CN101123561A - 智能汽车车身网络*** - Google Patents

Abstract

一种智能汽车车身网络***，包括信号量输入模块，前车灯模块，后车灯模块，CAN/LIN网关模块，电动窗模块，雨刷模块，中控锁模块和后视镜模块。本发明采用CAN、LIN总线共同组网，实现网络分布式的布局，其中前车灯模块，后车灯模块，信号量输入模块和CAN/LIN网关通过CAN总线相连构成网络，与整车动力CAN网络组成一个大的网络，电动窗模块，雨刷模块，中控锁模块和后视镜模块以及CAN/LIN网关模块利用LIN总线相连，组成LIN网络。本发明通过CAN/LIN网关模块与上层的CAN网络连接，进行信息交互。实现与整车动力CAN总线进行信息交互和电源管理等功能。本发明降低了成本和布线难度。

Description

智能汽车车身网络***

技术领域

本发明涉及一种汽车车身网络控制***，特别是智能车身网络控制***。

背景技术

目前，汽车车身控制通常采用传统线束控制方式和网络控制方式。其中传统线束控制通过继电器实现对汽车车身各部件的控制，属于开环控制，线束多，布线困难，且其可靠性，信息监测和共享等方面都落后于网络控制***，将逐步被网络控制方式所取代。网络控制方式是通过总线构成局部网络实现控制功能，现在的网络控制主要有CAN总线和LIN总线两种控制方式，CAN总线速率高，实时性好，且可以很方便的和整车的动力***进行信息交互，有利于整车控制，但由于对硬件要求高，成本高，同时由于车身部件分布比较分散，且有一部分对实时性没有太高要求，因而用CAN总线来实现整个车身的网络控制使其成本过高，同时由于CAN是双线式的通讯，没有从根本上改善布线，且CAN网络上节点太多影响对实时性要求高的整车动力CAN的性能。

如专利200510122299.9“智能汽车车身网络控制***装置及其控制”，将车身所有的零部件全部用CAN总线实现，其CAN网络节点多，布线困难，且成本高。

LIN总线采用主从结构，为单线式通讯，可以大大降低车身网络的成本，同时减少了车身线束，降低布线难度，但其由于速率低，实时性不高，对于车灯等对实时性要求高的部件不能满足，同时不能和动力总成的CAN网络进行信息交互，从而无法保证整车的故障诊断，电量管理。如专利200410046989.6“智能车身网络控制***”，所有车身部件全部采用LIN总线实现，虽然可以降低布线难度，降低成本，但对实时性高的车灯等部件不能保证其实时性，且无法和动力总成的CAN总线进行信息交互，无法实现整车的故障诊断，电池管理功能实现。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术在成本，功能以及信息交互等方面的不足，提供一种可以控制前后车灯模块，后视镜，雨刷，中控锁和电动窗，并实时显示车身各部件状态和故障信息，能参与整车电源管理，同时成本低廉的汽车车身网络控制***。

为了实现上述功能，本发明采用了CAN、LIN总线共同组网，实现网络分布式的布局，对车灯等实时性要求高的模块采用高速的CAN模块，对雨刷、后视镜等实时性要求不高的模块采用低速的LIN总线来降低成本和布线难度，同时通过CAN/LIN网关实现两个网络之间的通讯，实现与整车动力CAN总线进行信息交互和电源管理等功能。

本发明智能汽车车身网络***，包括信号量输入模块，前车灯模块，后车灯模块，CAN/LIN网关模块，电动窗模块，雨刷模块，中控锁模块和后视镜模块。其中前车灯模块，后车灯模块，信号量输入模块和CAN/LIN网关模块通过CAN总线相连构成网络，与整车动力CAN网络组成一个大的网络；电动窗模块，雨刷模块，中控锁模块和后视镜模块以及CAN/LIN网关模块利用LIN总线相连，组成LIN网络，并通过CAN/LIN网关模块与上层的CAN网络连接，进行信息交互。

信号量输入模块实现驾驶员操作的输入，车身各部件状态信息的输出显示，以及部分开关量的输入。

CAN/LIN网关负责CAN总线和LIN总线之间的转换和信息交互，并作为LIN网络的主节点对LIN网络进行调度，硬件采用PIC18F258芯片作为信号转换和LIN主节点调度芯片，采用TJA1020T芯片通过串口和PIC18F258芯片的串口相连，通过TJA1020上的LIN接口与LIN网络相连，实现LIN总线信号的转换，采用TJA1050芯片通过串口与PIC18F258芯片的串口相连，通过TJA1050上的CAN与CAN网络相连。

