基于CAN總線的智能家電遠程監(jiān)控系統(tǒng)

CAN總線是德國Bosch公司為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。它是一種多主總線，通信介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光導纖維，通信速率可達1Mbps，距離可達10km。CAN協(xié)議的一個最大特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊進行編碼，使網(wǎng)絡內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制。由于CAN總線具有較強的糾錯能力，支持差分收發(fā)，因而適合高干擾環(huán)境，并具有較遠的傳輸距離。因此，CAN協(xié)議對于許多領域的分布式測控很有吸引力。

　　隨著集成電路和單片機在汽車上的廣泛應用，汽車上電子控制單元越來越多，汽車總線已經(jīng)成為汽車電氣的一個必然的趨勢。使用汽車總線不但可以簡化線束，更主要的是可以增加各種智能化的功能。如故障檢測和語音報警等。

　　二、 汽車上的CAN總線應用

　　目前汽車上的網(wǎng)絡連接方式主要采用2條CAN，一條用于驅(qū)動系統(tǒng)的高速CAN，速率達到500kb/s；另一條用于車身系統(tǒng)的低速CAN，速率是100kb/s。

　　驅(qū)動系統(tǒng)CAN主要連接對象是發(fā)動機控制器（ECU）、ABS控制器、安全氣囊控制器、組合儀表等等，它們的基本特征相同，都是控制與汽車行駛直接相關的系統(tǒng)。

　　車身系統(tǒng)CAN主要連接和控制的汽車內(nèi)外部照明、燈光信號、雨刮電機等電器。

　　目前，驅(qū)動系統(tǒng)CAN和車身系統(tǒng)CAN這兩條獨立的總線之間設計有"網(wǎng)關"，以實現(xiàn)在各個CAN之間的資源共享，并將各個數(shù)據(jù)總線的信息反饋到儀表板上。駕車者只要看看儀表板，就可以知道各個電控裝置是否正常工作了。

　　三、 上海同濟同捷科技股份有限公司汽車CAN總線車身控制系統(tǒng)

　　同捷公司的汽車CAN總線車身控制系統(tǒng)通過CAN總線來控制車身電器，如汽車外部照明、燈光信號、雨刮電機、洗滌電機、喇叭、啟動電機、后除霜加熱器、后備箱鎖執(zhí)行器，油箱蓋鎖執(zhí)行器、車窗、后視鏡等器件。

　　整套控制系統(tǒng)可以采用集中與分散相結(jié)合的控制方式。由一個主控模塊、幾個從控制模塊以及語音中控模塊組成。從控制模塊的具體數(shù)量由控制量的多少決定。一般來說可以分成前控制模塊、后控制模塊、玻璃升降器控制模塊、電動后視鏡控制模塊、電動天窗控制模塊和電動座椅控制模塊。

　　除前后盒主控模塊外，其它幾個模塊自成系統(tǒng)并通過LIN總線與主控模塊通訊以實現(xiàn)各種控制功能，例如語音中控模塊可以通過LIN總線從主控模塊讀取各種故障信息以語音的方式向駕駛員報告，并將鎖車設防信息送到主控模塊供玻璃升降器和電動天窗讀取，在鎖車時實現(xiàn)玻璃的自動升降和天窗的自動關閉，還可以將電動后視鏡和車窗的集控開關的信號通過LIN總線傳遞給各控制器以實現(xiàn)相應的控制。

　　各個模塊的具體功率執(zhí)行器件可以采用繼電器或智能功率器件，采用智能功率器件可以減小控制盒體積，且具有過流，短路保護和斷線反饋等功能。系統(tǒng)中融入故障檢測和語音報警功能以及遙控、防盜功能，并提升了整車控制的智能化、人性化，簡化整車線束、提高電氣系統(tǒng)的可靠性。

　　基礎框架：整個系統(tǒng)的基礎框架由主控模塊、車前模塊、車后模塊共3個部分組成。其控制了大部分車身電器，參見基礎框架功能示意圖。

四、 上海同濟同捷科技股份有限公司車身CAN總線系統(tǒng)的優(yōu)勢

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　　由于改變了控制方式并使用了電子開關，取消了大部分繼電器和熔斷絲。整車線束減少20％～40％（發(fā)動機線基本保持不變，前圍線減少20％～30％，底板線減少30％～40％）。

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　　模塊內(nèi)采用智能電子開關取代繼電器，實現(xiàn)驅(qū)動無觸點化，減少電磁干擾，延長使用壽命。模塊內(nèi)采用自恢復保險絲，取代熔斷絲，具有過載保護和自動恢復的功能。

　　可進行故障診斷、報警和記錄。既保證了整車電氣的可靠性，又增強了可維護性。如：燈絲燒斷后會提醒司機更換。

　　開關向主控模塊發(fā)送信號，通過開關的電流很低（mA級），大大延長了開關的使用壽命。

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在盡可能少的添加硬件的情況下可以實現(xiàn)很多智能化的功能。例如可以通過軟件實現(xiàn)大燈延時關斷功能，對不具備自動關斷的后除霜執(zhí)行器增加延時關斷功能，還有可以檢測蓄電池電壓做到低電壓報警并自動關斷大功率用電器的功能。添加一只光傳感器可以實現(xiàn)大燈自動控制功能。

　?。ㄋ模┖軓姷目蓴U展性

　　每增加一項新電器，汽車線束都要重新開發(fā)。采用CAN總線后，新電器可以方便地掛接在系統(tǒng)上，只需要改動少量線束。

　?。ㄎ澹┖喕a(chǎn)工藝，減少生產(chǎn)成本

　　由于總線系統(tǒng)配置靈活、易于擴展，當增加電器或車輛改型時只需改動少量軟件和線束。甚至在開發(fā)新車型時，也只要做少量改動。

　?。┹^低的維護、維修費用

　　由于總線系統(tǒng)自帶故障檢測、報警和記錄功能，所以對整車電氣系統(tǒng)的維護和維修非常方便。整車廠可以減少維修人員培訓和購買設備等的費用。

　　五、開發(fā)現(xiàn)狀與前景展望

　　在國外，汽車總線技術已經(jīng)基本形成了統(tǒng)一的標準，硬件接口也已統(tǒng)一，芯片也已定型、量產(chǎn)。目前國內(nèi)許多汽車電子廠商都在開發(fā)CAN總線系統(tǒng)，各個產(chǎn)品正在陸續(xù)推出。就中國而言，汽車總線更是一項朝陽產(chǎn)業(yè)，有著無限的前景；相信總線系統(tǒng)在中國的普及應用為期不遠