器选用MC9S12XF512微处理器，MC9S12XF512微处理器为现有微处理器，其具备可靠性高、占用资源少和裁剪方便等多个优点。

在本实用新型中，工作电源电压为DC24V±6V；电源电压通过DC-DC电源模块U3将电压转换为12V流向R8限流电阻、R9限流电阻。经过限流电阻后由U5直流线性稳压器，将输出电压固定到5V为整个系统提供电能。其中开关信号、电阻信号、电压信号通过图3采端口模拟量采集电路将外部传感器输出的模拟量线性转换为电压信号；频率信号经整幅、滤波处理后传送至MUC微处理器；所有端口均进行静电保护。经过MCU微处理器模块对数据进行处理与重组后由Flexray总线通信模块上传数据供装甲车其他电气设备使用。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种装甲车Flexray总线采集器，其特征在于，包括Flexray总线通信模块、MCU微控制器、电压采集模块、电阻采集模块、频率采集模块、开关量采集模块和电源模块，所述Flexray总线通信模块与所述MCU微控制器输出端相连，所述电压采集模块、电阻采集模块、频率采集模块和开关量采集模块连接所述MCU微控制器的输入端，所述电压采集模块采集装甲车内电压信号，所述电阻采集模块采集装甲车内电阻信号，所述频率采集模块采集装甲车内频率信号，所述开关量采集模块采集装甲车内开关量信号，所述电压信号、电阻信号、频率信号和开关量信号传输至MCU微控制器输入端，沿MCU微控制器输出端通过Flexray总线通信模块将所述电压信号、电阻信号、频率信号和开关量信号数据供给装甲车电气设备使用。

2.根据权利要求1所述的一种装甲车Flexray总线采集器，其特征在于，所述电源模块包括DC-DC模块、限流电阻R8、限流电阻R9和直流线性稳压器，所述电源模块接入DC24V±6V工作电源电压，所述DC-DC模块用于将接入的DC24V±6V工作电源电压转换12V稳压输出，所述限流电阻R8一端和限流电阻R9一端接入12V稳压输出，流经所述限流电阻R8另一端和限流电阻R9另一端连接直流线性稳压器，经直流线性稳压器后输出电压稳定为5V。

3.根据权利要求1所述的一种装甲车Flexray总线采集器，其特征在于，所述Flexray总线通信模块包括Flexray收发器、ZJYS51R5滤波器和信号转换器，所述Flexray收发器为TJA1080收发器，所述TJA1080收发器BP引脚、BM引脚连接所述ZJYS51R5滤波器输入端，所述ZJYS51R5滤波器输出端连接信号转换器。

4.根据权利要求1所述的一种装甲车Flexray总线采集器，其特征在于，所述开关量采集模块包括稳压二极管D95、电阻R69、电阻R79、电阻R90和电容C65，所述稳压二极管D95正极连接电阻R90一端，所述电阻R90另一端连接R79一端，所述R79另一端与稳压二极管负极连接，所述电容C65并联在电阻R90两端，所述电阻R69一端连接所述稳压二极管D95负极和电阻R79另一端，所述电阻R69另一端连接VCC引脚，所述稳压二极管D95接PGND引脚。

5.根据权利要求1所述的一种装甲车Flexray总线采集器，其特征在于，所述电阻采集模块包括稳压二极管D105、电阻RX1、电阻R108、电容C78，所述稳压二极管D105正极连接电阻RX1一端和PGND引脚，所述稳压二极管D105负极连接电阻R108一端、电阻RX1另一端和电容C78一端，所述电容C78另一端连接PGND引脚，所述R108另一端输入正向电压。

6.根据权利要求1所述的一种装甲车Flexray总线采集器，其特征在于，所述电压采集模块包括电阻R110、电阻R116、电容C74和稳压二极管D13，所述电阻R116一端连接稳压二极管D13正极并与PGND引脚相连，所述电阻R116另一端连接电阻R110一端、电容C74一端和稳压二极管D13负极，所述电容C74另一端与PGND引脚相连，所述电阻R110另一端连接VCC引脚。

7.根据权利要求1所述的一种装甲车Flexray总线采集器，其特征在于，所述频率信号采集模块包括运算放大器、稳压二极管D113、稳压二极管D11、三极管Q4、电阻R150、电阻R20、电阻R22、电阻R144、电阻R145、电阻R149、电容C93和电容C87，所述三极管Q4发射极连接稳压二极管D11正极、电阻R150一端和稳压二极管D113正极并连接PGND引脚，所述稳压二极管D113负极连接电阻R150另一端和电阻R20一端，所述电阻R150另一端还接有限压保护器FF2，所述三极管Q4基极连接所述电阻R20另一端、稳压二极管D11负极和电容C93一端，所述电容C93另一端连接PGND引脚，所述三极管Q4的集电极连接运算放大器的负极和电阻R22一端，所述运算放大器正极接入DC5V，所述运算放大器负极连接PGND引脚，所述运算放大器输出端连接电阻R149，所述电阻R22另一端连接电阻R144一端，所述电阻R144连接电容C87一端和电阻R145一端，所述电容C87另一端连接PGND引脚，所述电阻R145另一端连接PGND引脚，所述电阻R22另一端和电阻R144一端接入DC5V。

8.根据权利要求1所述的一种装甲车Flexray总线采集器，其特征在于，所述MCU微控制器选用MC9S12XF512微处理器。

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