汽車(chē)電力載波總線(xiàn)系統的應用設計
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目前，現行的汽車(chē)總線(xiàn)標準很多，其中使用比較廣泛的有CAN總線(xiàn)、J1850等。這些總線(xiàn)都要采用專(zhuān)門(mén)的數據線(xiàn)束，且汽車(chē)的ECU單元對數據傳輸的要求不一致，需要在汽車(chē)內同時(shí)布置幾個(gè)不同的數據網(wǎng)絡(luò )。另外，這些數據總線(xiàn)的實(shí)現又需要布置專(zhuān)用的數據通信線(xiàn)束，這樣增加了汽車(chē)內的線(xiàn)束、制造成本和維護難度，給汽車(chē)內的數據傳輸帶來(lái)不穩定的因素。本文介紹一種新的汽車(chē)總線(xiàn)數據傳輸方式――汽車(chē)電力載波總線(xiàn)數據通信技術(shù)，該方式在不增加汽車(chē)內線(xiàn)束的基礎上可實(shí)現汽車(chē)內各ECU模塊之間的數據傳輸和共享。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197857.htm1 系統總線(xiàn)通信信道模型分析
與低壓電網(wǎng)載波通信系統一樣，汽車(chē)電力線(xiàn)載波系統的負載也是復雜和時(shí)變的。各種類(lèi)型的電器有時(shí)接通，有時(shí)斷開(kāi)，使得導線(xiàn)的阻抗特性具有很大的波動(dòng)性，系統的傳遞函數隨負載的變化隨時(shí)發(fā)生改變，是一個(gè)時(shí)變系統。圖1所示的時(shí)變通信信道模型，可以用來(lái)表述汽車(chē)電力線(xiàn)載波總線(xiàn)系統。圖中，除了噪聲干擾被表示為加性的隨機干擾過(guò)程外，系統中其他的部分都以相應的頻率響應函數表示。通信系統中的傳遞函數以及噪聲模型可以通過(guò)測量得到，也可以通過(guò)理論分析得到。這個(gè)系統模型比較全面地概括了通信系統設計時(shí)所必須考慮的重要特性。
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圖2 網(wǎng)絡(luò )分析儀結構框圖 對于汽車(chē)電力線(xiàn)載波通信信道，其頻率響應是一個(gè)緩慢變化的隨機過(guò)程。這個(gè)隨機過(guò)程可以看成是一個(gè)方差為σ2的白噪聲經(jīng)過(guò)一個(gè)因果穩定濾波器的輸出。正確地選擇這個(gè)濾波器的系數，就能把這個(gè)隨機過(guò)程用有限的參數表示出來(lái)。把已經(jīng)獲得的數據送入計算機處理、分析方差的變化開(kāi)始變緩，可以確定系統頻率響應，用3個(gè)系數和1個(gè)白噪聲的方差表示為:按此在新窗口瀏覽圖片。根據模型系數的統計特性認為，通信信道的頻率響應應該是白噪聲隨機過(guò)程經(jīng)過(guò)AR模型系數所構成的濾波器后的輸出，可以通過(guò)計算機編制程序來(lái)產(chǎn)生信道的頻率響應。這里假定系數都是獨立的高斯隨機變量，仿真結果如圖3所示。
本文在大量實(shí)驗測量的基礎上，在500 kHz～10 MHz頻帶上對汽車(chē)電力線(xiàn)載波通信信道的傳輸特性進(jìn)行了研究，并用隨機信號處理方法建立了信道幅頻特性的3階自回歸模型，得到以下結論: ?、?汽車(chē)電力線(xiàn)載波通信信道不存在通常低壓電力線(xiàn)載波通信信道都會(huì )遇到的多孔徑傳輸的問(wèn)題。 2 系統設計
根據系統總線(xiàn)通信信道模型分析，汽車(chē)電力載波總線(xiàn)采用汽車(chē)載波通信標準和協(xié)議；同時(shí)，結合汽車(chē)內各電器對數據傳輸速率要求的實(shí)際情況，組建不同數據速率的汽車(chē)線(xiàn)束載波通信網(wǎng)絡(luò )。高速載波通信網(wǎng)絡(luò )將汽車(chē)內需要高數據傳輸速率 的模塊連接在一起，而對速率要求不高的電器模塊則使用低速通信網(wǎng)絡(luò )。這樣，汽車(chē)內的所有電器就可以通過(guò)很少的幾根電力線(xiàn)束分別連接在一起，組成幾個(gè)子系統。這些子系統之間通過(guò)網(wǎng)間連接器（網(wǎng)關(guān)）實(shí)現信息共享，達到汽車(chē)各電器模塊的協(xié)同動(dòng)作，實(shí)現汽車(chē)智能控制。圖4是汽車(chē)載波通信的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構原理框圖。在這種拓撲結構的汽車(chē)載波通信系統中，各電器模塊與載波通信模塊之間的連接采用新的汽車(chē)載波通信總線(xiàn)標準。 本設計中的汽車(chē)載波通信系統采用主從結構，整體的網(wǎng)絡(luò )結構呈樹(shù)狀分布。系統中包括一個(gè)主控制模塊和多個(gè)從控制模塊。從網(wǎng)絡(luò )拓撲結構的角度來(lái)看，整個(gè)通信系統就是由主控制模塊、汽車(chē)電力線(xiàn)束以及從控制模塊組成，在系統中汽車(chē)電力線(xiàn)束同時(shí)也起到了通信信道的作用。圖5顯示了連接在汽車(chē)內載波通信系統中的主控制模塊與電動(dòng)門(mén)窗及電動(dòng)椅等負載的連接情況?？刂菩畔⑼ㄟ^(guò)汽車(chē)電力線(xiàn)束，在各個(gè)控制模塊之間傳輸。
采用載波通信技術(shù)的智能汽車(chē)照明控制系統包括主控制模塊及從控制模塊。圖6為系統控制單元連接框圖。從圖中可以看出，除了外部接口外，主控模塊與從控模塊之間沒(méi)有太大的差別。它們都包括有CPU模塊、調制解調模塊、耦合模塊。這些都是進(jìn)行載波通信所必需的單元。下面將詳細論述這幾部分模塊的具體實(shí)現。
圖6 系統控制單元連接框圖 各個(gè)控制單元系統采用了PIC系列單片機，主控制單元采用的是PIC16F877，而從控制單元采用的則是PIC16F873。 PIC(Peripheral InteRFace Controller，外圍接口控制器)，是由美國Microchip公司推出的單片機系列。 3.1 主控制單元的具體實(shí)現 下面以主控制單元中CPU模塊的具體應用為主，介紹系統中CPU的具體實(shí)現。圖7所示為主控制單元CPU模塊的控制連接電路。 關(guān)鍵詞：
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