基于CAN總線的電動(dòng)汽車整車參數(shù)測試網(wǎng)絡(luò)

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1、基于CAN總線的電動(dòng)汽車整車參數(shù)測試網(wǎng)絡(luò)摘要:本文介紹了基于CAN總線的電動(dòng)汽車車載參數(shù)測試網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。通過8個(gè)基于微處理器的CAN節(jié)點(diǎn)采集146項(xiàng)電動(dòng)汽車參數(shù)；通過1個(gè)基于PC104的CAN監(jiān)測節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)的顯示和記錄，并可通過移動(dòng)存儲(chǔ)器將記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，由地面軟件分析電動(dòng)汽車運(yùn)行過程中的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)。最后給出了系統(tǒng)在汕頭國家電動(dòng)汽車檢測試驗(yàn)基地的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞：CAN總線節(jié)點(diǎn)采集參數(shù)AMeasurementNetworkforElectricVehicleBasedonCAN-BusAbstract:Thispaperintroducesameasur

2、ementnetworkforelectricvehiclebasedonCANbus.Thereare9CANnodesinthenetwork,8measurenodesbasedonMCUforsampling146parametersand1display&recordnodebasedonPC104forrecordinganddisplayingtheinformation.Byflashdisk,therecordeddatacanbetransferredtoPConthegroundwhereeachparametercanbecurved

3、andanalyzed.Atlast,itticksofftheexaminationresultinShantouNationalElectricVehicleTestingBase.Keywords:CANBus,Node,Sample,Parameter1、引言現(xiàn)代交通的迅猛發(fā)展帶來的能源與環(huán)境危機(jī)已經(jīng)成為世界性的難題。發(fā)展電動(dòng)汽車，采用清潔能源，被認(rèn)為是最好的解決方案之一。為此，各國投入了大量的人力物力進(jìn)行電動(dòng)汽車的研究，并取得了可喜成果。電動(dòng)汽車不僅包括傳統(tǒng)汽車的運(yùn)行速度、行駛里程等參數(shù)，還包括電動(dòng)汽車獨(dú)有的能耗、電源電壓、電流及電機(jī)轉(zhuǎn)速等電氣參數(shù)

4、，參數(shù)多達(dá)100多項(xiàng)。掌握這些參數(shù)對于分析電動(dòng)汽車整體運(yùn)行性能有著重要意義。這些參數(shù)類型各異、位置分散，要想集中測量存在很大困難。因此，需要分散測量，再通過監(jiān)控節(jié)點(diǎn)集中顯示和記錄的方式構(gòu)造測試網(wǎng)絡(luò)?？刂破骶钟蚓W(wǎng)CAN（controllerareanetwork）能有效支持分布式和實(shí)時(shí)控制的串行通訊，與其它現(xiàn)場總線相比，它具有簡單可靠、速率高、無主從以及連接方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一種在汽車車載測控網(wǎng)絡(luò)中成熟應(yīng)用的總線形式。因此，我們選用CAN總線構(gòu)造電動(dòng)汽車整車參數(shù)測試網(wǎng)絡(luò)。2、CAN總線網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)2.1監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)總體結(jié)構(gòu)電動(dòng)汽車整車運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)共由9個(gè)CAN

5、節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，包括1個(gè)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度與數(shù)據(jù)處理的PC104監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和8個(gè)單片機(jī)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)。8個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)包括1個(gè)車輛參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)、1個(gè)動(dòng)力電池參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)、1個(gè)輔助電池參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)、1個(gè)電機(jī)參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)和4個(gè)電池參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)。由于動(dòng)力電池節(jié)點(diǎn)、輔助電池節(jié)點(diǎn)和電機(jī)節(jié)點(diǎn)采集的參數(shù)都是電壓、電流以及充放電的能量，因此可以將這三個(gè)節(jié)點(diǎn)作為一類節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，統(tǒng)稱為電量參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)。動(dòng)力電池由40節(jié)12V鉛酸蓄電池串聯(lián)而成，串聯(lián)電池組的性能取決于每節(jié)電池的性能，40組電池參數(shù)在4個(gè)電池節(jié)點(diǎn)中分別進(jìn)行測量，每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)測試10節(jié)電池的參數(shù)，因此4個(gè)電池參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)是另一類數(shù)據(jù)采

6、集節(jié)點(diǎn)。此外，還有1個(gè)車輛參數(shù)采集節(jié)點(diǎn)，主要采集車輛的各種狀態(tài)，包括車輛啟動(dòng)、停止，空調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（針對混合動(dòng)力車），電機(jī)轉(zhuǎn)速。因此這個(gè)系統(tǒng)包括了3類數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，即電量節(jié)點(diǎn)、電池節(jié)點(diǎn)和車輛節(jié)點(diǎn)。整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。在整個(gè)的系統(tǒng)中，共有3類8個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，完成146項(xiàng)參數(shù)的采集。采集的數(shù)據(jù)通過CAN總線將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，監(jiān)控節(jié)點(diǎn)也通過微處理器完成總線上數(shù)據(jù)的接收。同時(shí)，該節(jié)點(diǎn)通過雙口RAM和一臺(tái)PC104計(jì)算機(jī)的ISA總線通訊，PC104通過雙口RAM獲取監(jiān)控節(jié)點(diǎn)從總線上收到的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和記錄。同時(shí)，PC104還通過一個(gè)

7、串行口直接接收GPS數(shù)據(jù)接收板的車輛速度、經(jīng)緯度和時(shí)鐘信息，并作為同步信息進(jìn)行記錄和顯示，以便將汽車的實(shí)時(shí)性能與速度和運(yùn)行地況聯(lián)系起來。信息每0.5秒記錄一次，采用變化記錄的數(shù)據(jù)壓縮算法，并以*.dat文件格式進(jìn)行存儲(chǔ)。2.2網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔⑽⑻幚砥鰿AN控制器CAN收發(fā)器外界參數(shù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)CAN總線圖2CAN節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖CAN總線是通過信息幀傳輸數(shù)據(jù)的，可分為數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、錯(cuò)誤幀和超載幀。信息以報(bào)文為單位傳輸，不同的報(bào)文以標(biāo)識(shí)符（ID）進(jìn)行區(qū)分，標(biāo)識(shí)符越小，報(bào)文的優(yōu)先級越高。智能接收節(jié)點(diǎn)雙口RAM隨動(dòng)設(shè)置參數(shù)PC機(jī)數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)U盤PC104IS

8、A總線串口1PC104車載裝置USB串口2GPS接收