前车灯模块和后车灯模块硬件结构相同，包括微处理器PIC18F258、CAN接口芯片TJA1050、驱动电路、稳压电源电路。微处理器PIC18F258用于CAN网络的通讯，车灯功能的实现以及故障诊断。CAN接口芯片TJA1050用于串口信号和CAN信号的转换。驱动模块由驱动芯片BTS6402S2T以及***电路组成，用来驱动车灯，控制车灯是否工作，以及检测车灯故障信息。稳压电源电路用于给上述芯片提供稳定的5V电源。上述各模块的连接方式如下：微处理器PIC18F258通过串口和CAN接口芯片的串口相连，通过I/O口与驱动电路的I/O口相连，稳压电源模块分别跟微处理器，CAN接口芯片和功率驱动电路的电源相连，为上述模块提供稳定的5V电源。

上述各模块通过CAN总线组成一个局部网络，其通讯速率为250kbps，应用层协议编码采用SAE J1939的编码规则。

电动窗模块，雨刷模块，中控锁模块和后视镜模块均为LIN从节点，其中电动窗模块、雨刷模块和中控锁模块硬件结构相同，均由微处理器，LIN总线接口电路，驱动电路，位置信号输入电路和稳压电源电路组成。其中微处理器采用PIC16F688芯片，用来进行LIN通讯并根据相应的输入信号发出不同的指令给驱动电路，从而控制各部件在不同模式下工作。LIN总线接口电路由TJA1020芯片和***电路组成，用于LIN信号的转换。驱动电路由BTS640S2芯片以及***电路组成，其作用是根据微处理器发出的控制信号，驱动各个部件工作于不同的模式，并实现故障诊断和保护功能。位置信号输入电路作用是将各部件的状态信息输入到微处理器。稳压电源电路作用在于向上述微处理器，LIN总线接口电路，驱动电路，位置信号输入电路提供一个稳定的5V电源。

其中微处理器通过串口与LIN总线接口电路中的TJA1020的串口相连，通过I/O口分别与驱动电路和位置信号输入电路相连，稳压电源电路与微处理器，LIN总线接口电路和驱动电路的电源相连，为这些电路提供稳定的5V电源。

后视镜模块包括微处理器PIC16F688，稳压电源电路，LIN通讯接口电路，驱动电路和电流比较电路。各电路的连接方式如下述：稳压电源电路分别与微处理器PIC16F688、LIN通讯接口电路，驱动电路和电流比较电路的电源端相连，给上述模块提供稳定的5V电源。微处理器PIC16F688通过串口与LIN通讯接口电路的串口相连，进行LIN信号的交互，通过I/O口与驱动电路的锁存芯片管脚相连，输出片选信号和控制指令给驱动电路，电流比较电路的输入端与驱动电路相连，接受驱动电路传来的后视镜状态信息，经过处理后输出给微处理器PIC16F688的I/O管脚。

后视镜模块能根据LIN总线传来的指令，根据不同的汽车行驶方式来调整后视镜水平和垂直角度，改善驾驶员的视角。

以上模块和CAN/LIN网关模块组成LIN总线网络。

本发明智能汽车车身网络***的控制方式如下：

信号量输入模块，通过实时检测司机对组合开关的操作来判断组合开关位置，并将该位置对应的转化为CAN总线信号发送到CAN总线上，同时接受从CAN总线上传回来的各部件状态信息并显示。

前/后车灯模块通过接受从总线上传来的指令后，经过解码、判断，然后发送相应的指令给驱动电路，从而控制灯光的打开和闭合，并实时检测各灯的状态。当出现短路，断路等故障时，驱动电路自动转化到保护状态并将故障信息发送到总线上。

CAN/LIN网关模块通过接受CAN总线上传来的指令，经过解码，将相应的指令转化为LIN总线信号发送到LIN总线，同时根据发送的LIN总线信号判断接受LIN总线上的各部件工作状态信息，如果发生故障，将故障代码转化为CAN信号发送到CAN总线上。

电动窗模块通过接受从LIN总线上传来的指令，解码后转化为相应的指令发给驱动电路，驱动电路根据指令控制电动车窗上升或下降，同时微处理器实时检测位置信号输入电路输入的电动窗位置信息，如果电动窗已经关闭(或完全打开)，则不执行上升(或下降)操作，如果电动窗出现故障，驱动电路将自动转为保护模式，并将故障发送给微处理器，当微处理器受到LIN总线上要求发送故障代码的指令时将故障指令发送到LIN总线上。

