基于车载CAN总线的动态位移采集系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于车载CAN总线的动态位移采集系统，包括：安装于车辆待测部件上的多个传感器，用于对待测部件的动态位移信息进行采集；与各个传感器连接的动态位移采集设备，该设备包括：多路模拟输入单元，用于将多个传感器采集到的各路动态位移信息分别进行信号转换；处理单元，用于接收各路转换后信号，对所接收的信号进行数字化处理，并将该信号发送出去；CAN总线数据发送单元，用于接收处理单元发送的数据，通过CAN总线将该数据共享至车载网络。本发明专利技术的系统将车辆某部件的位移作为整车的一部分进行测量，并通过CAN总线共享位移数据，方便车辆或其他CAN总线设备读取该位移数据以为后期车辆的维护提供准确的数据。

Dynamic displacement acquisition system based on vehicle CAN bus

The invention discloses a dynamic displacement acquisition system based on CAN bus, vehicle mounted on a vehicle to include multiple sensor components, used for dynamic displacement information to test the components of acquisition; dynamic displacement acquisition equipment is connected with various sensors, the device comprises: a multi-channel analog input unit, for a number of the sensor to collect the various dynamic displacement information respectively for signal conversion; processing unit, for receiving the converted signal, digital processing of the received signal, and sends out the signal; CAN bus data transmitting unit, processing unit for receiving data transmitted through the CAN bus to the data sharing in vehicle network. The system of the invention displacement of vehicle of a component as a part of the vehicle were measured, and the displacement data sharing through the CAN bus, CAN bus convenient vehicle or other equipment to provide accurate data maintenance vehicle reads the displacement data.

【技术实现步骤摘要】
基于车载CAN总线的动态位移采集系统
本专利技术涉及汽车主动安全和车载通信领域，尤其涉及一种基于车载CAN总线的动态位移采集系统。
技术介绍
汽车的局部位移常常对汽车的操纵稳定性有着非常重要的作用。比如，对于事故频发的重型车，悬架的位移关乎车辆的安全操纵。对于传统的悬架测量方法来说，其主要是对单根悬架弹簧的测量或者对分解的车辆悬架部分的测量。但是，由于装配后的特性和分解特性的差异，整车的悬架变形量（位移）不能仅仅由分解的悬架弹簧进行简单组合来等效，这样难以反映车辆悬架在实车上的动态特性。此外，现有的多种测试变形量的手段并没有实现测量结果的实时传输与共享。并且，很多车的悬架为独立悬架，使得需要同时测量采集的悬架对象就相对较多，仅仅使用传统的测量方式不但无法做到多路同时采集，还难以共享采集数据。此外，对于长度、尺寸、高度、液位以及其他与车辆操作稳定性相关的变形量的测量也存在同样的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是需要提供一种基于车载CAN总线的动态位移采集系统，其可实现高精度悬架动态位移的采集，并共享所采集到的数据。