速銳得LIN總線(xiàn)在燈光控制系統的應用硬件設計

LIN是CAN總線(xiàn)系統的子網(wǎng)，也叫“局域子系統”。汽車(chē)上LIN總線(xiàn)控制的所有系統之間的數據交換，必須通過(guò)CAN總線(xiàn)控制單元才能實(shí)現。

LIN總線(xiàn)作為CAN總線(xiàn)的一種有益補充，可以更為經(jīng)濟、有效地完成車(chē)輛功能。LIN結構比較簡(jiǎn)單，只有一根數據線(xiàn)，也只能用于傳感器和執行器之間的簡(jiǎn)單數據傳輸。它與CAN總線(xiàn)不同，LIN總線(xiàn)上的控制單元分主、從的，主控制單元與CAN總線(xiàn)連接，控制著(zhù)LIN總線(xiàn)上的其他從控制單元，也就是說(shuō)，只有主控制單元發(fā)送信息結束后，從控制單元才能進(jìn)行數據信息的發(fā)送。

一、LIN總線(xiàn)應用

LIN總線(xiàn)被稱(chēng)為數據循環(huán)總線(xiàn)，是一種單總線(xiàn)，是指數據信息不管有沒(méi)有要求或者有沒(méi)有變化，總是在總線(xiàn)上反復重新循環(huán)發(fā)送和傳遞，以利于傳感器和執行器在任意時(shí)刻都可以接收總線(xiàn)上的數據信息。

速銳得開(kāi)發(fā)CAN總線(xiàn)數據應用已經(jīng)有11年之久，對于汽車(chē)LIN總線(xiàn)也是非常熟悉，既然LIN總線(xiàn)是在CAN總線(xiàn)的基礎上新發(fā)展的汽車(chē)車(chē)載電子總線(xiàn)系統，為了建立傳輸速率有限、結構簡(jiǎn)便且性能優(yōu)良的總線(xiàn)系統而產(chǎn)生的。那么，如電路圖設計所示，它只需要一條數據傳輸線(xiàn)，使用低成本的組件即可。

LIN總線(xiàn)通過(guò)使用簡(jiǎn)單的電子設備節省了結構空間，最大傳輸速率為20kbit/s，由于多家汽車(chē)制造商將標準公開(kāi)化，促進(jìn)了LIN總線(xiàn)在汽車(chē)燈光控制系統及一些簡(jiǎn)單系統的開(kāi)發(fā)，使得CAN總線(xiàn)系統不僅沒(méi)有被取代，反而得到了擴展，單主/多從原理確保了安全性。LIN總線(xiàn)系統應用的方案簡(jiǎn)單，傳輸速率較低，適合應用在一些對時(shí)間要求不那么嚴格的場(chǎng)合，比如舒適娛樂(lè )系統、汽車(chē)香薰系統，汽車(chē)燈光控制系統、門(mén)鎖系統、氛圍燈控制系統、自動(dòng)空調系統、后視鏡控制系統、電子輔助轉向系統、天窗控制系統、自動(dòng)雨刮控制系統和洗滌系統等傳輸上。

二、LIN總線(xiàn)特點(diǎn)

LIN總線(xiàn)是用于汽車(chē)分布式電控系統的一種新型低成本串行通信系統，是一種基于UATR數據格式，主從結構的單線(xiàn)9-10.5V總線(xiàn)通信系統，主要用于智能傳感器和執行器的串行通信。

LIN總線(xiàn)在結構上，采用成本低的單線(xiàn)連接、傳輸速率最高位20kbit/s，其媒體訪(fǎng)問(wèn)采用單主/多從的機制，不需要像CAN總線(xiàn)一樣進(jìn)行仲裁，在節點(diǎn)中不需要晶體振蕩器二能進(jìn)行自同步，現在LIN芯片也不算貴，所以，僅是LIN部分的話(huà) ，減少了硬件平臺開(kāi)發(fā)的成本。

其主要目的是為現有車(chē)輛網(wǎng)絡(luò )CAN提供輔助功能，目標就是低端系統（這里主要指速率要求低），無(wú)需CAN總線(xiàn)的性能、帶寬以及復雜性，可以說(shuō)，LIN總線(xiàn)是一種輔助型總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。

