低速网络控制系统在汽车电器的应用

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1、低速网络控制系统在汽车电器的应用：按照区域自治原则，将汽车电器划分为十个子区，每个子区拥有一个ECU。所有ECU经双绞线联接成X络，从而构成了汽车电器低速X络系统。对这一系统拓扑形式、通讯协议、系统控制等进行了较为深入的探讨。　　关键词：汽车电器；低速X络；控制系统　　Abstract:accordingtotheregionalautonomyprinciple,automobileelectricappliancesisdividedinto10subsidiaryarea,everybrancha

2、reahaveaECU.AlltheECUtobileelectricapplianceslo.Asystemofthetopologicalform,municationprotocol,systemcontrolforamorein-depthdiscussion.　　Keyobileelectricappliances;Lo　　　　　　：U264.911：A：　　　　1.引言　　汽车电器X络按功能可分为面向控制的X络(CON)和面向信息传输的X络(ION)。按照美国汽车工程师协会(SAE)的分类，

3、X络速度分为A、B、C、D、E类。A类为低速X，波特率在9600bps以下，进而波特率在125Kbps以下为中速XB类，125Kbps以上为高速XC类[2]。本文中即为运用X络技术构建的汽车电器面向控制的低速系统。　　2．拓扑结构　　X络汽车电器在技术上有两个依托。一是电器单元或区域电器微机化；另一是X络技术。在汽车电器低速X络控制系统中。汽车电器划分为如下几个区域：左前(右前)区主要负责车辆左前(右前)照明车灯、信号灯控制；左后(右后)区主要负责车辆左后(右后)照明车灯、信号灯控制；左侧(右侧)区主要

4、负责车辆左侧(右侧)电动门窗、电动后视镜、示宽灯等电器工作；前围区主要负责前侧雨刮、喷水器、空调等电器工作；尾区主要负责车辆尾侧牌照灯、后雾灯等电器工作；顶区主要负责车辆顶部电器如顶灯、天窗开关等。同时，将原驾驶员各操纵控键变成控制区，负责检验和执行驾驶员各种控制动作，将原仪表区变为显示区，负责显示各种功能执行情况以及故障显示。　　其次，进行区域微机化，除控制区与显示区共用一个ECU外，其它每个区域各应用一个ECU进行分别控制。根据以上划分方法，每个区域运用一个ECU分别对辖区内各电器进行控制，ECU以

5、8051单片机为核心。由于划分区域时考虑到了功能上的相似性，事实上左前区、右前区、左后区、右后区这四个区的ECU结构与功能基本一致，左侧区与右侧区的ECU结构与功能基本一致，同时由于各个区域之间控制功能的相似性，其ECU结构也大同小异。　　用电源线及双绞线将各个ECU联接起来就形成了汽车电器低速X络系统。考虑到所控制电器低速的特性，此汽车电器低速控制X络采用总线型全双工串行异步通讯方式。总线采用屏蔽双绞线．其数据传输上限为10Mbit/s。汽车电器低速X络系统其拓扑结构如图1所示。　　上位机有控制与显示

6、两部分功能。一是控制，接受驾驶员的各种控制指令，通过机电转换装置变化为805l单片机能够识别的电信号，并且将这些命令通过上位机编译后经串行通讯接口传至总线；二是显示，显示各区域电器工作状态，并对设备的完好状态进行显示。下位机的拓扑结构如图2所示。　　3.X络特性　　通过屏蔽双绞线将各区域ECU相联就形成了汽车电器的低速X络。所谓低速是指该X络的波特率为9600bps以下，且控制的电器均为汽车常用电器，如车灯、电动玻璃升降器、空调、雨刮等，而不是速度要求较高的电子控制系统设备，这些电器的实时性要求不是太高

7、。　　3.1X络工作过程　　上位机不断检查各控制键的状态，如有变化即通过软件编译形成相应控制指令，送往串口，并通过通讯接口传给总线，以广播形式在X络上传播。由于控制指令中含有地址信息，各区域ECU接到总线上信息后，首先判断是否为本机指令。如果是则接受该指令，经软件处理后控制辖区某电器执行相关动作，然后将执行情况通过总线返回上位机。与发出指令相比较，如有错误或故障，则在显示区显示错误信息代码；如果总线上指令不是本机指令，则不予理采。下位机在适当时机进行自检，如发现故障，则向上位机发送信息，将故障码及其本机

8、代码通过串行口经总线送给上位机，经上位机处理后在显示器上显示有关故障信息。　　3.2X络通信协议　　所谓协议是指局部系统之问相互作用的规则以及它们与外部环境和通道系统相互作用的规则的总和。在通信协议方面，汽车电器低速X络采用的是类似BITBUS协议。由于采取的是串行口异步通讯。其发送数据位为11位。其协议格式如图3所示。　　数据起始位为0，占据lbit位。紧接着8位数据D0～D7为指令，其中D7～D4为指令代码，代表下位机所必须执行的由上位