基于can总线之车灯控制及电气检测体系研制

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1、基于CAN总线之车灯控制及电气检测体系研制1绪论1.1课题研究的背景目的及意义车灯是汽车的主要光源，在能见度较低的情况下，为驾驶员提供行车照明[1]，是车辆在道路上行驶时，彼此之间交流的语言。车灯可分为前大灯和尾灯，其中又包括近光灯、远光灯、转向灯、雾灯、刹车灯、倒车灯等功能灯[2]。各功能灯都有其独特的功能，缺一不可，它们在车辆安全行驶的过程中起了重要的作用。随着我国汽车数量的逐年增加，国民的出行变得越来越方便，同时带来的问题便是交通事故频频发生，根据相关权威部门的调查显示，交通事故在多数情况下是由车灯照明质量引起的，大部分的交通事故发生在夜间，同时大部分的交通事故都有旧车的

2、参与。发生这种情况主要是因为：质量较差的车灯在夜间无法提供足够的亮度以及照射范围；同时由于是车辆年久失修，车灯老化严重，这也会影响车灯的照明质量。因此，为确保日后的行车安全，对汽车车灯产品进行前期的质量检测就显得尤为重要，首先要按照要求对车灯产品进行功能测试和参数检测；其次要对车灯进行严格的老化测试，将测试结果反馈给整车厂以及消费者，便于消费者以此为依据按时更换车灯，保证行车安全。车灯控制及电气检测系统能够对车灯进行功能控制以及工作参数的检测，是保证车灯产品出厂后能够正常工作的重要系统之一。随着LED[3]灯、AFS[4]系统等新技术在现代车灯上的应用越来越广泛，而且不同成车企

3、业对车灯的检测要求也各不相同，因此车灯的检测控制系统也自然需要进行相应的提高和升级，从而提高车灯产品出厂后的质量可靠性，能够满足成车企业的要求，并在最大程度上保障人们的行车安全。因此，研究出一种人机界面友好、操作方便、可靠性强的车灯产品控制及电气检测系统是十分有意义的，同时也是很有必要的。1.2国内外研究现状车灯产品的质量检测是指对新出厂的灯具进行功能控制以及工作参数检测，判断被测灯具是否符合技术规范。其中功能控制包括各功能灯的点亮以及AFS功能的实现。对于车灯产品的功能测试，主要采用的方法有：单一的现场连线测试和利用现场总线技术对车灯进行测试。对车灯进行现场连线测试的工作电路

4、图如图1-1所示，主要采用了继电器等电子器件进行控制，也就是在开关和灯具之间进行简单的点对点连接，因此每个车灯都需要至少一根导线与其对应的控制开关相连以组成检测回路，利用开关来对整个回路进行导通和关断，同时通过串联在电路中的状态灯的状态来判断车灯的情况[5]。这样的测试方式在车灯数量较少的情况之下勉强可行，但是在对较大数量的车灯产品进行大规模的功能检测时，在包括布线等硬件方面将变得十分复杂，不仅效率低下，而且会产生严重的电磁干扰，影响检测的可靠程度。2系统总体方案设计2.1系统的功能本系统为车灯控制及电气参数检测系统，系统的功能需求如下：上位机监控终端可以进行系统功能的设置，例

5、如可对系统的工作时间、工作周期、P通道的占空比及频率、转向灯的闪烁频率、灯球的运动角度、电压电流阈值等参数进行设置。上位机监控终端可以对下位机各车灯节点工作时候的电压电流参数进行实时的监测，并定期将工作参数保存到对应的Excel文件中，出现故障时会有相应的报警并给出错误信息。下位机控制终端能够接收上位机的命令，在对各功能灯进行功能控制的同时，对车灯工作时的电压电流进行AD采样，并发回到上位机显示。系统具有断点续传功能，在系统工作过程中，如果因为网络故障而导致节点通讯失败，下位机控制节点可将通讯中断前的工作状态进行保存，并再次进行连接，待重新连接上之后系统可从断点处继续运行。2.

6、2系统总体方案的确定2.2.1通讯总线的确定系统需要实现对多组前后车灯同时进行实时地控制和电气参数检测，单一的现场连线方式就这里就不太合适，因此我们需要采用先进的现场总线技术，将系统中所有的节点都连接到总线上，利用总线技术自身的特点，实现一对多的控制。目前工业现场常用的数据通讯总线包括RS-232总线、RS-485总线、CAN总线[19]和USB总线[20]。这几种数据通讯总线有着不同的特性以及各自的使用场合，四种数据通讯总线之间的比较如表2-1所示。从表2-1中可以看出，RS-232总线的通讯速率较低、通讯距离较短，而且只能是一对一的通讯，无法组成控制网络；RS-485总线通

7、讯速率较高，通讯距离较长，但是总线利用率很低，而且当某个节点出现故障时可能会导致整个网络瘫痪；CAN总线通讯速率高，通讯距离长；采用差分传输方式，具有很好的抗干扰能力；总线利用率高，且当某节点出现故障时，会自动退出总线，不会对CAN网络造成任何影响；USB总线通讯速率很高，但通讯距离很短，同时USB设备价格很昂贵，在系统节点数量较大时，会增加系统开发成本。根据之前的功能描述，本系统要求同时对数量较大的车灯进行功能控制和电气参数采集，所以总线上的数据量比较大，因此这里对总线的通讯速率、可靠性、