LIN總線(xiàn)系統一般由一個(gè)主控制單元和最多16個(gè)從控制單元組成，LIN總線(xiàn)主控制單元請求從控制單元發(fā)送數據，并發(fā)出操控指令。為了與汽車(chē)上的其他控制單元進(jìn)行通信，主控制單元連接在其他總線(xiàn)上。LIN總線(xiàn)主控制單元在汽車(chē)診斷檢測中有地址碼，由其負責對所連接的從控制單元進(jìn)行診斷。例如一路CAN上，連接2個(gè)LIN控制單元A、B，LIN控制單元A控制空調、空氣鼓風(fēng)機、風(fēng)窗玻璃加熱（再分左右）、B控制單元控制車(chē)頂模塊中的天窗、車(chē)燈、電機等。還可以包括車(chē)燈控制系統中的燈的水平位置調整（遠近光燈）、車(chē)門(mén)、車(chē)鎖、電子制動(dòng)、空調、巡航控制、座椅、儀表、暖氣、尾燈、后視鏡電子裝置、后視鏡水平調整電機。

三、速銳得設計方案

速銳得在特斯拉、寶馬、比亞迪、福特、凱迪拉克等燈光控制系統上，通過(guò)加裝燈光控制系統單元來(lái)集中控制，主控單片機結構原理圖如下：

這個(gè)燈光控制系統包括了遠光旋轉開(kāi)關(guān)接口、車(chē)燈變光接口，左前照燈LIN總成控制接口、右前照燈LIN總成控制接口，轉向柱電子裝置控制單元、數據總線(xiàn)診斷接口，預留了CAN位置，可以外接組合儀表控制面板單元，車(chē)載電網(wǎng)控制單元幾BMS等器件?？梢钥刂谱児忾_(kāi)關(guān)、左右燈的遠近光控制，雙閃狀態(tài)和示廓燈狀態(tài)等等。原理是通過(guò)燈光旋轉或者接收到控制單元信號，燈光控制系統內部接通遠光燈控制器觸點(diǎn)，隨機接收到遠光開(kāi)啟的模擬信號，汽車(chē)燈光控制系統將這個(gè)模擬信號轉換成數字信號，通過(guò)CAN總線(xiàn)將數據發(fā)送給車(chē)載ECU控制單元和儀表板控制單元。

當任何時(shí)候轉向變光信號過(guò)來(lái)時(shí)，燈光控制系統內部接通超車(chē)燈控制觸點(diǎn)，隨即控制系統用原車(chē)LIN協(xié)議向車(chē)燈發(fā)送超車(chē)燈開(kāi)啟的模擬信號，以驅動(dòng)原廠(chǎng)車(chē)燈閃爍。這套燈光控制系統組件，不僅可以驅動(dòng)原廠(chǎng)車(chē)燈，也可以驅動(dòng)副廠(chǎng)車(chē)燈件和改裝車(chē)燈件。

四、汽車(chē)LED

為了更加炫酷和增加遠光燈與超車(chē)燈亮度，后裝和改裝車(chē)燈總成大多采用LED模塊照明方式。LED是當電子與空穴復合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示，砷化鎵發(fā)紅光、磷化鎵發(fā)綠光、碳化鎵發(fā)黃光、氮化鎵發(fā)藍光。在汽車(chē)大燈總成結構中，包括了殼體、轉向信號燈模塊、日行燈模塊、驅動(dòng)LED電源模塊、遠近光LED單元、遠近光和LED電源模塊，轉向燈日行燈LED模塊，近光LED單元，電路堆砌上就是一堆電路和MOS管來(lái)管理。

一般都用超高亮的LED，把他們做成汽車(chē)遠光燈、近光燈、制動(dòng)燈、行車(chē)燈、轉向燈、矩陣燈、也可以用于儀表照明和車(chē)內照明，比如氛圍燈。LED具備耐振動(dòng)、省電、壽命長(cháng)的特點(diǎn)，具備一定優(yōu)勢，用作制動(dòng)燈時(shí)，響應時(shí)間為60ns，比一般白熾燈或者LED燈的140ns要快許多，為此，在典型的高速公路上行駛，會(huì )增加4-6米的安全距離。

