汽车电子智能化集成控制技术概述

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,张国辉,汽车电子智能化集成控制技术,结合与广州市白云区通达汽车灯具电器厂合作项目“车载智能信息终端的研发”介绍最新的国内概况，此项目属于厦门金龙联合汽车工业有限公司的大型开发项目“汽车电子智能化集成控制系统”的子项目。,1.1 CAN,总线与,SAE J1939,协议的应用现状,1,、,基于,CAN,总线的,C,类网络被应用于车内数据通讯。,CAN,总线有效地将发动机电控系统、驱动防滑系统、自动巡航系统等连接成为一个综合控制系统。,2,、,SAE J1939,协议是美国汽车工程师协会,SAE,（,Society of Automotive Engineer,）发布的以,CAN,总线、以,CAN 2.0B,作为网络核心协议的车辆网络串行通信和控制协议。它是目前在国内汽车行业中应用最广泛的,CAN,总线应用层协议，可以达到,250Kbit/s,的通讯速率。,1,技术背景,1.2,车载电子设备发展现状,1,、客车车载电子设备生产和安装都是独立的，容易造成操作方式各异、操作面板凌乱、设备间相互影响、控制复杂等问题，使得设备的安装、操作、维护不便，并且总体价格昂贵。,2,、,由于不同客户对客车上的电子设备功能具有不同的要求，整车生产厂家必须根据定单要求进行定制，这就要求车载信息终端可方便地进行功能的扩充和裁减。因此，车载信息终端设备的多功能动态集成技术的是解决这些问题的关键。,1,技术背景,1.3,汽车智能化控制技术发展现状,国内的汽车电子装置与电子控制系统总的来说是落后于欧美发达国家，主要表现在如下几个方面。自主研发力度不够，很少有具有世界影响力的产品；起步晚，核心的或复杂的控制器和传感器主要依靠进口，如电控发动机的,ECU,及其传感器和执行器都由,BOSCH,和,DELPHI,等提供；行业标准不全，企业各自为政，很难形成标准化的产品，影响整车厂的产品配套；产品与国外的相比，在性能和可靠性上，还有差距，如国产,ABS,的性能就不如进口的。,1,技术背景,AIICS,是建立在汽车动力环、车身环和信息环网络上的智能化集成系统，它的基础是大金龙公司即将建立的,XMQ J1939,协议。,整个系统分为三个部分：车身环、动力环和信息环。三个部分之间通过,CAN,总线相互连接在一起。为了保证安全性，车身环和动力环中的单元器件必须通过各自的网关才能与外界通讯，即通过网关与智能化集成计算机连接；信息环中的器件直接与智能化集成计算机连接。信息环构成了客车多媒体信息系统。,2,客车信息终端系统,2.1,汽车电子智能化集成控制系统的架构,汽车电子智能化集成控制系统的架构,2,客车信息终端系统,客车信息终端系统的硬件方案,2,客车信息终端系统,客车信息终端系统,是汽车智能化集成控制系统（,AIICS,）的信息处理中心，是客车智能化集成控制系统的一个子系统。基础是客车多媒体集成系统（,BMIS,）。,客车信息终端系统有可以分成两个部分：（,1,）客车车载汽车智能化监控系统和（,2,）客车车载电子设备集成系统。,客车车载汽车智能化监控系统,是一个对车辆进行全方位监控并具有信息处理与管理功能的软,/,硬件集成系统。,客车车载电子设备集成系统,将报站系统、收费系统、调度系统、多媒体系统等集成在一个,车载信息终端中,。,2.2,客车信息终端系统,2,客车信息终端系统,客车智能化监控系统主要进行车辆行车过程中的车况监控，通过与车身环和动力环的网关通讯采集车身环和动力环内部器件的状态信息，从而判断车况并作出有关处理。,3,客车车载智能化监控系统,3.1,客车车载智能化监控系统的组成,针对商用汽车的现状，在最新版,SAE J1939,的基础上对,PGN,和,SPN,进行扩充，以适应商用汽车,CAN,总线电子装置的使用，扩充后的协议暂定名称为,XMQ J1939,。,3,客车车载智能化监控系统,3.2,客车车载智能化监控关键技术,XMQ J1939,通讯协议,XMQ J1939,协议非常复杂，而对于车载信息终端而言，实现的功能只有：（,1,）实现信息终端计算机节点的地址申明；（,2,）故障信息的截取；（,3,）部分行车参数信息的记录；（,4,）某些特殊设备的监控。