雨刷模块通过接受从LIN总线上传来的指令，解码后转化为相应的指令发给驱动电路，驱动电路根据指令控制雨刷工作于高速，低速，间隙刮水或停止模式，同时微处理器实时检测位置信号输入电路输入的雨刷位置信息，在间隙刮水时，检测到雨刷处于风挡玻璃的最下方时，将等待一段时间，然后发指令让雨刷工作；如果指令为关闭时，继续让雨刷工作，同时检测雨刷是否处于风挡玻璃的最下方，如果是则发送指令停止雨刷工作，如果雨刷出现故障，驱动电路将自动转为保护模式，并将故障发送给微处理器，当微处理器受到LIN总线上要求发送故障代码的指令时将故障指令发送到LIN总线上。

中控锁模块通过接受从LIN总线上传来的指令，解码后转化为相应的指令发给驱动电路，驱动电路根据指令控制中控锁开启或锁死，同时微处理器实时检测位置信号输入电路输入的中控锁位置信息，根据该位置状态判断是否开启或关闭中控锁，如果中控锁出现故障，驱动电路模块将自动转为保护模式，并将故障发送给微处理器，当微处理器受到LIN总线上要求发送故障代码的指令时将故障指令发送到LIN总线上。

后视镜模块通过接受从LIN总线上传来的指令，解码后转化为相应的指令发给驱动电路，驱动电路根据指令调整后视镜水平和垂直的角度，如果后视镜电机出现故障，驱动电路将自动转为保护模式，并将故障发送给微处理器，当微处理器受到LIN总线上要求发送故障代码的指令时将故障指令发送到LIN总线上。

本发明的优点如下：

(1)采用CAN和LIN共同建网实现分布式汽车车身网络，有效地降低车身部件的连线数量，降低布线难度；

(2)由于LIN总线的采用大大降低了车身网络的成本，同时由于采用两层网络，大大减少了上层CAN网络的负荷，降低其对整车动力***CAN总线的影响；

(3)将对实时性要求高的车灯模块用CAN网络实现，满足其性能要求；

(4)采用CAN/LIN网关，可以使车身所有的部件构成一个完整的网络，从而可以和整车动力***CAN网络进行实时交互，可以实现整车的故障诊断以及整车的电源管理功能；

(5)当汽车车身各部件出现故障时均能实现自动保护；

(6)实现了车身各零部件的职能控制。

附图说明

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明智能汽车车身网络的结构框图；

图2是CAN转换芯片与微控制器接口电路；

图3是LIN转换芯片与微控制器接口电路；

图4是稳压电源电路；

图5-1是本发明的车灯模块控制电路原理图；

图5-2是车灯模块控制流程；

图6-1是电动窗/雨刷模块电路原理图；

图6-2是电动窗控制流程图；

图6-3是雨刷控制流程图；

图6-4是中控锁控制流程图；

图7-1是后视镜驱动电路原理图；

图7-2是后视镜电流比较电路图；

图7-3是后视镜控制流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明由信号量输入模块、前车灯模块、后车灯模块和CAN/LIN网络构成的CAN网络，以及由CAN/LIN网关模块、后视镜模块、电动窗模块、雨刷模块和中控锁模块构成的LIN网络组成。其中前车灯模块，后车灯模块，信号量输入模块和CAN/LIN网关模块通过CAN总线相连构成网络，与整车动力CAN网络组成一个大的网络；电动窗模块，雨刷模块，中控锁模块和后视镜模块以及CAN/LIN网关利用LIN总线相连，组成LIN网络，并通过CAN/LIN网关模块与上层的CAN网络连接，进行信息交互。

图2所示为CAN节点中微处理器和CAN转换芯片TJA1050构成的CAN接口电路原理图。该电路在CAN网络的每个节点中都包含这个电路，且结构相同，这样可以减少各模块的差异，实现模块化开发，有利于降低开发时间和成本。其中微处理器采用PIC18F258，通过微处理器的TX和RX端口与CAN转换芯片TJA1050的TX和RX相连，TJA1050的VCC与稳压电源输出相连，GND与地相连，CANH和CANL连接到CAN总线上。

所有的CAN节点模块，包括信号量输入模块，前车灯模块，后车灯模块和CAN/LIN模块都包含改接口电路，实现与CAN总线的信息交互。

图3所示为LIN转换芯片与微处理器接口电路，分为主节点电路和从节点电路，主节点电路应用于CAN/LIN网关节点，从节点电路应用于LIN网络的其它节点中。主节点电路微处理器为PIC18F258芯片，通过RX、TX和Px.x与LIN转换芯片TJA1020的RX、TX和NSLP端口相连，TJA1020芯片的BAT和NWAKE管脚和稳压电源电路的输出相连，INH管脚与二极管和一个1k电阻串联后与LIN端口相连，LIN端口通过电容1与地相连，同时连接到LIN总线；从节点主节点电路微处理器为PIC16F688芯片，通过RX、TX和Px.x与LIN转换芯片TJA1020的RX、TX和NSLP端口相连，TJA1020芯片的BAT和NWAKE管脚和稳压电源电路的输出相连，LIN端口通过电容1与地相连，同时连接到LIN总线。

