基于CAN總線的多功能汽車行駛記錄儀設(shè)計(jì)
1. 概述
汽車行駛記錄儀,又稱“汽車黑匣子”,是對(duì)車輛行駛速度、時(shí)間、里程以及有關(guān)車輛行駛的其他狀態(tài)信息進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)并可通過接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的數(shù)字式電子記錄裝置[1]。多功能汽車行駛記錄儀可詳細(xì)記錄車輛每次的起動(dòng)時(shí)間、行駛里程、行駛時(shí)間、最高車速以及每次最高車速的持續(xù)時(shí)間,在汽車駕駛員超速行駛時(shí)發(fā)出超速報(bào)警聲,儲(chǔ)存停車前20秒的車輛信息,并且可以使用USB移動(dòng)磁盤采集數(shù)據(jù),具有GSM/GPRS遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、GPS定位等功能。同時(shí)可以建立監(jiān)控中心,管理多個(gè)終端,方便交通管理部門根據(jù)所記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)車輛進(jìn)行有效的管理,大大地提高了駕駛員的安全責(zé)任心,從而可大幅度地降低事故的發(fā)生。
為了使車輛的排放、舒適性、穩(wěn)定性、動(dòng)力性和制動(dòng)性等技術(shù)性指標(biāo)達(dá)到一定的要求,CAN總線已發(fā)展成為汽車電子系統(tǒng)的主流總線。目前,我國(guó)的轎車已具有一定的電子控制和網(wǎng)絡(luò)功能。2006年,北京地區(qū)大客車的排放也要滿足歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn),并且已制定了基于CAN總線通信協(xié)議的SAEJ1939作為載貨車和大客車的通訊標(biāo)準(zhǔn)[2]。基于CAN總線的多功能汽車行駛記錄儀,就是根據(jù)這種發(fā)展趨勢(shì),為有CAN總線的汽車而開發(fā)的,預(yù)留出CAN節(jié)點(diǎn)的接口,使其可以通過CAN總線采集數(shù)據(jù),增強(qiáng)了多功能汽車行駛記錄儀的擴(kuò)展性。一旦出現(xiàn)故障,可以盡快的檢測(cè)出問題,便于檢修。
2. CAN總線技術(shù)
CAN-bus(Controller Area Network)即控制器局域網(wǎng),是德國(guó)BOSCH公司在80年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信總線,是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。它可靠性高、性能價(jià)格比高、適應(yīng)性好。國(guó)外眾多的汽車,如奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃、雷諾及帕里奧汽車都采用了CAN總線技術(shù)[3]。CAN通信協(xié)議主要描述了設(shè)備之間的信息傳遞方式。通信接口集成了CAN協(xié)議物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能,可對(duì)通信數(shù)據(jù)進(jìn)行幀處理。為在汽車這一特殊環(huán)境中的應(yīng)用,提供了保證[3,4]：
(1) 數(shù)據(jù)通信的可靠性 CAN總線每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施,具有極好的檢錯(cuò)效果,并且CAN節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)關(guān)閉輸出功能,以使總線上其他節(jié)點(diǎn)的操作不受影響。
(2) 數(shù)據(jù)通信的實(shí)時(shí)性 CAN總線的通信速率可達(dá)1Mbps,在報(bào)文標(biāo)識(shí)符上,CAN上的節(jié)點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級(jí),優(yōu)先級(jí)高的數(shù)據(jù)享有占用總線的優(yōu)先權(quán),優(yōu)先權(quán)高的數(shù)據(jù)最多可在134ms內(nèi)得到傳輸。
(3) 數(shù)據(jù)通信的靈活性 CAN總線是一種多主總線結(jié)構(gòu),各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間相互獨(dú)立,總線上任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)均可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。面向數(shù)據(jù)塊的通信方式,每幀數(shù)據(jù)量為8字節(jié),通信介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜或者光纖。由于CAN通信協(xié)議僅包括物理層和數(shù)據(jù)
