現(xiàn)代電子技術(shù)的正處于一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)代，隨著現(xiàn)代汽車(chē)整體性能的逐漸完善，單片機(jī)和集成電路不再是家電等電器產(chǎn)品的專(zhuān)屬，也正愈來(lái)愈廣泛的被在應(yīng)用現(xiàn)代汽車(chē)上，電子控制單元部件及各種傳感器數(shù)量在現(xiàn)代汽車(chē)的裝配也越來(lái)越多。為方便這些電子兀件的信息通訊，汽車(chē)局域網(wǎng)絡(luò)的概念就應(yīng)運(yùn)而生了。總線應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)對(duì)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展意義非常重大。因?yàn)槲覈?guó)的汽車(chē)總線技術(shù)處于相對(duì)處于比較落后的階段，釆用汽車(chē)總線設(shè)計(jì)的汽車(chē)還沒(méi)有達(dá)到普及的狀態(tài)。

車(chē)輛在運(yùn)行的過(guò)程中，由于部件本身的存在的缺欠或使用過(guò)程的問(wèn)題，不可避免的會(huì)產(chǎn)生故障?，F(xiàn)代汽車(chē)與傳統(tǒng)的汽車(chē)相比，復(fù)雜程度不可同日而語(yǔ)，尤其是針對(duì)汽車(chē)電子控制部分故障的檢測(cè)與維修，依靠傳動(dòng)檢測(cè)手段是很難快捷的解決故障問(wèn)題。汽車(chē)電控單元的自檢與預(yù)警功能越顯重要。當(dāng)車(chē)輛的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)預(yù)警系統(tǒng)會(huì)以故障燈報(bào)警和故障代碼顯示的方式顯現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)專(zhuān)用的檢測(cè)儀器開(kāi)展人機(jī)對(duì)話，快速發(fā)現(xiàn)車(chē)輛的故障原因。這些都要依賴(lài)于系統(tǒng)在現(xiàn)代車(chē)輛的應(yīng)用。

系統(tǒng)功能及硬件實(shí)現(xiàn)

此系統(tǒng)除了常規(guī)系統(tǒng)提供的功能之外，還具有模塊優(yōu)先級(jí)可調(diào)(ID可調(diào))、報(bào)警限值可調(diào)、報(bào)警歷史數(shù)據(jù)的保存等功能。工作現(xiàn)場(chǎng)由多個(gè)模擬儀表和一些開(kāi)關(guān)信號(hào)組成，每一個(gè)儀表配一塊數(shù)據(jù)采集板，開(kāi)關(guān)量的采集由一個(gè)和模擬量采集板相似的單獨(dú)模塊完成。下位機(jī)采用ATMEL公司的AT89C51微型單片機(jī)，主要做通信數(shù)據(jù)的采集、簡(jiǎn)單判斷和數(shù)據(jù)發(fā)送的準(zhǔn)備工作;通信部分由總線控制器SJA1000及其配套的驅(qū)動(dòng)器PCA82C250構(gòu)成，它們可以完成數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的所有工作;另有上位工控機(jī)，帶有5M字節(jié)的閃存E2PROM，能提供10萬(wàn)次擦除和10年的數(shù)據(jù)保存期，用以存儲(chǔ)各個(gè)采集模塊報(bào)警前、后1min的數(shù)據(jù)，機(jī)車(chē)每個(gè)運(yùn)行周期結(jié)束后，就將E2PROM中的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，以備日后的性能分析;監(jiān)控報(bào)警模塊，用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示及報(bào)警，為了防止上位機(jī)出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象，各模塊的報(bào)警任務(wù)分散給下位機(jī)完成，向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)只需將報(bào)警標(biāo)志位置復(fù)位即可;總線終端接100Ω～120Ω電阻以抑制信號(hào)反射，保證通信可靠性。雙絞線連接各個(gè)模塊節(jié)點(diǎn)，形成多主控制的局域網(wǎng)。

上位/下位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊

SJA1000支持CAN2.0B規(guī)范協(xié)議，且有2種工作方式：BasicCAN和PeliCAN，本系統(tǒng)采用BasicCAN。各AT89C51單片機(jī)每隔0.05s主動(dòng)給上位機(jī)發(fā)送一次數(shù)據(jù)，下位機(jī)的CPU相對(duì)上位機(jī)來(lái)說(shuō)不太忙，因此，為了防止外部干擾信號(hào)引起錯(cuò)誤報(bào)警，下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波：0.05s分為5次采集，取其平均值發(fā)送，這樣就可以避免對(duì)瞬間高頻干擾信號(hào)的誤報(bào)警。而上位工控機(jī)發(fā)給下位機(jī)的數(shù)據(jù)一般都是針對(duì)某個(gè)下位機(jī)的命令，下位單片機(jī)接收數(shù)據(jù)是用外部中斷INT0完成的。上位機(jī)時(shí)刻監(jiān)聽(tīng)所有下位單片機(jī)，下位機(jī)也時(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)上位機(jī)，接收發(fā)給自己的命令。

下位機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先從寄存器讀入限值，判斷是否超限，如超限，ID10置0，否則置1。然后在ID9～I(xiàn)D3填入本模塊的ID號(hào)，將發(fā)送命令位置位，之后單片機(jī)就不參與此次數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)程了，其他工作就由SJA1000和PCA82C250完成。由于ID也可以決定數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)，單片機(jī)復(fù)位時(shí)總是先從P2口上讀入外部8位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)作為ID，這樣，各個(gè)模塊的優(yōu)先級(jí)就可以人為改變，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。

車(chē)載監(jiān)控終端是作為一個(gè)智能節(jié)點(diǎn)掛在總線上，能夠?qū)?a href="/tags/總線" target="_blank">總線節(jié)點(diǎn)上通訊信息實(shí)現(xiàn)監(jiān)聽(tīng)和采集功能。如果再能夠結(jié)合語(yǔ)音系統(tǒng)、無(wú)線通信及衛(wèi)星定位系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)車(chē)載導(dǎo)航、數(shù)據(jù)上傳和故障遠(yuǎn)程預(yù)警的功能。電動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的部件都有自己的控制器，為分布式分層控制提供了基礎(chǔ)。分布式分層控制可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的拓?fù)浞蛛x和功能分離。拓?fù)浞蛛x使得無(wú)力結(jié)構(gòu)上各個(gè)子系統(tǒng)控制系統(tǒng)分部在不同的位置上，從而減少了電磁千擾，功能分離使得各個(gè)子系統(tǒng)部件完成相對(duì)獨(dú)立的功能，從而可以減少子不見(jiàn)得相互影響并提高了容錯(cuò)能力。