一種基于can總線的汽車車窗多功能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
本發(fā)明涉及一種基于CAN總線的汽車車窗多功能控制系統(tǒng)，屬于汽車電子領域。
[0002]【背景技術】:
隨著汽車電子技術的發(fā)展，為了提高汽車的舒適性，越來越多的電子產(chǎn)品裝載到汽車上。而汽車車窗控制器作為汽車的一個主要安全部件，對車身的密封性和安全性有直接影響，對其功能的多樣性要求也越來越高。汽車車窗控制器多采用“點對點”的單一控制方式，相互之間缺少聯(lián)系，因此使得車內(nèi)線束增加、布線復雜、可靠性差。利用CAN總線技術，可以克服現(xiàn)有汽車電動車窗控制系統(tǒng)復雜，布線復雜，可靠新差的缺點。目前，市場上許多電動車窗都不具有防夾功能，容易造成對乘員尤其是兒童的傷害。即便有些高檔車型具有電動車窗防夾控制能力，功能又普遍較為單一，往往僅局限于車窗的防夾功能，且缺少其它相關功能的設計，而無法應對緊急情況或突發(fā)情況下，對汽車車窗控制功能多樣性的要求。而目前國內(nèi)基于CAN總線的汽車電動車窗控制系統(tǒng)的相關設計專利大多功能單一，一般只涉及電動車窗的防夾的功能，不能實現(xiàn)對電動車窗的多功能控制。本發(fā)明則彌補了現(xiàn)有技術在功能上的局限性，不僅實現(xiàn)的汽車電動車窗的防夾，還增加了一系列新的功能。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明通過CAN總線通信網(wǎng)絡實現(xiàn)各個控制單元之間的數(shù)據(jù)傳送，系統(tǒng)包括車窗控制單元、一鍵總控控制單元、發(fā)動機開關控制單元、語音控制單元四部分。該系統(tǒng)能實現(xiàn)汽車電動車窗的防夾控制、一鍵控制汽車車窗關閉、劇烈振動時的車窗自動關閉、發(fā)動機開關關閉時車窗自動關閉以及語音控制車窗升降的功能。
[0005]車窗控制單元包括:電源電路、CAN總線收發(fā)器、高速光電耦合器、微控制器、電流采樣電路、振動傳感器模塊、驅(qū)動電路、升降開關接口電路、信號處理電路；電源電路包含蓄電池和穩(wěn)壓/隔離電源，穩(wěn)壓/隔離電源的正、負端與蓄電池的正負極相連接，穩(wěn)壓電源的輸出端與微控制器、光電耦合器、CAN總線收發(fā)器、驅(qū)動電路以及信號處理電路連接相連；微控制器包含PIC單片機和CAN總線收發(fā)器，PIC單片機與光電耦合器、驅(qū)動電路和信號處理電路連接；功率驅(qū)動電路包含電流采樣電路，而電流采樣電路由功率驅(qū)動電路的CurR端與微控制器的RAO端口相連接構(gòu)成，其中振動傳感器模塊包括振動傳感器、調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換電路三部分。
[0006]常用的振動測量傳感器按各自的工作原理可分為:壓電式、壓阻式、電容式、電感式以及光電式等。
[0007]本發(fā)明采用壓電式傳感器，而壓電傳感器的輸出信號很弱小，必須進行放大。所以傳感器通過調(diào)理電路連接至A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端再由A/D轉(zhuǎn)換器與微控制器的I/O 口相連。傳感器將振動幅度轉(zhuǎn)化為電信號，再由調(diào)理電路將壓電式傳感器輸出的電壓信號放大至單片機所能接受的電壓信號，最后送至AD轉(zhuǎn)換電路將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓量，并送至單片機處理； 由振動傳感器將振動幅度轉(zhuǎn)化為電信號，再由調(diào)理電路將電信號處理為單片機所能接受的電壓信號，最后送至AD轉(zhuǎn)換電路將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓量，并送至單片機處理；語音控制單元則由語音采集模塊、語音前期處理模塊、語音識別模塊及輸出控制模塊組成，通過對語音信號采集、處理、識別后通過CAN總線輸出相應的信號至車窗控制單元。