其中作为LIN网络主节点的CAN/LIN网关模块包含LIN转化芯片与微处理器接口电路的主节点电路，电动窗模块，雨刷模块，中控锁模块和后视镜模块包含从节点电路。

图4所示为稳压电源电路，所有的节点的稳压电源电路结构均相同，这样可以减少各模块的差异，实现模块化开发，有利于降低开发时间和成本。汽车蓄电池提供12V的供电电压，该电压接入电路VBB处，然后电路分为两部分：一部分通过电容C13接地，目的是滤去电路中的高频交流部分，另一部分经过二极管D2，保险丝F1，电感L1连接到电压转换芯片LM2931的IN管脚，在电感L1之后，IN管脚前并联两个电容C4、C14。二极管D2的目的是抑制电流反馈，保证供电电源的独立性，保险丝F1的作用是防止电流过大烧毁后面的元器件，电感L1和电容C4、C14组成低通LC滤波器，为电压转换芯片提供纯净、稳定的供电电源。经电压转换芯片转换后，线路电压变为5V，利用电容C8、C9、C10、C15再次滤波后得到电压VCC，作为电路中各芯片的供电电压。

如图5-1所示为本发明的车灯模块控制电路原理图。车灯模块控制电路由图4所示的稳压电源电路、图2所示的CAN转换芯片与微控制器接口电路、以及驱动电路组成。驱动电路分8个模块，结构相同，控制不同的灯工作，驱动电路芯片为BTS640S2T，其中驱动电路芯片BTS640S2T的ST与IN管脚与微处理器PIC18F258芯片I/O口的STx和OUx相连，用来传送微处理器的各种指令以及传送灯的状态、故障信息，管脚OUT与灯相连，作为输出来控制灯的工作模式。其中前车灯模块包括远光灯、进光灯、左转向灯、右转向灯、雾灯、示宽灯和警示灯，后车灯模块包括刹车灯、倒车灯、左转向灯、右转向灯、示宽灯、牌照灯、示警灯和雾灯。

如图5-2所示为车灯模块控制流程图，其控制步骤为：接受从CAN总线传来的指令，并进行解码，然后根据解码得到的指令控制相应的车灯工作，并对车灯进行诊断，当有短路或者断路出现时，进入保护模式，并发送诊断代码。具体为上电后开始初始化设置I/O，设置CAN通讯模块，设置接受缓冲区和过滤器的ID，打开中断，然后等待CAN总线的中断信息，如果有，则进入中断读取CAN总线上的信息，并解码，然后进行车灯的故障诊断，之后根据解码得到的指令控制不同的车等工作，如果诊断有错误，则将该车灯进入保护模式，然后发送故障代码到CAN总线。

本发明CAN/LIN网关模块硬件电路由图4所示的稳压电源电路，图2所示的CAN接口转换电路和图3中的LIN主节点接口转换电路构成。其控制流程如下，首先进行芯片I/O管脚、CAN、LIN通讯进行初始化，之后开中断等待CAN中线信号并对信号进行解析，如果有CAN信号，则将解析的指令转化为LIN总线信号发送到LIN总线，然后等待LIN总线上其它节点的应答信号，如果应答无故障，则等待下一个CAN总线信号，如果有故障，将LIN总线传来的故障代码解析后转化为CAN信号传送到CAN网络。

如图6-1所示为电动窗/雨刷/中控锁模块的电路原理图，三个模块的硬件电路相同，这样可以实现模块化开发，只需要更改其中的软件即可实现硬件控制电路的互换，降低开发周期和成本。电动窗/雨刷/中控锁模块包括微处理器1PIC16F688、LIN接口电路2、稳压电源电路5、驱动电路3和位置信号输入电路4。微处理器PIC16F688用来实现通讯和逻辑控制功能；LIN接口电路2的结构与图3中的LIN从节点电路相同；稳压电源电路5的结构如图4所示；驱动电路3由芯片BTS640S2T及***器件构成，用于驱动电动窗/雨刷马达。

其中微处理器1通过串口与LIN总线接口电路2中的TJA1020的串口相连，通过I/O口分别与驱动电路3和位置信号输入电路4相连，稳压电源电路5与微处理器1，LIN总线接口电路2和驱动电路3的电源相连，为这些电路提供稳定的5V电源。

