擎耀數(shù)字車燈CAN/LIN總線網(wǎng)絡(luò)定向數(shù)據(jù)采集控制解決方案實(shí)施流程

2024年是數(shù)字車燈崛起的元年，隨著車輛的智能化和網(wǎng)絡(luò)化程度不斷提高，車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（如CAN總線）成為連接各個(gè)電子控制單元（ECU）的重要紐帶。車燈作為車輛重要的安全組件之一，其工作狀態(tài)直接影響到行車安全，因此，對車燈進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控顯得尤為重要。新款特斯拉、福特烈馬、坦克300、牧馬人等多款SUV車型都采用了數(shù)字化大燈總成，基本都通過獨(dú)特的LIN總線、CAN總線、以太網(wǎng)等多種方式實(shí)現(xiàn)自己的數(shù)字和智能化，閑來，和大家一起探討一種數(shù)字車燈CAN總線網(wǎng)絡(luò)定向數(shù)據(jù)采集與控制解決方案。

首先，CAN（Controller Area Network）是一種串行通信協(xié)議，它允許微控制器與設(shè)備之間進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。在汽車應(yīng)用中，CAN總線通常用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、變速箱控制單元、車身控制模塊等關(guān)鍵部件，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸和共享。針對車燈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)專門的CAN數(shù)據(jù)采集模塊。該模塊通過CAN接口與車輛的CAN總線相連，能夠?qū)崟r(shí)接收來自車燈控制單元的數(shù)據(jù)包。這些數(shù)據(jù)包包含了車燈的工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)反饋、故障信息、波形占空比、亮度調(diào)節(jié)命令等關(guān)鍵信息。

我們需要一套比較好的框架來涵蓋各種類型的車燈，包括但不限于特斯拉、福特烈馬、坦克300、牧馬人的前大燈、尾燈、轉(zhuǎn)向燈等。數(shù)據(jù)采集將覆蓋多種車型和品牌，以保證數(shù)據(jù)的廣泛性和代表性。應(yīng)用范圍還包括自適應(yīng)頭燈、MINI-LED尾燈、近光燈、信號燈、ADB智能車燈、ASF隨動(dòng)轉(zhuǎn)向和大燈高度調(diào)節(jié)。

為此，我們的電路模塊分區(qū)和控制就包括了CAN芯片、LIN芯片、收發(fā)器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、抗干擾、保護(hù)電路、對外串口、升級軟件、把上述應(yīng)用層的邏輯都能裝載在硬件電路上，預(yù)留好線束接口及對外連接，保證可操作性、可拓展性、上下版本兼容性，結(jié)構(gòu)可調(diào)整性。

為了確保數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，擎耀需要對CAN數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行精確的配置。這包括設(shè)置合適的波特率、采樣頻率以及數(shù)據(jù)過濾規(guī)則。波特率決定了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?，而采樣頻率則影響了數(shù)據(jù)的更新速度。數(shù)據(jù)過濾規(guī)則可以幫助我們篩選出與車燈相關(guān)的數(shù)據(jù)，減少不必要的數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)。

以實(shí)際車型特斯拉和烈馬舉例，我們在大燈接口處通過萬用表測試，能檢測出幾根線芯中的LIN線，特斯拉相對來說比較標(biāo)準(zhǔn)，從Model3和ModelY來看，大致處于一個(gè)控制邏輯。但是烈馬就有截然不同的幾個(gè)版本：首先，進(jìn)口烈馬在默認(rèn)的LIN燈光控制，在25款的進(jìn)口烈馬，與上一代之間存在著差異，而由江鈴代工的國產(chǎn)烈馬，又進(jìn)一步升級了LIN反饋，還影響著大燈電動(dòng)調(diào)節(jié)高度的功能，稍不留神，細(xì)節(jié)處理不好，就會在儀表盤報(bào)故障燈。