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于车载CAN总线的动态位移采集系统，包括：安装于车辆待测部件上的多个传感器，各个传感器在车辆的行驶过程中，对待测部件的动态位移信息进行采集，所述待测部件为影响车辆操作稳定性的部件；与所述各个传感器连接的动态位移采集设备，该设备包括：多路模拟输入单元，其与各个传感器连接，用于将多个传感器采集到的各路动态位移信息分别进行信号转换，并将转换后的信号发送出去；处理单元，其与所述多路模拟输入单元连接，用于接收所述多路模拟输入单元发送的各路信号，对所接收的信号进行数字化处理，并将处理后的信号发送出去；CAN总线数据发送单元，其与所述处理单元连接，用于接收所述处理单元发送的数据，并通过CAN总线将该数据共享至车载网络。在一个实施例中，所述多路模拟输入单元的每一路进一步包括：输入转换电路，其包括与对应传感器连接的精密电阻，以将从该传感器中获取的关于车辆实时动态位移的电流信号分别转换为对应的电压信号；RC滤波电路，其与所述输入转换电路耦接，并对所述输入转换电路输出的电压信号进行预处理，滤除其中的干扰信号；输入保护电路，其分别与所述输入转换电路和RC滤波电路耦接，以保证所述输入转换电路中信号的稳定性，并对所述RC滤波电路输出的电压信号进行钳位处理，以避免所述电压信号过压。在一个实施例中，所述输入保护电路为箝位二极管电路，其包括两个分别与所述RC滤波电路连接的箝位二极管。在一个实施例中，所述传感器为电流型传感器。在一个实施例中，所述处理单元进一步包括：AD采集电路，其与所述输入保护电路耦接，用于将所接收的各路电压信号分别转换为设定位数的数字信号；微处理器，其与所述AD采集电路耦接，初始化设定数量的各路的DMA缓冲，使各路DMA缓冲依次接收各路设定位数的数字信号，在一路DMA缓存已满时，根据不同模式对所述数字信号进行不同处理，将处理结果转换为可在CAN总线上传输的数据格式，并发送出去。在一个实施例中，在所述模式为传输模式时，所述微处理器将缓存已满的DMA缓冲中的数字信号以设定格式的CAN数据帧进行发送。在一个实施例中，在所述模式为计算模式时，所述微处理器通过以下公式计算动态位移值：其中，Imax为所述电流型传感器输出的直流电流的最大值，Imin为所述电流型传感器输出的直流电流的最小值，R为精密电阻阻值，Vref为参考电压，n为数字信号的设定位数，x为所述AD采集电路输出的数据，FS为传感器的最大量程。在一个实施例中，还包括：多级电源管理单元，其分别与所述多路模拟输入单元和处理单元连接，用于通过多级电压转换给多路模拟输入单元和处理单元供电。在一个实施例中，所述多级电源管理单元进一步包括：两级稳压电路，其对车载电源供给的电压进行两次降压以得到第一电压；微处理器供电电路，其连接在所述两级稳压电路和所述微处理器之间，用于将所述第一电压转换为适用于所述微处理器的第二电压；AD精密稳压电路，其连接在所述两级稳压电路和所述AD采集电路之间，用于将所述第一电压转换为适用于所述AD采集电路的第三电压。在一个实施例中，所述CAN总线数据发送单元进一步包括：CAN收发器，其与所述处理单元耦接，用于接收所述处理单元发送的处理结果；至少两个CAN接口，其连接在所述CAN收发器和CAN总线之间。在一个实施例中，所述待测部件为悬架。与现有技术相比，本专利技术的一个或多个实施例可以具有如下优点：本专利技术的动态位移采集系统实现了车辆某部件在整车中的特性测量，而不是将该部件作为独立部件测量，这样考虑到了部件安装到车辆上后的形变，从而采集到的位移数据更加准确。并且本系统通过CAN总线数据发送单元，可将计算后的位移数据实时在CAN总线上共享，方便车辆或其他CAN总线设备读取该位移数据以为后期车辆维护提供准确数据。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术一实施例的动态位移采集设备的结构示意图；图2是根据本专利技术一实施例的多路模拟输入单元11中一路模拟输入单元的部分电路图；图3是根据本专利技术一实施例的传输模式下微处理器132对所接收的数字信号处理的方法流程图；图4是根据本专利技术一示例的测量车辆悬架动态位移的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本专利技术作进一步地详细说明。本实施例的基于车载CAN总线的动态位移采集系统包括：安装于车辆待测部件上的多个传感器，以及与各个传感器连接的动态位移采集设备。