[0008]語音采集模塊通過麥克風接受語音輸入，對于輸入的語音首先要進行預處理，所以先與語音前期處理模塊連接，由前期處理模塊對信號進行適當?shù)姆糯蠛驮鲆婵刂?，然后進行數(shù)字化將模擬型號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后連接至語音識別模塊。由語音識別模塊對數(shù)字語音信號進行分析，提取反應語音信息的參數(shù)以確定相應結(jié)果并發(fā)送至輸出控制單元，由輸出控制單元通過CAN總線發(fā)送相關指令至車窗控制單元。
[0009]有益效果:
本發(fā)明設計的優(yōu)點:基于CAN總線的車窗多功能控制系統(tǒng)在實現(xiàn)電動車窗防夾，一鍵及語音控制車窗關閉、劇烈振動情況下車窗自動關閉、發(fā)動機開關關閉時車窗自動關閉等多種功能，確保了車內(nèi)人身的安全。同時由于采用了 CAN總線技術能夠有效地降低車內(nèi)布線的復雜程度，克服了現(xiàn)有汽車電動車窗控制系統(tǒng)線路復雜，控制節(jié)點多，可靠性差的問題。
[0010]
【附圖說明】
[0011]圖1汽車車窗智能控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2車窗控制單元硬件結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖3振動傳感器模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖4語音控制單元模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖5高速光電耦合器6N137的示意圖。
[0016]圖6 CAN總線收發(fā)器PCA82C250的示意圖。
[0017]圖7電機控制子程序流程圖。
【具體實施方式】
[0018]以下通過具體實例加以說明。
[0019]如附圖1所示為總線網(wǎng)絡拓撲圖。主駕駛車窗控制器、副駕駛車窗控制器、后排左側(cè)車窗控制器、后排右側(cè)車窗控制器以及頂部車窗控制器連接在CAN總線的低速網(wǎng)段。發(fā)動機開關控制器、一鍵總控控制器、語音控制器連接在CAN總線的高速網(wǎng)段并放置在方向盤上，便于行車時對其進行快速有效地控制。
[0020]圖2為各功能部件通過CAN總線的連接示意圖，一鍵總控、語音控制和發(fā)動機控制部分由一片微處理器進行控制即可完成相應功能，而將4個車窗(圖中以一個車窗示例4個車窗)和天窗部分使用各自的微處理進行控制，它們通過CAN總線進行信息的傳遞。例如當有“關閉車窗”的語音信號輸入時，ECU控制單元(汽車微處理器)經(jīng)CAN總線收發(fā)器向CAN總線上的四個車窗節(jié)點和一個天窗節(jié)點發(fā)出“關閉”的命令，這五個節(jié)點的微處理器收到信息后，控制各自的車窗和天窗關閉，各節(jié)點間的通信硬件上通過兩根CAN總線，軟件上遵從CAN總線的協(xié)議標準即可完成，大大減小了系統(tǒng)網(wǎng)絡的復雜性。
[0021]下面具體介紹控制單元的組成與連接情況。
[0022]如圖2所示，本發(fā)明的子控制單元包括車窗控制單元，一鍵總控控制單元、發(fā)動機控制單元、語音控制單元四部分。當一鍵控制按鈕按下/發(fā)動機開關關閉時，由一鍵總控控制單元/發(fā)動機開關控制單元通過CAN總線以報文的形式與車窗控制單元進行數(shù)據(jù)交換廣播數(shù)據(jù)，車窗控制單元接受報文后控制車窗及天窗關閉，從而實現(xiàn)一鍵控制車窗關閉及發(fā)動機熄火時的車窗自動關閉。當語音控制單元采集到語音信號后對采集到的信號進行處理及識別，再由單片機經(jīng)輸出控制器通過CAN總線將信號傳送至