一種智能車輛配電系統(tǒng)設(shè)計方案

各種特種車在車輛的使用中，往往也會出現(xiàn)漏油故障，導(dǎo)致潤滑油和燃油的浪費(fèi)，消耗專用車的動力和工作效率。所以要設(shè)計系統(tǒng)來解決這個問題， 基于嵌入式技術(shù)、雙冗余CAN總線與LIN總線構(gòu)成的車輛智能配電系統(tǒng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)整車配電系統(tǒng)的智能化、數(shù)字化管理。能解決目前存在的問題

　　1 智能配電系統(tǒng)的硬件設(shè)計

　　該配電系統(tǒng)分為三個部分：配電終端，智能配電管理器和車輛管理終端，如圖1所示。配電終端主要是用于28 V設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控。

　　由于特種車輛的用電設(shè)備的功率比較小，配電終端內(nèi)部采用低導(dǎo)通電阻的快速M(fèi)OSFET來控制用電設(shè)備的通斷。并且采用電流、電壓檢測和短路保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對用電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、故障的自動保護(hù)和故障完全隔離。另外，配電終端具有存儲記憶功能，能夠記憶設(shè)備故障時的記錄信息。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和配電系統(tǒng)的數(shù)字化，配電終端采用了控制器LPC935和低成本、易開發(fā)的的LIN總線。由于特種車輛具有大量的感性負(fù)載，啟動時的沖擊電流過大，電流瞬間可能超過額定電流的5～10倍，配電終端采用限流啟動方式?？紤]到全車用電設(shè)備數(shù)量眾多，配電終端采用模塊化設(shè)計，一個主要用電設(shè)備配備一個配電終端，智能配電管理器負(fù)責(zé)管理每個配電終端。

　　智能配電管理器主要負(fù)責(zé)管理配電終端的用電設(shè)備，對用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時智能配電管理器提供雙冗余CAN通道與車輛其他管理終端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而實(shí)現(xiàn)整車電氣系統(tǒng)的數(shù)字化管理。

　　智能配電管理器主要部分包括：鍵盤和觸摸屏輸入，LCD顯示，雙冗余CAN接口和LIN接口，I/O輸入、輸出、測試、配置和故障檢測接口和備份信息存儲部分。由于智能配電管理器功能復(fù)雜，考慮到控制的實(shí)時性和用電設(shè)備的數(shù)量眾多，在硬件平臺上，采用32位微處理器LPC2119。LPC2119具有雙CAN控制器，兩個UART、豐富的I/0資源和內(nèi)置的RAM和FLASH存儲器。觸摸屏采用ADS7846控制器，LCD選型上支持觸摸屏操作的TFT真彩屏，信息存儲采用8 KB鐵電FLASH，鍵盤采用專用鍵盤管理芯。在軟件平臺上，選用實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ。

　　2 車輛智能配電系統(tǒng)的軟件設(shè)計

　　2.1 配電終端應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)的機(jī)制和原理

　　配電終端的程序處理流程如圖2所示。

　　配電終端軟件利用四路A/D采集輸入端的電壓、輸出端的電壓、電流和溫度，同時對采集的數(shù)字量進(jìn)行濾波處理，從而實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的過壓，欠壓、過流和溫度故障保護(hù)。短路保護(hù)采用硬件處理方式，如果檢測到短路硬件自動關(guān)斷MOSFET管，并且把短路信號傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的I/O輸入口，以便單片機(jī)對短路的識別、判斷。外部控制接口采用I/O輸人口檢測，同時對外部控制信號采用數(shù)字濾波處理。配電終端的信息備份采用LPC935內(nèi)部的存儲器存儲。為了防止運(yùn)行參數(shù)在設(shè)置參數(shù)點(diǎn)附近波動，軟件采用參數(shù)設(shè)置點(diǎn)回歸處理。

　　為了實(shí)現(xiàn)配電終端的數(shù)字量輸出和配電系統(tǒng)的數(shù)字化控制，配電終端采用LIN總線通信，并且在LIN應(yīng)用層協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)LIN 1.2協(xié)議。由于LIN總線屬于完全主從模式，為了智能配電管理能夠正確地訪問每一個配電終端，在系統(tǒng)上電時采用自動分配地址的處理方法，由配電管理器為每個終端分配惟一地址。在軟件上，LIN通信數(shù)據(jù)采用CRCl6校驗(yàn)，從而保證設(shè)備的工作正常。