驱动电路3的器件连接方式如下：芯片BTS640S2T的管脚ST通过电阻R8和C6与地相连，管脚IN通过电阻R9和C7与地相连，用来滤波，同时管脚ST还通过电阻R5与电源VCC相连来拉高该管脚，管脚IS连接电阻R10；电容C2、电阻R4和稳压管Z1并联，且一端接地，另一端接R10；输出管脚OUT1与电感L1相连，L1另一端与电容C5和插接件J4相连，C5的另一端接地，输出管脚OUT2通过电容C3与地相连。控制信号由微处理器1传送给该芯片的IN管脚，该芯片的ST、IS管脚将芯片所处状态和保护信息回馈给微处理器1，当微处理器1通过ST和IS的状态判断出工作状态不正常，将控制其停止工作，该芯片的输出OUT管脚经过电容C3，C5以及电感L1的滤波，去掉输出的脉冲冲击后由标准插接件J3输出给电机。

位置信号输入电路4由电阻R3，R11，电容C1和稳压二极管Z3以及标准插接件J3组成，其中R3一端与VCC相连，一端和R2相连，R2另一端与接插件J3相连，电容C1和稳压管Z3并联连接，且一端接地，一端接R2和R3的连接处，电动窗/雨刷电机位置信号通过J3进入位置信号输入电路4，然后经过R3和R11的降压，以及Z3稳压和C1滤波后进入微处理器1的RA0管脚。

电动窗控制步骤如图6-2所示，微处理器1初始化，并打开中断，之后进入睡眠状态以节省电能，当LIN总线中有控制命令传来时，微处理器1被唤醒，并根据得到的控制命令转入相应的工作状态，其状态由电机状态(MOTORSTATE)确定，首先判断电机状态，当判断电机状态为1，表示电动窗上升，此时微处理将检测位置信号输入电路输入的位置信号，判断电动车窗是否已经到达关闭状态，如果未到达关闭位置，则使电机工作将车窗升高，如果已经到达关闭位置，则停止电机工作，之后进行故障诊断，如果有故障则发送故障代码到LIN总线，如果没有则回到sleep等待下一个循环，当判断电机状态为2，表示电动窗下降，此时微处理将检测位置信号输入电路输入的位置信号，判断电动车窗是否已经到达全开状态，如果没有，则使电机工作将车窗下降，如果已经达到全开状态，则停止电机工作，之后进行故障诊断，如果有故障则发送故障代码到LIN总线，如果没有则回到sleep等待下一个循环。

雨刷控制步骤如图6-3所示，控制指令通过LIN总线传输到雨刷控制器，通过雨刷控制器中的LIN总线收发器接收后，传给微处理器1，微处理器1对信号进行分析、判断、处理后，根据处理的结果向电机驱动电路3输出不同的控制信号，从而使雨刷工作在不同的工作模式。驱动电路3的驱动芯片输出响应快，且具有过压及限流保护功能，正常状态下，其输出随输入变化，微处理器1发出不同的控制信号来改变电机的工作状态，低速档时，微处理器1发出一定占空比的控制信号，使雨刷低速摆动；高速档时，微处理器1发出占空比为0的高电平控制信号，驱动电路3随之发出恒定的高电压来驱动电机，使雨刷高速摆动；间歇档时微处理器1在雨刷每刮水一次后，监测到雨刷位置信号，经过一定的延时之后再发送控制信号，从而实现雨刷的间歇刮水，同时该延时时间长短可以方便地通过LIN总线传来的数据进行修改；停止时，微处理器1并不马上使电机停转，而是保持电机工作状态不变，并不断监测雨刷电机的位置信号，当监测到雨刷位置处于停止位置时发出关断命令，使电机停转，从而保证雨刷停在其停止位置。如果出现故障，如过压，电流过大等情况，驱动芯片将通过管脚将故障状态传回给微处理器1，微处理器1根据故障发出不同的控制信号使雨刷停止或工作与其他状态，同时可以将故障代码通过LIN接收器发给LIN总线。

