canlin混合网络在轿车车门控制系统中的应用

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1、CAN/LIN混合网络在轿车车门控制系统中的应用41八—1—1刖目随着电子技术的发展和对汽车性能要求的不断提高，汽车上的电子产品越来越多，从而加剧了线束和汽车屮可布线空间的矛盾。棊于降低传统设计屮的线束数量,改善由于线束过多引起的可靠性问题，汽车网络被设计、规范和发展起来。IJN和CAN总线分别属于A类和B类总线中的主流形式，在汽车领域应用曰益广泛。2网络结构的选择区别于驱动系统，轿车车门控制系统具有如下特点:主要是人工操作，所以控制速率、更新速率和对较慢（人能接受的响应时间最大为100ms）;网络通信的发起者为人为操作;功能数量多，线束数量人等

2、。考虑到通信负载、通信效率、实时性和成本，本系统的总线采用了与动力控制总线（高速CAN）不同的低速CAN辅以成木更低的UN总线的混合总线方案。汽车网络特点可归纳为:通信距离短、子功能模块化功能较好、扩充性要求高和可靠性要求高等。比较星形、环行和混合形拓扑结构,总线结构的电缆长度短、可靠性高和易于扩充的特点迎合了汽车网络的需要。加之CAN总线的错误处理机制有效地克服了总线结构故障隔离的困难，使之成为汽车网络应用的首选结构。本系统采用丫并列式和层次式并存的混合网络结构，如图1所示。并列式网络结构可靠性好,网络速度要求低，开发费用少,开发时间短，被用于

3、连接各车门节点;层次式网络结构中采用主/从控制，由主节点控制通信，不需要仲裁和解决冲突，因而节右了成本，用T实现距离主控制节点相对较远的后视镜的控制。3应用协议和信号分析CAN是一个技术规范，SAEJ1939是以CAN为基础涉及了应用层的上层协议，是0前最有实用参考价值的车用网络协议。所以系统信号编码采用了SAEJ1939,保证了系统的通用性。3.1数据域分组原则为丫提高基于CAN系统的通信效率，SAEJ1939建议每个消息充分使用8字节数据域。需要有充分的理由,方允许定义数据域中采用有间隙的参数群编号，并建议参数按照以下方式分组：①按常用的子系

4、统分组（电控单元用来分派和发送数据）：②按相同速率分组（以减少对消息的管理）；③按功能分组（如机汕、冷却剂、燃料供应等）。车门控制系统按物理位置原则布置网络节点，并且节点内部的信息具有相似的通信速度，所以系统以“子系统分组”原则来进行信号划分。以右前门节点为例，对信号划分见表1。3.2首选地址分配SAEJ1939规定,一个确定系统屮的地址数量不可以超过254个（设备不能申请0地址和全局地址）。大多数在SAEJ1939网络上工作的电控单元，将拥有被分配给该单元的可使用的首选地址。如果在没有一个可选方案的情况下，电控单元应该在128开始的128〜24

5、7地址范围内申请一个地址。系统具体地址分配见表2。3.3参数群设定准则通信协议中有3种主耍的通信方法,适当运用各种类型的通信方法，可以使已有的参数群编号得到有效使用。这3种通信方法是：PDU1格式（PS=目标地址）、PDU2格式（PS=群扩展）、使用2个预定义的专用群编号的专用通信。专用通信一般用在以下2种情况:在不需要进行标准通信的场合和在进行专用通信很重要的场合。在车门控制系统内部大部分通信不需要标准通信，这些通信信息对网络上的其他设备来说一般是无用的。所以系统包含了采用专用群编号的PDU1和PDU22种格式,部分具体编码见表3。4系统方案实

6、现4.1轿车车门控制系统的功能描述与传统的设计相比，木系统突出体现了总线控制的智能化和人性化，同时支持对玻璃自动和手动2种操作模式的控制;具有智能防夹功能,即在玻璃的白动上升过程中,如果经过算法判断发生夹碰，将自动反转并下降15mm，对乘客进行保护;具奋碰撞应急功能,通过共享网络信号，如果发现碰撞，即刻将碰撞报警在总线上广播，接收到报警后所有的车窗同时下降，便于乘客逃生;具有智能关窗功能，如果从网络上获取点火钥匙关闭和外部中控锁关闭信号，将自动升起所有玻璃，避免由于驾驶员的疏忽而引发的意外。对中控锁的控制，支持内部、外部和遥控3种操作模式;具有自

7、动锁闭功能，即通过总线实吋监测车速变化，如果发现车速超过15km/h，将自动锁止中控锁;具有碰撞应急功能，如果从网络上发现碰撞信号，将自动打开中控锁，便于乘客逃生，4.2CAN/LIN混合网络的构建车门控制系统的网络结构原理如图2所示。由于CAN总线在汽车网络应用中的主流地位,各半导体供应商都提供对CAN协议的完善支持。本系统以内置MSCAN模块的MC68HC908GZ16和MC33889CAN收发控制器为底层基础，实现CAN的通信。LIN总线作为CAN通信网络的辅助，基于主从结构，使用单线通信，充分体现了价格方而的优势。其A标应用是不需要CAN

8、的性能、带宽及复杂性的低速系统，系统中利用MC68HC908GZ16中的ESCI模块+MC33399和908E625构建LIN通信网络，