為此，我們在測試完LIN數(shù)據(jù)以后，還有針對電動(dòng)調(diào)節(jié)部分采集不同高度和檔位下的電壓輸出，國產(chǎn)烈馬帶電調(diào)功能的一共有9個(gè)檔位，類似0-0.5-1......5的一個(gè)范圍值，如果加上ASF隨動(dòng)轉(zhuǎn)向，類似奔馳寶馬一樣的上下位置掃描，那么，從軟件兼容、抗干擾、上下版本覆蓋，LIN反饋等多種考慮下，就需要對汽車?yán)斫飧鼮榧?xì)致。

在硬件層面，我們可以選用高性能的微控制器作為CAN數(shù)據(jù)采集模塊的核心處理單元。該微控制器應(yīng)具備足夠的處理能力來解析CAN總線上的數(shù)據(jù)包，并將其轉(zhuǎn)換為易于理解和處理的格式。此外，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還需要考慮到電源管理、電磁兼容性等因素。外圍有指示燈代表著不同情況下的工作狀態(tài)，用于測試和驗(yàn)證及升級。

軟件方面，我們需要在MCU中的ARM架構(gòu)下開發(fā)一套完整的數(shù)據(jù)采集和分析程序。這套程序不僅要能夠?qū)崟r(shí)接收和解析CAN總線上的數(shù)據(jù)，還要能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲、顯示和報(bào)警。例如，當(dāng)檢測到車燈出現(xiàn)故障時(shí)，程序應(yīng)立即發(fā)出警報(bào)，并記錄故障發(fā)生的時(shí)間和類型，以便后續(xù)的維修和分析，應(yīng)用層根據(jù)總線上的數(shù)據(jù)做各種處理。

整套控制數(shù)據(jù)采集和控制方案完成后，為了方便用戶操作和管理，我們還要設(shè)計(jì)一個(gè)友好的測試環(huán)境，模擬人開車行為中的各種動(dòng)作，通過外設(shè)的輸入，還提供一些交互功能，如手動(dòng)控制車燈亮度、切換不同的工作模式等，檢測該方案的實(shí)時(shí)性和可靠性。這套模擬測試環(huán)境，也可以在未來大燈控制核心板量產(chǎn)中提供強(qiáng)大的幫助，通過這個(gè)模擬測試環(huán)境，測試中可以直觀地查看車燈的工作狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)以及任何潛在的問題。

歸納起來，數(shù)字車燈CAN總線網(wǎng)絡(luò)定向數(shù)據(jù)采集與控制主要流程參考如下：

一、客戶提供目標(biāo)車型，精確到年份和型號例如特斯拉Model3-2025款。

二、擎耀委派CAN/LIN工程師針對車型接口、線束定義、數(shù)字報(bào)文內(nèi)容進(jìn)行測試。

三、查看數(shù)據(jù)類型、邏輯、算法、反饋、電壓、波形等多種影響。

四、定向數(shù)據(jù)采集，主要包括近光燈、遠(yuǎn)光燈、日行燈、邊燈、尾燈、電動(dòng)調(diào)節(jié)、隨動(dòng)轉(zhuǎn)向、矩陣算法等。

五、現(xiàn)場測試法，采用獲取到的數(shù)據(jù)，反饋給汽車ECU，看是否報(bào)警、是否存在其他不兼容的情況。

六、硬件設(shè)計(jì)，要根據(jù)客戶定向車型，開發(fā)出結(jié)構(gòu)合理、邏輯清晰、兼容性好、干擾合格、功耗合理、電流穩(wěn)定、恒流控制完美的上下版本兼容的PBCA控制板，用于測試。

七、模擬設(shè)置：在控制方案開發(fā)出來后，需要開發(fā)一套模擬測試工裝，以便于在實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)車間安排不同情況下的檢測，建立起整套測試工程。

八、用戶反饋收集：及時(shí)跟蹤測試車輛的情況，收集客戶對方案的優(yōu)化調(diào)整、體驗(yàn)滿意度及改進(jìn)建議。

九、實(shí)地交流：根據(jù)反饋情況進(jìn)行深入訪談，了解方案在實(shí)際使用中的表現(xiàn)及存在的問題。

十、對參與項(xiàng)目的人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，包括設(shè)備操作、測試和數(shù)據(jù)記錄標(biāo)準(zhǔn)，留存記錄用于未來更新參考。