微处理器1工作过程为：当汽车上电后，微处理器1初始化，并打开中断，之后进入睡眠状态以节省电能，当LIN总线中有控制命令传来时，微处理器1被唤醒，并根据得到的控制命令转入相应的工作状态，其状态由电机状态(MOTORSTATE)确定，首先判断电机状态，当判断电机状态为1，表示雨刷工作于低速，此时设置微处理器1输出给驱动电路的控制信号占空比为相应的数值，雨刷工作于低速工况，若不为1，则继续判断电机状态是否为2，若判断电机状态为2时，为中速工作状态，微处理器1调整输出给驱动电路3的控制信号占空比为相应的数值，使雨刷在中速工作，若不为2，则继续判断电机状态是否为3，若判断电机状态为3，为高速工作状态，此时调整微处理器1输出给驱动电路的控制信号占空比为1，雨刷高速工作，若不为3，继续判断电机状态是否为4，若是，雨刷工作于间歇刮水状态，此时调整控制信号占空比为低速运行状态，同时监测从信号输入电路得到的雨刷位置信号，当其为低时，进入中断，设置延时程序进入延时，当延时时间到后，继续以低速驱动电机工作，从而实现雨刷的间歇刮水；若不为4，则关掉中断，然后继续判断电机状态是否为5，若为5，则为雨刷停止信号，微处理器1将不断监测雨刷是否到达停止位置(对应于微处理器1的RA0管脚为0)，若RA0管脚不为0，雨刷没有到达停止位置，则继续工作于低速状态，如果RA0为0，则到达停止位置，将命令电机停转，雨刷停止工作，同时微处理器1进入休眠状态。

中控锁的控制步骤如图6-4所示，首先初始化***时钟和工作方式，进入sleep，等待LIN总线中断消息，收到消息，检测中控锁位置，判断当前位置与命令是否一致，是则进入sleep，否则驱动马达转动，同时判断中控锁驱动是否到位，如果到位则停止马达驱动，没到位继续驱动马达转动，当中控锁驱动到位后进行故障检测，如果有故障则发送故障，然后进入sleep，如果无故障直接进入sleep。

后视镜模块分为左右两个模块，左右两个模块软硬件结构及功能相同，均包括微处理器PIC16F688，稳压电源模块，LIN通讯接口模块，驱动电路模块和电流比较模块。

在此只介绍右后视镜模块。其中后视镜原理图由图7-1后视镜驱动电路模块和图7-2比较电路模块组成。其中图7-1是后视镜驱动模块硬件原理图的主要部分，图7-1中的供电电源8，其电路与图4所示的稳压电源模块相同。9是单片机PIC16F688，10和11是电机驱动芯片BTS7710，其中10为后视镜水平方向的电机驱动芯片，用于控制后视镜镜片的水平移动，11为后视镜垂直方向的电机驱动芯片，用于控制后视镜镜片的垂直移动。12和13为8D锁存器74LS373，它们可根据控制指令，选择10或11两个电机驱动芯片。14是LIN总线单元，其电路与图3中LIN总线从节点接口电路相同。15是反相器74LS04。

上述模块之间的连接情况如下：单片机PIC16F688的2引脚连接至两个8D锁存器74LS373 12和13的3引脚，PIC16F688的3引脚连接至图3中上面的锁存器12(74LS373)的11引脚，同时连接到74LS04的1引脚。74LS04的2引脚连接至图3中下面的锁存器13(74LS373)的11引脚。PIC16F688的11、10、9、8引脚分别连接至两个锁存器12和13(74LS373)的4、7、8、13引脚。8D锁存器74LS373 12的2、5、6、9、12引脚分别连接到电机驱动芯片BTS7710 10的8、7、9、2、13引脚。8D锁存器74LS373 13的2、5、6、9、12引脚分别连接到电机驱动芯片BTS7710 11的8、7、9、2、13引脚。电机驱动芯片BTS7710 10的22、23、1、3、25、28引脚连接到一起，并连接到电机接口CON4的引脚1，电机驱动芯片BTS7710 10的20、21、12、14、15、18引脚连接到一起，并连接到电机接口CON4的引脚2，CON4用于外接后视镜的水平方向电机。电机驱动芯片BTS771011的22、23、1、3、25、28引脚连接到一起，并连接到电机接口CON5的引脚1，电机驱动芯片BTS7710 11的20、21、12、14、15、18引脚连接到一起，并连接到电机接口CON5的引脚2，CON5用于外接后视镜的垂直方向电机。

图7-2包括电机过电流检测单元16和电机过电流检测单元17，其中单元16用于检测图7-1中电机驱动芯片BTS7710 10的过电流情况，单元17用于检测7-1中电机驱动芯片BTS7710 11的过电流情况。单元16包括运算放大器LM358 18以及电阻R7、R8，电容C3。单元16与图7-1中各单元的连接情况如下：图7-1中电机驱动芯片BTS7710 10的16、17、26、27引脚连接到一起，连接到运算放大器LM358 18的引脚3，同时运算放大器LM35818的引脚1连接到图7-1中单片机PIC16F688 9的模拟电压输入/输出口12引脚。单元17包括运算放大器LM358 19以及电阻R9、R10，电容C5。单元17与图7-1中各单元的连接情况如下：将图7-1中电机驱动芯片BTS7710 11的16、17、26、27引脚连接到一起，连接到运算放大器LM358 19的引脚3，同时运算放大器LM358 19的引脚1连接到图7-1中单片机PIC16F688 9的模拟电压输入/输出口7引脚。由于电机驱动芯片BTS7710 10和11的引脚16、17、26、27输出为电流信号，而运算放大器LM358 18和19的输入引脚3要求为电压信号，因此电机驱动芯片BTS7710 10的引脚16、17、26、27连接到一起后需经电阻R3接地，电机驱动芯片BTS7710 11的引脚16、17、26、27连接到一起后需经电阻R6接地。

