基于CAN總線的車燈控制系統(tǒng)設(shè)計

　　摘要： 給出了一種基于CAN 總線的車燈控制系統(tǒng)設(shè)計方案， 介紹了車燈控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計， 對系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)、硬件配置、軟件功能分別作了詳細說明。試驗表明， 該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠， 具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　引言

　　CAN（Controller Area Network） 是德國博世公司在20 世紀80 年代初為汽車業(yè)開發(fā)的一種車載專用串行數(shù)據(jù)通信總線， 滿足SAE （Society of Automo bileEngineer） 對C 類高速車載網(wǎng)絡(luò)（≤1Mb/ s） 的要求， 適合動力傳動和底盤電子系統(tǒng)的信息傳輸與控制， 因此也適合一般車載電子系統(tǒng)的信息傳輸與控制。

　　與傳統(tǒng)技術(shù)相比， CAN 總線有如下特點： ①采用非破壞性仲裁技術(shù)， 獲得仲裁優(yōu)先的節(jié)點將繼續(xù)傳輸消息， 消息不會被另一個節(jié)點破壞或發(fā)生錯誤； ②CAN 總線采用短幀結(jié)構(gòu)， 每一幀的有效數(shù)據(jù)為8 字節(jié)， 數(shù)據(jù)傳輸時間短， 受干擾的概率低， 重新發(fā)送的時間短；③ CAN 每幀數(shù)據(jù)采用CRC （CyclicRedundancy Check） 校驗， 保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃裕?適于在高干擾環(huán)境中使用；④CAN 采用平衡的差動信號傳輸數(shù)據(jù)， 通信速率為5kb/ s 時直接通信距離最遠可達10km， 通信距離為40m 時通信速率最高可達1Mb/ s， 可形成場抵消效應(yīng)； ⑤可以避免汽車線束的重復(fù)鋪設(shè)， 有效減少了汽車上線束的數(shù)量， 提高了可靠性， 降低了成本。因此， 利用CAN 總線進行車燈系統(tǒng)設(shè)計， 可以提升汽車性能。

　　1 車燈功能及系統(tǒng)設(shè)計

　　圖1 為車燈照明、信號系統(tǒng)， 由照明及信號燈組組成， 包括前大燈（遠光燈、近光燈） 、轉(zhuǎn)向燈、霧燈、制動燈、頂燈、位置燈、倒車燈和牌照燈等等， 不同種類車燈的功能不同， 安裝位置也不盡相同。按車燈安放位置可以分成左前、左后、右前、右后4 組照明和信號燈組， 以及車內(nèi)照明燈組， 故可以在CAN 通信網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置控制模塊、左前模塊、左后模塊、右前模塊、右后模塊和車內(nèi)照明模塊， 共6 個節(jié)點， 其車燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖2.其中， 控制模塊通過對開關(guān)狀態(tài)變化的監(jiān)測向其它5 個模塊發(fā)送控制指令， 這5 個模塊在接收到屬于本模塊的控制指令后， 分別控制對應(yīng)位置的車燈動作。由于CAN 是基于優(yōu)先級的事件觸發(fā)協(xié)議， 根據(jù)行駛安全級別的不同， 系統(tǒng)中各節(jié)點的優(yōu)先級要依次設(shè)定。需要強調(diào)的是， 開關(guān)控制模塊是系統(tǒng)控制指令發(fā)送模塊， 安全性要求最高， 具有最高優(yōu)先級， 左后和右后模塊涉及制動等與行駛安全相關(guān)的車燈， 其優(yōu)先級僅次于開關(guān)控制模塊。

　　圖1 車燈照明、信號系統(tǒng)

　　圖2 CAN 總線車燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)