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擎耀数字车灯CAN/LIN总线网络定向数据采集控制解决方案实施流程

已有 193 次阅读2024-11-18 15:46

2024年是数字车灯崛起的元年，随着车辆的智能化和网络化程度不断提高，车载网络系统（如CAN总线）成为连接各个电子控制单元（ECU）的重要纽带。车灯作为车辆重要的安全组件之一，其工作状态直接影响到行车安全，因此，对车灯进行有效的数据采集和监控显得尤为重要。新款特斯拉、福特烈马、坦克300、牧马人等多款SUV车型都采用了数字化大灯总成，基本都通过独特的LIN总线、CAN总线、以太网等多种方式实现自己的数字和智能化，闲来，和大家一起探讨一种数字车灯CAN总线网络定向数据采集与控制解决方案。

首先，CAN（Controller Area Network）是一种串行通信协议，它允许微控制器与设备之间进行实时通信。在汽车应用中，CAN总线通常用于连接发动机控制单元、变速箱控制单元、车身控制模块等关键部件，以实现数据的高速传输和共享。针对车灯系统的数据采集，我们可以设计一个专门的CAN数据采集模块。该模块通过CAN接口与车辆的CAN总线相连，能够实时接收来自车灯控制单元的数据包。这些数据包包含了车灯的工作状态、数据反馈、故障信息、波形占空比、亮度调节命令等关键信息。

我们需要一套比较好的框架来涵盖各种类型的车灯，包括但不限于特斯拉、福特烈马、坦克300、牧马人的前大灯、尾灯、转向灯等。数据采集将覆盖多种车型和品牌，以保证数据的广泛性和代表性。应用范围还包括自适应头灯、MINI-LED尾灯、近光灯、信号灯、ADB智能车灯、ASF随动转向和大灯高度调节。

为此，我们的电路模块分区和控制就包括了CAN芯片、LIN芯片、收发器、电机驱动、抗干扰、保护电路、对外串口、升级软件、把上述应用层的逻辑都能装载在硬件电路上，预留好线束接口及对外连接，保证可操作性、可拓展性、上下版本兼容性，结构可调整性。

为了确保数据采集的准确性和实时性，擎耀需要对CAN数据采集模块进行精确的配置。这包括设置合适的波特率、采样频率以及数据过滤规则。波特率决定了数据传输的速度，而采样频率则影响了数据的更新速度。数据过滤规则可以帮助我们筛选出与车灯相关的数据，减少不必要的数据处理负担。

以实际车型特斯拉和烈马举例，我们在大灯接口处通过万用表测试，能检测出几根线芯中的LIN线，特斯拉相对来说比较标准，从Model3和ModelY来看，大致处于一个控制逻辑。但是烈马就有截然不同的几个版本：首先，进口烈马在默认的LIN灯光控制，在25款的进口烈马，与上一代之间存在着差异，而由江铃代工的国产烈马，又进一步升级了LIN反馈，还影响着大灯电动调节高度的功能，稍不留神，细节处理不好，就会在仪表盘报故障灯。

为此，我们在测试完LIN数据以后，还有针对电动调节部分采集不同高度和档位下的电压输出，国产烈马带电调功能的一共有9个档位，类似0-0.5-1......5的一个范围值，如果加上ASF随动转向，类似奔驰宝马一样的上下位置扫描，那么，从软件兼容、抗干扰、上下版本覆盖，LIN反馈等多种考虑下，就需要对汽车理解更为细致。

在硬件层面，我们可以选用高性能的微控制器作为CAN数据采集模块的核心处理单元。该微控制器应具备足够的处理能力来解析CAN总线上的数据包，并将其转换为易于理解和处理的格式。此外，为了保证系统的稳定运行，还需要考虑到电源管理、电磁兼容性等因素。外围有指示灯代表着不同情况下的工作状态，用于测试和验证及升级。

软件方面，我们需要在MCU中的ARM架构下开发一套完整的数据采集和分析程序。这套程序不仅要能够实时接收和解析CAN总线上的数据，还要能够对数据进行存储、显示和报警。例如，当检测到车灯出现故障时，程序应立即发出警报，并记录故障发生的时间和类型，以便后续的维修和分析，应用层根据总线上的数据做各种处理。

整套控制数据采集和控制方案完成后，为了方便用户操作和管理，我们还要设计一个友好的测试环境，模拟人开车行为中的各种动作，通过外设的输入，还提供一些交互功能，如手动控制车灯亮度、切换不同的工作模式等，检测该方案的实时性和可靠性。这套模拟测试环境，也可以在未来大灯控制核心板量产中提供强大的帮助，通过这个模拟测试环境，测试中可以直观地查看车灯的工作状态、历史数据以及任何潜在的问题。