CAN總線技術(shù)在智能車窗控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　目前，以微控制器為代表的汽車電子在整車電子系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，汽車控制正由機(jī)電控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向以分布式網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的智能化系統(tǒng)。CAN總線是一種支持分布式和實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，以其高性能和高可靠性在自動(dòng)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。作為目前最具應(yīng)用潛力的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，CAN總線技術(shù)為我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)升級(jí)、降低成本，擴(kuò)大市場(chǎng)占用率提供支持。

　　現(xiàn)在各中高檔轎車都安裝有電動(dòng)車窗，按鈕控制車窗玻璃的升降。如果車窗無(wú)智能，司機(jī)在沒(méi)有注意到乘客的手或物體伸出窗口的情況下按下按鈕，乘客容易被車窗夾傷。為了安全，很多乘車都采用電動(dòng)防夾車窗。在充分研究有關(guān)CAN總線在汽車電子系統(tǒng)中的應(yīng)用和電動(dòng)車窗防夾方案的基礎(chǔ)上，提出一種基于CAN總線的轎車車窗智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)車窗在正常工作模式下防夾控制功能和緊急情況下（異常工作模式）快速升降車窗控制功能。

　系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

　　1.CAN總線通信實(shí)現(xiàn)原理

　　CAN總線屬于多路復(fù)用總線的一種，最早是由德國(guó)Bosch公司研制的主要用于汽車電器系統(tǒng)控制的總線規(guī)范。它采用非破壞總線仲裁技術(shù)，多主方式工作。直接通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km，通信速率最高可達(dá)1Mb／s，幀消息采用CRC校驗(yàn)和其他檢錯(cuò)措施，具有自動(dòng)關(guān)閉錯(cuò)誤嚴(yán)重的節(jié)點(diǎn)功能。CAN節(jié)點(diǎn)通過(guò)報(bào)文的標(biāo)識(shí)符濾波實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，不同優(yōu)先級(jí)滿足不同實(shí)時(shí)要求，節(jié)點(diǎn)數(shù)取決于總線驅(qū)動(dòng)電路，通信介質(zhì)可為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。報(bào)文采用短幀結(jié)構(gòu)，傳輸時(shí)間短，受干擾概率低，保證數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低。汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的總線以報(bào)文為單位傳輸數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)對(duì)總線的訪問(wèn)采用位仲裁方式。報(bào)文起始發(fā)送節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符分為功能標(biāo)識(shí)符和地址標(biāo)識(shí)符。CAN總線系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)分為不帶微控制器的非智能節(jié)點(diǎn)和帶微控制器的智能節(jié)點(diǎn)。該系統(tǒng)采用智能節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，轎車車窗按CAN總線結(jié)構(gòu)和電器元件在汽車中的物理位置劃分為左前、右前、左后和右后4個(gè)節(jié)點(diǎn)單元。其中左前節(jié)點(diǎn)為主控制單元，除負(fù)責(zé)本地（左前）車窗的升降，還可以遠(yuǎn)程控制其他車窗。

　　2.車窗的智能控制

　　電動(dòng)車窗系統(tǒng)每個(gè)車門都有一個(gè)車窗玻璃升降機(jī)構(gòu)，與傳統(tǒng)的手搖機(jī)構(gòu)相似，只不過(guò)是采用直流永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)尺寸非常小，可以安裝在車門里面，并且?guī)в幸惶诇p速機(jī)構(gòu)，用來(lái)增加輸出扭矩、減小輸出轉(zhuǎn)速。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向（即車窗的上下移動(dòng)）通過(guò)改變輸入電壓的極性來(lái)實(shí)現(xiàn)，車窗升降速度取決于輸入電壓的大小。