汽車(chē)電動(dòng)空調的數據采集系統的研究

1 引言
汽車(chē)空調作為車(chē)內溫度小環(huán)境的控制中心，其作用不言而喻。由于過(guò)去的汽車(chē)空調檢測系統因為控制策略單調而沒(méi)有使用綜合檢測平臺的必要，即使有控制過(guò)程檢測，大都使用昂貴的采集設備如數據采集卡，其通信方式也以串行口通信為主，無(wú)法接入整車(chē)環(huán)境進(jìn)行監控[1]。針對這一情況，本文所設計開(kāi)發(fā)的檢測系統主要對電動(dòng)汽車(chē)空調運行過(guò)程中的四個(gè)工程物理量進(jìn)行檢測分析：風(fēng)機的電壓、電流，壓縮機端口的高壓、低壓。本課題來(lái)源于某汽車(chē)空調系統的開(kāi)發(fā)過(guò)程中所需檢測系統的設計，主要用于使空調系統的控制策略的執行更加透明化、直觀(guān)化，為控制策略的優(yōu)化提供數字依據；為汽車(chē)空調后續開(kāi)發(fā)提供可靠的保證。
2采集系統設計
2.1總體設計

如圖 1所示，在該系統中， DSP部分的軟件設計主要完成以下工作：數據采集周期的設定、AD轉換、數據校正及濾波等。并可以接收上位機通過(guò) CAN總線(xiàn)發(fā)來(lái)的采集開(kāi)始指令打開(kāi)采集或關(guān)閉采集功能，在采集開(kāi)始后按照要求對四路信號進(jìn)行采樣及軟件校正，校正完成后將采集結果保存在 CAN郵箱內，通過(guò) CAN控制模塊進(jìn)行發(fā)送。在本系統中，電壓、電流采
2.2硬件部分
以 TI公司的 TMS320F2812為該四通道數據采集系統的核心。該款 DSP芯片是 TI公司 2000系列中的一員，最高主頻可達到 150MHz，具有強大的數字信號處理能力[2]。片內集成的 12位 AD轉換器共有 16個(gè)通道，轉換速率在可達到 12.5MSPS(ADC時(shí)鐘為 25MHz時(shí))，在采集速度及精度上均能達到本系統的設計要求。而且該 AD模塊可采用多種方式觸發(fā)能夠滿(mǎn)足不同的任務(wù)需要。輸入 2812 AD端的模擬信號由傳感器采集變換得到。本系統所用傳感器輸出信號為 4～20mA的電流環(huán)信號，而 AD模擬輸入范圍為 0～3V電壓信號。
CAN是控制器區域網(wǎng)絡(luò )（ Control Area Network）的簡(jiǎn)稱(chēng)，最早是由德國 BOSCH公司推出的，用于汽車(chē)內部測量與執行部件間的數據通信，其總線(xiàn)規范現已被 ISO國際標準制定為國際標準[3]。它廣泛的應用于汽車(chē)電子、工業(yè)控制，其信號傳輸介質(zhì)為普通雙絞線(xiàn)，通信速率最高可達 1Mbps。CAN總線(xiàn)具有較強的抗干擾能力。本系統采用 CAN總線(xiàn)的通信方式，也方便了整車(chē)調試的接入。
2.3軟件部分設計
2.3.1 DSP軟件部分

該部分軟件主要包括兩個(gè)部分：模擬信號的 AD轉換和CAN總線(xiàn)通信。因為T(mén)MS320F2812內置有 12位 AD轉換器，因此轉換部分可分為 AD模塊配置和數據轉換處理；而 AD模塊的配置主要包括工作和通道的選擇。在本系統中，選用連續轉換方式；需要采集的模擬量共四個(gè)，加上 A、B通道各配置兩個(gè)校正輸入端口，所以總共需要占用 8個(gè)模擬輸入口。
50ms200ms集周期為，高、低壓采樣周期為 。 部分配置程序如下： …
AdcRegs.ADCTRL1.bit.SEQ_CASC = 0; //雙排序發(fā)生
AdcRegs.ADCTRL1.bit.CONT_RUN = 1; //連續轉換方式
AdcRegs.ADCTRL1.bit.CPS = 0; //分頻系數為 1
AdcRegs.ADCMAXCONV.all = 0x0055; //共有 12個(gè)轉換，采樣值取 2次，標準值 1次
AdcRegs.ADCCHSELSEQ1.all = 0x1100;//轉換序列
CAN總線(xiàn)通信主要包括 TMS320F2812中 eCAN模塊郵箱的定義和郵箱中斷子程序的設置[6]。