其控制流程如图7-3所示：上电后***初始化，并打开中断接受LIN总线信号，收到LIN总线信号后进行解码得到相应的指令，如果为转弯，则继续判断是继续转弯还是恢复直行，如果为转弯，则根据设计的规则调整后视镜的水平和垂直角度，如果为恢复直行，则将后视镜回复到正常位置，如果为倒车信号，则继续判断是继续倒车还是停车，如果是继续倒车则根据设计的规则调整后视镜的水平和垂直角度，如果为停车，则将后视镜回复到正常位置。

Claims (7)

1.一种智能汽车车身网络***，其特征在于包括信号量输入模块，前车灯模块，后车灯模块，CAN/LIN网关，电动窗模块，雨刷模块，中控锁模块和后视镜模块；其中前车灯模块，后车灯模块，信号量输入模块和CAN/LIN网关通过CAN总线相连构成网络，与整车动力CAN网络组成一个大的网络；电动窗模块，雨刷模块，中控锁模块和后视镜模块以及CAN/LIN网关利用LIN总线相连，组成LIN网络，并通过CAN/LIN网关模块与上层的CAN网络连接，进行信息交互。

2.根据权利要求1所述的智能汽车车身网络***，其特征在于采用分层的网络结构，其中信号量输入模块、前车灯模块、后车灯模块和CAN/LIN网关模块构成CAN网络，每个节点通过CAN网络接口电路与CAN网络相连；CAN/LIN网关模块、电动窗模块、雨刷模块、中控锁模块和后视镜模块构成LIN网络，其中CAN/LIN网关模块通过LIN网络接口电路的主节点电路与LIN总线相连，其余模块通过LIN网络接口电路从节点电路与LIN总线相连；CAN网络和LIN网络通过CAN/LIN网关模块进行两个网络间的信息交互。

3.按照权利要求2所述的智能汽车车身网络***，其特征在于CAN/LIN网关模块负责CAN总线和LIN总线之间的转换和信息交互，并作为LIN网络的主节点对LIN网络进行调度，硬件采用PIC18F258芯片作为信号转换和LIN主节点调度芯片，采用TJA1020T芯片通过串口和PIC18F258芯片的串口相连，通过TJA1020上的LIN接口与LIN网络相连，实现LIN总线信号的转换，采用TJA1050芯片通过串口与PIC18F258芯片的串口相连，通过TJA1050上的CAN与CAN网络相连。

4.按照权利要求1所述的智能汽车车身网络***，其特征在于前车灯模块和后车灯模块硬件结构相同，包括微处理器PIC18F258、CAN接口芯片TJA1050、驱动电路、稳压电源电路；微处理器PIC18F258用于CAN网络的通讯，车灯功能的实现以及故障诊断；CAN接口芯片TJA1050用于串口信号和CAN信号的转换；驱动电路由驱动芯片BTS6402S2T以及***电路组成，用来驱动车灯，控制车灯是否工作，以及检测车灯故障信息；稳压电源电路用于给上述芯片提供稳定的5V电源；稳压电源电路分别与微处理器PIC18F258和CAN接口芯片TJA1050的电源端口相连，微处理器PIC18F258通过串口和CAN接口芯片TJA1050相连，通过I/O口与功率驱动模块的I/O口相连。

5.按照权利要求1所述的智能汽车车身网络***，其特征在于所述电动窗模块，雨刷模块和中控锁模块的硬件结构相同，均由微处理器[1]，LIN总线接口电路[2]，驱动电路[3]，位置信号输入电路[4]和稳压电源电路[5]组成；其中微处理器[1]采用PIC16F688芯片，用来进行LIN通讯并根据相应的输入信号发出不同的指令给驱动电路[3]，控制各部件在不同模式下工作；LIN总线接口电路[2]由TJA1020芯片和***电路组成，用于LIN信号的转换；驱动电路[3]由BTS640S2芯片以及***电路组成，其作用是根据微处理器[1]发出的控制信号，驱动各个部件工作于不同的模式，并实现故障诊断和保护功能；位置信号输入电路[4]的作用是将各部件的状态信息输入到微处理器[1]；稳压电源电路[5]的作用在于向微处理器[1]，LIN总线接口电路[2]，驱动电路[3]和信号输入电路[4]提供一个稳定的5V电源。