五、功能及過(guò)程

速銳得打造的這款汽車(chē)燈光控制系統，也對其他數據進(jìn)行了管理，例如蓄電池電壓、點(diǎn)火狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機轉速、發(fā)電機DFM信號，實(shí)現了外部燈光控制、舒適性燈光控制、雨刮器控制、清洗泵控制、指示燈控制、負荷管理、車(chē)內燈光控制、后風(fēng)窗加熱、端子控制、燃油泵預供油控制及控制、管理狀態(tài)監測等功能。至于速銳得內部軟件上，可以根據不同的車(chē)型、應用場(chǎng)景、業(yè)務(wù)需求來(lái)實(shí)現軟件的定制開(kāi)發(fā)。

汽車(chē)燈光控制系統接收到原車(chē)LIN報文或者模擬原車(chē)LIN報文信號后，分別接通左前、右前汽車(chē)大燈總成控制信號，所有燈可以實(shí)現狀態(tài)及控制。

組合儀表接收到汽車(chē)燈光控制系統信號后，點(diǎn)亮儀表板上的遠光指示燈，提示駕駛人燈光狀態(tài)。

駕駛人操控將變光開(kāi)關(guān)向上拉動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)內部接通超車(chē)燈控制觸點(diǎn)，隨即汽車(chē)燈光控制系統接收到超車(chē)燈開(kāi)啟的模擬信號。汽車(chē)燈光控制系統將這個(gè)模擬信號轉換為數字信號，通過(guò)舒適CAN將數據發(fā)給車(chē)載ECU控制單元和組合儀表控制單元。

汽車(chē)燈光控制系統接收到此信號后，分別接通左右前大燈總成，給出控制信號，所有遠光燈點(diǎn)亮。組合儀表板控制單元接收到汽車(chē)燈光控制系統的信號后，點(diǎn)亮儀表板上的遠光指示燈，提示駕駛人燈光狀態(tài)。

六、發(fā)展及痛點(diǎn)

目前國內汽車(chē)大燈正由功能車(chē)燈時(shí)代，走向智能車(chē)燈時(shí)代，汽車(chē)電子化、智能化帶動(dòng)了車(chē)燈行業(yè)的發(fā)展使得車(chē)燈承載了傳統照明意外更多的功能，例如輔助駕駛、信號傳輸、技術(shù)上也在不斷延伸，ADB、DLP、HD等等，隨著(zhù)單車(chē)價(jià)值量更高的智能車(chē)燈滲透，車(chē)燈行業(yè)也將迎來(lái)新一輪的加速增長(cháng)。

照明不足、配置過(guò)低、遠光燈炫目燈問(wèn)題也嚴重影響了車(chē)輛安全，也是夜間車(chē)輛事故高發(fā)的直接原因，為了解決以上問(wèn)題，依托LED技術(shù)的智能燈應運而生。相比傳統車(chē)燈，智能燈增加了感知、決策和執行架構，系統更為復雜，照明功能越強大，價(jià)格也將再次成倍提升。

速銳得打造這款燈光控制系統，是偏向于底層的，基于LIN數據、CAN數據的交互做的 一套可以多重變化的控制器，是未來(lái)智能燈控制器的彌補，也是當下改裝件、副產(chǎn)件的必要終端，基于對LIN總線(xiàn)及CAN總線(xiàn)的理解以及場(chǎng)景下的應用邏輯，做好了執行機構控制、處理單元的編譯、傳輸通路的橋接及傳感器組的數字信號輸入。目前主要對接的是LED及部分智能燈組（例如矩陣大燈），低端的鹵素大燈或者鹵素+LED組合，我們接觸的不多。

隨著(zhù)車(chē)載網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車(chē)上采用的總線(xiàn)節點(diǎn)越來(lái)越多，網(wǎng)絡(luò )的復雜程度和成本也隨之增加，汽車(chē)燈光控制系統也越來(lái)越發(fā)達，采用速銳得控制系統實(shí)現網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)升級和改進(jìn)具備可操作性、能落地、速度快等多方面的實(shí)際意義，也是對車(chē)載燈光照明網(wǎng)絡(luò )系統進(jìn)行分級管理的開(kāi)端。