,1,、主要是针对车身环的有关部件进行协议的扩充,客车相对与小车特有的部件，特别国内客车特有,的部件,2,、定义多侦传输协议,3,、定义了统一故障诊断方式,车载信息终,端,端需要对行,车,车参数进行,选,选择性的记,录,录，并且记,录,录的数据文,件,件可以在以,后,后进行查询,。,。每个行车,参,参数都由某,个,个,PGN,中的部分域,记,记录，记录,某,某个行车参,数,数的具体域,由,由,SPN,定义区分；,由,由于同一个,PGN,可能由几个,不,不同,CAN,节点发送或,者,者转发，,PGN,中的节点源,地,地址可以标,志,志发送某个,PGN,的源节点，,从,从而判断是,否,否由某个有,效,效的（或者,特,特定的）,CAN,节点发送。,3,客车车载智,能,能化监控系,统,统,3.3,客车车载智,能,能化监控关,键,键技术,车辆运行参,数,数监测,3,客车车载智,能,能化监控系,统,统,3.4,客车车载智,能,能化监控关,键,键技术,车辆运行参,数,数监测,进行行车参,数,数记录的步,骤,骤是：,（,1,）根据,CAN,总线接收到,的,的数据，通,过,过查表进行,参,参数组,PGN,和节点源地,址,址,SA,的匹配，找,到,到需要进行,处,处理的报文,，,，而过滤掉,其,其他数据包,；,；,（,2,）根据每个,不,不同参数的,SPN,定义进行数,据,据包的解析,，,，得到具体,的,的参数数值,及,及其意义；,（,3,）将得到的,行,行车参数记,录,录插入到有,关,关的数据库,文,文件中；,（,4,）利用行车,记,记录查询软,件,件打开行车,记,记录数据库,文,文件，以曲,线,线或者表格,的,的形式进行,某,某些参数、,或,或者某些时,间,间段的记录,查,查询。,3,客车车载智,能,能化监控系,统,统,3.5,客车车载智,能,能化监控关,键,键技术,设备监控,对于有些外,围,围设备，整,车,车厂为了安,装,装、维护的,方,方便，可以,将,将其控制权,限,限开放给用,户,户，使得一,般,般用户可以,进,进行设备的,测,测试、监视,与,与控制，例,如,如本系统中,要,要求对空调,系,系统和暖风,系,系统具有此,类,类功能。本,项,项目中由于,厂,厂家的要求,，,，暂时将空,调,调和暖风的,控,控制功能屏,蔽,蔽，而是实,现,现空调和暖,风,风的状态检,测,测和测试功,能,能，但是由,于,于所有空调,和,和暖风的功,能,能都能进行,测,测试，因此,实,实际上其控,制,制功能也已,经,经具备。,3,客车车载智,能,能化监控系,统,统,3.6,客车车载智,能,能化监控关,键,键技术,故障处理与,维,维护,信息终端可,以,以实现单个,或,或者多个当,前,前发生的故,障,障信息的查,询,询，并进行,有,有关处理：,（,1,）从,CAN,总线接收单,个,个故障数据,包,包或者将接,收,收到的多个,故,故障数据包,拼,拼接成一个,完,完整的故障,数,数据包后，,通,通过查表进,行,行参数组,PGN,和节点源地,址,址,SA,的匹配，解,析,析出故障代,码,码的,SPN,和故障类型,码,码,FMI,；,（,2,）根据节点,源,源地址,SA,查找源地址,表,表得到发生,故,故障的部件,名,名称，根据,故,故障代码的,SPN,查找故障名,称,称表得到故,障,障名称，根,据,据,SPN,和,FMI,查找故障类,型,型表得到故,障,障类型及其,描,描述；,（,3,）将得到的,故,故障信息显,示,示在界面上,并,并根据预先,制,制定的故障,处,处理策略进,行,行故障处理,。,。,3.7,客车车载智,能,能化监控系,统,统的实现,3,客车车载智,能,能化监控系,统,统,3,客车车载智,能,能化监控系,统,统,3.7,客车车载智,能,能化监控系,统,统的实现,3.7,客车车载智,能,能化监控系,统,统的实现,3.7,客车车载智,能,能化监控系,统,统的实现,3.7,客车车载智,能,能化监控系,统,统的实现,3.7,客车车载智,能,能化监控系,统,统的实现,3.7,客车车载智,能,能化监控系,统,统的实现,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.1,公交车载电,子,子设备集成,的