一種智能車(chē)輛配電系統設計方案

各種特種車(chē)在車(chē)輛的使用中，往往也會(huì )出現漏油故障，導致潤滑油和燃油的浪費，消耗專(zhuān)用車(chē)的動(dòng)力和工作效率。所以要設計系統來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題， 基于嵌入式技術(shù)、雙冗余CAN總線(xiàn)與LIN總線(xiàn)構成的車(chē)輛智能配電系統，并且能夠實(shí)現整車(chē)配電系統的智能化、數字化管理。能解決目前存在的問(wèn)題

　　1 智能配電系統的硬件設計

　　該配電系統分為三個(gè)部分：配電終端，智能配電管理器和車(chē)輛管理終端，如圖1所示。配電終端主要是用于28 V設備的狀態(tài)監控。

　　由于特種車(chē)輛的用電設備的功率比較小，配電終端內部采用低導通電阻的快速MOSFET來(lái)控制用電設備的通斷。并且采用電流、電壓檢測和短路保護技術(shù)實(shí)現對用電設備狀態(tài)監控、故障的自動(dòng)保護和故障完全隔離。另外，配電終端具有存儲記憶功能，能夠記憶設備故障時(shí)的記錄信息。為了實(shí)現遠程控制和配電系統的數字化，配電終端采用了控制器LPC935和低成本、易開(kāi)發(fā)的的LIN總線(xiàn)。由于特種車(chē)輛具有大量的感性負載，啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流過(guò)大，電流瞬間可能超過(guò)額定電流的5～10倍，配電終端采用限流啟動(dòng)方式?？紤]到全車(chē)用電設備數量眾多，配電終端采用模塊化設計，一個(gè)主要用電設備配備一個(gè)配電終端，智能配電管理器負責管理每個(gè)配電終端。

　　智能配電管理器主要負責管理配電終端的用電設備，對用電設備的運行狀態(tài)進(jìn)行監控，同時(shí)智能配電管理器提供雙冗余CAN通道與車(chē)輛其他管理終端進(jìn)行數據通信，從而實(shí)現整車(chē)電氣系統的數字化管理。

　　智能配電管理器主要部分包括：鍵盤(pán)和觸摸屏輸入，LCD顯示，雙冗余CAN接口和LIN接口，I/O輸入、輸出、測試、配置和故障檢測接口和備份信息存儲部分。由于智能配電管理器功能復雜，考慮到控制的實(shí)時(shí)性和用電設備的數量眾多，在硬件平臺上，采用32位微處理器LPC2119。LPC2119具有雙CAN控制器，兩個(gè)UART、豐富的I/0資源和內置的RAM和FLASH存儲器。觸摸屏采用ADS7846控制器，LCD選型上支持觸摸屏操作的TFT真彩屏，信息存儲采用8 KB鐵電FLASH，鍵盤(pán)采用專(zhuān)用鍵盤(pán)管理芯。在軟件平臺上，選用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統μC/OS-Ⅱ。

　　2 車(chē)輛智能配電系統的軟件設計

　　2.1 配電終端應用軟件實(shí)現的機制和原理

　　配電終端的程序處理流程如圖2所示。

　　配電終端軟件利用四路A/D采集輸入端的電壓、輸出端的電壓、電流和溫度，同時(shí)對采集的數字量進(jìn)行濾波處理，從而實(shí)現用電設備的過(guò)壓，欠壓、過(guò)流和溫度故障保護。短路保護采用硬件處理方式，如果檢測到短路硬件自動(dòng)關(guān)斷MOSFET管，并且把短路信號傳輸到單片機的I/O輸入口，以便單片機對短路的識別、判斷。外部控制接口采用I/O輸人口檢測，同時(shí)對外部控制信號采用數字濾波處理。配電終端的信息備份采用LPC935內部的存儲器存儲。為了防止運行參數在設置參數點(diǎn)附近波動(dòng)，軟件采用參數設置點(diǎn)回歸處理。

　　為了實(shí)現配電終端的數字量輸出和配電系統的數字化控制，配電終端采用LIN總線(xiàn)通信，并且在LIN應用層協(xié)議采用標準LIN 1.2協(xié)議。由于LIN總線(xiàn)屬于完全主從模式，為了智能配電管理能夠正確地訪(fǎng)問(wèn)每一個(gè)配電終端，在系統上電時(shí)采用自動(dòng)分配地址的處理方法，由配電管理器為每個(gè)終端分配惟一地址。在軟件上，LIN通信數據采用CRCl6校驗，從而保證設備的工作正常。