一种智能车辆配电系统设计方案

各种特种车在车辆的使用中，往往也会出现漏油故障，导致润滑油和燃油的浪费，消耗专用车的动力和工作效率。所以要设计系统来解决这个问题， 基于嵌入式技术、双冗余CAN总线与LIN总线构成的车辆智能配电系统，并且能够实现整车配电系统的智能化、数字化管理。能解决目前存在的问题

　　1 智能配电系统的硬件设计

　　该配电系统分为三个部分：配电终端，智能配电管理器和车辆管理终端，如图1所示。配电终端主要是用于28 V设备的状态监控。

　　由于特种车辆的用电设备的功率比较小，配电终端内部采用低导通电阻的快速MOSFET来控制用电设备的通断。并且采用电流、电压检测和短路保护技术实现对用电设备状态监控、故障的自动保护和故障完全隔离。另外，配电终端具有存储记忆功能，能够记忆设备故障时的记录信息。为了实现远程控制和配电系统的数字化，配电终端采用了控制器LPC935和低成本、易开发的的LIN总线。由于特种车辆具有大量的感性负载，启动时的冲击电流过大，电流瞬间可能超过额定电流的5～10倍，配电终端采用限流启动方式。考虑到全车用电设备数量众多，配电终端采用模块化设计，一个主要用电设备配备一个配电终端，智能配电管理器负责管理每个配电终端。

　　智能配电管理器主要负责管理配电终端的用电设备，对用电设备的运行状态进行监控，同时智能配电管理器提供双冗余CAN通道与车辆其他管理终端进行数据通信，从而实现整车电气系统的数字化管理。

　　智能配电管理器主要部分包括：键盘和触摸屏输入，LCD显示，双冗余CAN接口和LIN接口，I/O输入、输出、测试、配置和故障检测接口和备份信息存储部分。由于智能配电管理器功能复杂，考虑到控制的实时性和用电设备的数量众多，在硬件平台上，采用32位微处理器LPC2119。LPC2119具有双CAN控制器，两个UART、丰富的I/0资源和内置的RAM和FLASH存储器。触摸屏采用ADS7846控制器，LCD选型上支持触摸屏操作的TFT真彩屏，信息存储采用8 KB铁电FLASH，键盘采用专用键盘管理芯。在软件平台上，选用实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ。

　　2 车辆智能配电系统的软件设计

　　2.1 配电终端应用软件实现的机制和原理

　　配电终端的程序处理流程如图2所示。

　　配电终端软件利用四路A/D采集输入端的电压、输出端的电压、电流和温度，同时对采集的数字量进行滤波处理，从而实现用电设备的过压，欠压、过流和温度故障保护。短路保护采用硬件处理方式，如果检测到短路硬件自动关断MOSFET管，并且把短路信号传输到单片机的I/O输入口，以便单片机对短路的识别、判断。外部控制接口采用I/O输人口检测，同时对外部控制信号采用数字滤波处理。配电终端的信息备份采用LPC935内部的存储器存储。为了防止运行参数在设置参数点附近波动，软件采用参数设置点回归处理。

　　为了实现配电终端的数字量输出和配电系统的数字化控制，配电终端采用LIN总线通信，并且在LIN应用层协议采用标准LIN 1.2协议。由于LIN总线属于完全主从模式，为了智能配电管理能够正确地访问每一个配电终端，在系统上电时采用自动分配地址的处理方法，由配电管理器为每个终端分配惟一地址。在软件上，LIN通信数据采用CRCl6校验，从而保证设备的工作正常。