,的功能组成,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.2,公交车载电,子,子设备集成,系,系统的硬件,集,集成方案,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.3,公交车载电,子,子设备集成,系,系统的软件,组,组成,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.4,公交车载电,子,子设备集成,的,的软件技术,报站管理,报站管理软,件,件模块包括,线,线路控制、,GPS,数据获取和,报,报站模块以,及,及站点（线,路,路）显示。,线路控制实,现,现变换运行,线,线路的有关,操,操作。,报站具有手,动,动和自动两,种,种模式。采,用,用手动报站,模,模式时，,GPS,将采集车辆,当,当前的位置,信,信息作为当,前,前站点的预,置,置位置信息,；,；当使用自,动,动报站模式,时,时，,GPS,将采集到的,车,车辆当前位,置,置信息与站,点,点的预置位,置,置信息比较,，,，按照一定,的,的策略找出,需,需要播报的,站,站点信息。,报,报站时按要,求,求的方式将,站,站点名称发,送,送到车内显,示,示屏显示，,并,并且播放报,站,站语音和其,他,他广告语音,文,文件。,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.5,公交车载电,子,子设备集成,的,的软件技术,视频监视,视频监视软,件,件模块采用,microsoftdirect sdk,中的,Direct Show,开发包实现,。,。,Direct show,是基于,COM,的应用系统,，,，通过提供,大,大量的过滤,器,器（,Filter,）组件完成,总,总体应用框,架,架和底层工,作,作。,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.6,公交车载电,子,子设备集成,的,的软件技术,多媒体技术,多媒体软件,模,模块包括收,音,音机、,MP3,播放器和报,站,站语音播放,。,。,收音机由工,控,控机与,SY86MA,车载电脑专,用,用收音机开,发,发模块连接,，,，工控机根,据,据收音机开,发,发模块协议,向,向该模块发,送,送命令，该,模,模块接收相,应,应命令后作,出,出响应。,MP3,播放器完全,通,通过软件实,现,现，应用,Windows Media Player,控件实现音,频,频文件的播,放,放。,收音机、,MP3,播放和其他,模,模块的语音,播,播放采用优,先,先级机制统,一,一进行管理,，,，具体地：,（,（,1,）语音报站,优,优先于收音,机,机或,MP3,；（,2,）新的播放,任,任务优先于,当,当前正在进,行,行语音播放,任,任务；（,3,）收音机、,MP3,和语音报站,是,是互斥的，,即,即执行其中,一,一个则终止,另,另一个。,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.7,公交车载电,子,子设备集成,系,系统的开发,结,结果,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.7,公交车载电,子,子设备集成,系,系统的开发,结,结果,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.7,公交车载电,子,子设备集成,系,系统的开发,结,结果,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.7,公交车载电,子,子设备集成,系,系统的开发,结,结果,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.7,公交车载电,子,子设备集成,系,系统的开发,结,结果,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4.7,公交车载电,子,子设备集成,系,系统的开发,结,结果,4,公交车载电,子,子设备集成,系,系统,4