微处理器[1]通过串口与LIN总线接口电路[2]中的TJA1020的串口相连，通过I/O口分别与驱动电路[3]和位置信号输入电路[4]相连，稳压电源电路[5]与微处理器[1]，LIN总线接口电路[2]和驱动电路[3]的电源相连，为这些电路提供稳定的5V电源。

6.按照权利要求1所述的智能汽车车身网络***，其特征在于所述后视镜模块根据LIN总线传来的指令，对应不同的汽车行驶方式，来调整后视镜水平和垂直角度，改善驾驶员的视角；后视镜模块包括微处理器PIC16F688，稳压电源电路，LIN通讯接口电路，驱动电路和电流比较电路；稳压电源电路分别与微处理器PIC16F688、LIN通讯接口电路，驱动电路和电流比较电路的电源端相连，给上述电路提供稳定的5V电源；微处理器PIC16F688通过串口与LIN通讯接口电路的串口相连，进行LIN信号的交互，通过I/O口与驱动电路的锁存芯片管脚相连，输出片选信号和控制指令给驱动电路，电流比较电路的输入端与驱动电路相连，接受驱动电路传来的后视镜状态信息，经过处理后输出给微处理器[1]PIC16F688的I/O管脚。

7.按照权利要求1所述的智能汽车车身网络***，其特征在于***采用如下控制方法：

信号量输入模块通过实时检测司机对组合开关的操作来判断组合开关位置，并将该位置对应的转化为CAN总线信号发送到CAN总线上，同时接受从CAN总线上传回来的各部件状态信息并显示；

前/后车灯模块通过接受从总线上传来的指令后，经过解码判断然后发相应的指令给驱动电路，从而控制灯光的打开和闭合，并实时检测各灯的状态，当出现短路，断路等故障时，驱动电路自动转化到保护装态并将故障信息发送到总线上；

CAN/LIN网关通过接受CAN总线上传来的指令，经过解码，判断后然后将相应的指令转化为LIN总线信号发送到LIN总线，同时根据发送的LIN总线信号判断接受LIN总线上的各部件工作状态信息，如果发生故障，将故障代码转化为CAN信号发送到CAN总线上；

电动窗模块通过接受从LIN总线上传来的指令，解码后转化为相应的指令发给驱动电路，驱动电路根据指令控制电动车窗上升或下降，同时微处理器实时检测位置信号输入电路输入的电动窗位置信息，如果电动窗已经关闭(或完全打开)，则不执行上升(或下降)操作，如果电动窗出现故障，驱动电路模块将自动转为保护模式，并将故障发送给微处理器，当微处理器受到LIN总线上要求发送故障代码的指令时将故障指令发送到LIN总线上；

雨刷模块通过接受从LIN总线上传来的指令，解码后转化为相应的指令发给驱动电路，驱动电路根据指令控制雨刷工作于高速，低速，间隙刮水或停止模式，同时微处理器实时检测位置信号输入电路输入的雨刷位置信息，在间隙刮水时，检测到雨刷处于风挡玻璃的最下方时，将等待一段时间然后在发指令让雨刷工作，如果指令为关闭时，继续让雨刷工作，同时检测雨刷是否处于风挡玻璃的最下方，如果是则发送指令停止雨刷工作，如果雨刷出现故障，驱动电路模块将自动转为保护模式，并将故障发送给微处理器，当微处理器受到LIN总线上要求发送故障代码的指令时将故障指令发送到LIN总线上；

中控锁模块通过接受从LIN总线上传来的指令，解码后转化为相应的指令发给驱动电路，驱动电路根据指令控制中控锁开启或锁死，同时微处理器实时检测位置信号输入电路输入的中控锁位置信息，根据该位置状态判断是否开启或关闭中控锁，如果中控锁出现故障，驱动电路模块将自动转为保护模式，并将故障发送给微处理器，当微处理器受到LIN总线上要求发送故障代码的指令时将故障指令发送到LIN总线上；

后视镜模块通过接受从LIN总线上传来的指令，解码后转化为相应的指令发给驱动电路，驱动电路根据指令调整后视镜水平和垂直的角度，如果后视镜电机出现故障，驱动电路模块将自动转为保护模式，并将故障发送给微处理器，当微处理器受到LIN总线上要求发送故障代码的指令时将故障指令发送到LIN总线上。

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