其中，各个传感器在车辆的行驶过程中，对待测部件的动态位移信息进行采集，并且待测部件为可影响车辆操作稳定性的部件。图1是根据本专利技术一实施例的动态位移采集设备的结构示意图。下面结合图1对该动态位移采集设备进行详细说明。从图1可以看出，该动态位移采集设备主要包括多级电源管理单元10、多路模拟输入单元11、处理单元13以及CAN总线数据发送单元14。具体地，多级电源管理单元10分别与多路模拟输入单元11和处理单元13连接，用于通过多级电压转换给多路模拟输入单元11和处理单元13供电。为了实现这个功能，多级电源管理单元10进一步包括两级稳压电路102，其对车载电源101供给的电压进行两次降压以得到第一电压。在一个示例中，针对多数货车、重型车的蓄电池电源设计，可将车载电源101选择为24V车载电源，如果要将其应用在小型车辆上，则可以通过电源逆变的方式来使用24V的车载电源。由于电源的品质是保证电路和微处理器可靠的基础，因此，为了给处理单元13中的微处理器132和AD采集电路131提供上级电源，两级稳压电路102需要将电源电压经过两次降压，即从24V降到15V，然后从15V降到5V（第一电压）。多级电源管理单元10还包括微处理器供电电路103以及AD精密稳压电路104。具体地，微处理器供电电路1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多轴重型车辆的悬架动态位移采集系统，包括：安装于多轴重型车辆悬架上的多个拉线位移传感器和与所述传感器连接的动态位移采集设备，其中，在多轴重型车辆的行驶过程中，所述传感器对车辆悬架的动态位移信息进行采集；与所述传感器连接的动态位移采集设备包括：多路模拟输入单元，其与各个所述传感器连接，用于将多个所述传感器采集到的多达16路车载悬架动态位移信息分别进行信号转换，并将转换后的信号发送出去；处理单元，其与所述多路模拟输入单元连接，用于接收所述多路模拟输入单元发送的多达16路车载悬架动态位移信息，对所接收的信号进行数字化处理并打包成设定格式的CAN数据帧，并将处理后的信号发送出去；CAN总线数据发送单元，其与所述处理单元连接，用于接收所述处理单元发送的数据，并通过CAN总线将该数据共享至车载网络；该系统还包括多级电源管理单元，其分别与所述多路模拟输入单元和处理单元连接，用于通过多级电压转换给多路模拟输入单元和处理单元供电；其中，所述处理单元为计算模式时，微处理器通过以下公式计算动态位移值：

【技术特征摘要】
1.一种多轴重型车辆的悬架动态位移采集系统，包括：安装于多轴重型车辆悬架上的多个拉线位移传感器和与所述传感器连接的动态位移采集设备，其中，在多轴重型车辆的行驶过程中，所述传感器对车辆悬架的动态位移信息进行采集；与所述传感器连接的动态位移采集设备包括：多路模拟输入单元，其与各个所述传感器连接，用于将多个所述传感器采集到的多达16路车载悬架动态位移信息分别进行信号转换，并将转换后的信号发送出去；处理单元，其与所述多路模拟输入单元连接，用于接收所述多路模拟输入单元发送的多达16路车载悬架动态位移信息，对所接收的信号进行数字化处理并打包成设定格式的CAN数据帧，并将处理后的信号发送出去；CAN总线数据发送单元，其与所述处理单元连接，用于接收所述处理单元发送的数据，并通过CAN总线将该数据共享至车载网络；该系统还包括多级电源管理单元，其分别与所述多路模拟输入单元和处理单元连接，用于通过多级电压转换给多路模拟输入单元和处理单元供电；其中，所述处理单元为计算模式时，微处理器通过以下公式计算动态位移值：其中，Imax为所述传感器输出的直流电流最大值，Imin为所述传感器输出的直流电流最小值，R为精密电阻阻值，Vref为参考电压，n为数字信号的设定位数，x为AD采集电路的输出数据，FS为所述传感器最大量程。2.根据权利要求1所述的动态位移采集系统，其特征在于，所述多路模拟输入单元的每一路进一步包括：输入转换电路，其包括与对应的所述传感器连接的精密电阻，以将从该传感器中获取的关于车辆实时动态位移的电流信号转换为对应的电压信号；RC滤波电路，其与所述输入转换电路耦接，并对所述输入转换电路输出的电压信号进行预处理，滤除其中的干扰信号；输入保护电路，其分别与所述输入转换电路和RC滤波电路耦接，以保证所述输入转换电路中信号的稳定性，并对所述RC滤波电路输出的电压信号进行钳位处理，以避免所述电压信号过压。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚丹亚，魏恒，黄何，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11