四川拓圖偉業(yè)測繪科技有限公司
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閱讀：154發(fā)布時間：2021-9-23
1、 引言
隨著汽車電子的發(fā)展，汽車內(nèi)電子產(chǎn)品越來越多，汽車發(fā)動機、底盤和車身等電控系統(tǒng)中的電控單元數(shù)量不斷增加，同時它們之間的通信也越來越重要。在汽車內(nèi)利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可大大提高系統(tǒng)之間信息傳遞的可靠性，同時可大大減少汽車線束的數(shù)量，降低汽車電氣系統(tǒng)的成本。本文提出并實現(xiàn)了一種利用單片機組成CAN系統(tǒng)，利用藍牙無線傳輸技術(shù)對汽車運行數(shù)據(jù)進行采集與處理的方法。CAN總線符合ISO11898標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率可達1Mbps,傳輸距離為10km,傳輸介質(zhì)可為雙絞線。它具有如下的一些技術(shù)特性：
1)多主方式工作，非破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的總線仲裁技術(shù);
2)采用短幀結(jié)構(gòu)，受干擾概率低，每幀信息都有CRC檢驗及其他檢錯措施;
3)對嚴(yán)重錯誤具有自動關(guān)閉總線的功能，使總線的其他操作不受影響。
在汽車運行過程中，車載射頻裝置如汽車立體聲系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航設(shè)備、衛(wèi)星數(shù)字音頻無線電業(yè)務(wù)(SDARS)裝置、GSM無線電收發(fā)器以及其它電器設(shè)備均可能造成干擾或受到干擾，這些射頻干擾信號會對汽車無線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流造成不良影響。如果應(yīng)用傳統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的速率和準(zhǔn)確率都不能很高，從而不能實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地進行數(shù)據(jù)的傳輸，而把藍牙無線傳輸技術(shù)用在汽車上可以很好地解決這個問題。
本文所用藍牙模塊采用英國CSR公司的BC417芯片，并與SST公司的8M的FLASH芯片39VF800A構(gòu)成了模塊。
模塊的硬件圖如圖1所示。
圖1藍牙模塊原理圖
此模塊的主要特點如下：
1)采用CSR主流藍牙芯片，符合藍牙V210標(biāo)準(zhǔn)。
2)串口模塊上底板帶有RS232接口和TTL接口，任選一種接口使用，使用313～5V電源。串口對用戶而言是透明的。
3)藍牙芯片采用向前糾錯編碼，通信效率高，自動跳頻，抗*力強。
4)波特率為1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200,230400,460800,921600,1382400,可在程序中根據(jù)實際需要設(shè)置。
5)休眠電流：小于1MA,工作電流：40MA。
2、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理圖
本文利用MICROCHIP公司的內(nèi)嵌CAN控制器的18F4580芯片與CAN收發(fā)器芯片MCP2515構(gòu)成CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并用18F4580芯片自帶的10位AD傳感器實現(xiàn)了對汽車發(fā)動機節(jié)氣門位置信號的測量，同時利用智能數(shù)字傳感器DS18B20對發(fā)動機的水溫信號進行測量。利用藍牙模塊把測量的信號無線傳給上位機，利用VC++編寫數(shù)據(jù)接收與處理的程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實時顯示與存儲，并可顯示數(shù)據(jù)值隨時間的變化關(guān)系曲線圖，測量結(jié)果直觀。系統(tǒng)的硬件原理圖如圖2所示。
圖2測量系統(tǒng)原理圖
3、藍牙無線傳輸系統(tǒng)
MAX232芯片把轉(zhuǎn)換后的信號傳給由CSR公司的BC417構(gòu)成的藍牙主(發(fā)射)模塊。BC417藍牙模塊可以設(shè)定數(shù)據(jù)傳輸速率，在保證發(fā)射信號的質(zhì)量的情況下，可以盡量采用高速率的傳輸。本文中的傳輸速率為38400bps。另一塊BC417藍牙芯片構(gòu)成的從(接收)模塊在接收到數(shù)據(jù)信號后，通過MAX232芯片轉(zhuǎn)換電平傳給上位機微機的串口。
4、上位機信號接收處理系統(tǒng)
上位機微機的串口接到信號后，用VC++開發(fā)工具編寫了面向?qū)ο蟮某绦驅(qū)?shù)據(jù)包進行處理。為了直觀的顯示數(shù)據(jù)的數(shù)值和其隨時間的變化關(guān)系，本程序可顯示實際節(jié)氣門位置信號與水溫的數(shù)值，另可顯示節(jié)氣門位置信號的變化曲線。上位機程序的界面如圖3所示。
本文利用的是SerialPort類來實現(xiàn)此功能，這種方法對使用者來說只要關(guān)心設(shè)定相關(guān)的通訊參數(shù)，而不用關(guān)心封裝的實現(xiàn)方法，程序的模塊化和維護性好[5]。在使用中采用串口事件響應(yīng)方式工作。為了更直觀的顯示出數(shù)據(jù)隨時間變化的曲線，編寫了一個利用封裝的BUTTON類控件實現(xiàn)的顯示界面。此控件可方便地實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的坐標(biāo)、背景、數(shù)據(jù)的單位與數(shù)據(jù)的更新速度等屬性進行設(shè)定，顯示效果良好。
圖3上位機界面圖
5、結(jié)論
該系統(tǒng)運行良好，能方便、快速、可靠地實現(xiàn)汽車運行參數(shù)的測量，為實現(xiàn)汽車網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的無線實時測量與汽車故障診斷提供了一個較好的平臺。程序運行結(jié)果顯示此藍牙無線傳輸CAN測量系統(tǒng)有如下優(yōu)點：
1)在測量汽車運行參數(shù)時，可利用多個單片機構(gòu)成CAN測量網(wǎng)絡(luò)，充分利用了CAN網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點：信號抗*力強、數(shù)據(jù)速率快、數(shù)據(jù)可靠性高與系統(tǒng)連接線少等。
2)無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)充分體現(xiàn)了藍牙系統(tǒng)的高速和藍牙協(xié)議的高可靠性，理論上數(shù)據(jù)的成功率為,實現(xiàn)了高速和可靠的數(shù)據(jù)傳遞。
3)在用上位機測量汽車運行參數(shù)時，在汽車與電腦之間無需任何線纜的連接，方便測量系統(tǒng)的組建，降低了系統(tǒng)組建的時間和成本。
4)可充分利用上位機計算與處理的優(yōu)勢，相比于傳統(tǒng)的汽車檢測儀器，可實現(xiàn)功能更*的數(shù)據(jù)處理能力。
信息標(biāo)題：基于CAN系統(tǒng)的汽車無線測量系統(tǒng)
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