【《基于CAN总线的车辆空调智能控制系统设计》8200字(论文)】.docx
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1、基于CAN总线的车辆空调智能控制系统设计目录基于CAN总线的车辆空调智能控制系统设计11弓I言12 .车辆空调智能控制系统的总体结构介绍22.1 空调系统的原理22.2 总体设计方案42.3 CAN总线车辆空调智能控制系统结构42.4 系统硬件结构52.5 节点软件63 .CAN总线相关概述73.1 现场总线技术83.2 CAN总线的特点93.5 CAN总线系统的节点105系统硬件设计115. 1通讯模块单元115.2 单片机控制模块单元125.3 操作显示模块单元156系统软件设计166. 1CAN通讯软件设计166.2 司机空调控制节点软件设计176.3 车顶控制节点软件设计186.4 T
2、MRO定时器软件设计221 .引言CAN(ControllerAreaNetwork控制器局域网)是一种由带CAN控制器组成高性能串行数据局域通信网络,是国际上应用最广泛的现场总线之一。它最早由德国BoSCh公司推出,用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。其总线规范已被ISO估计标准组织制定为国际标准。由于其具有多主机、传输距离远(最远为Iokm)、传输速度快(最快为IMbPs)、抗干扰能力强等诸多优点,所以被认为是最有发展前途的现场总线之一。CAN协议是建立在国际标准组织的开放系统互连模型基础上的。1991年9月,PhilipsSemiconductors制定并发布的CAN技术规范Ver
3、sion2.0为现行最高版本。其中规定了两种模式:标准模式和扩展模式。本文主要对标准模式进行介绍。CAN总线在很多行业被广泛应用。由其组成的局域网可以将很多底层测控设备连接起来,最远距离可达IOkm(在不接中继器的条件下)。相对其它现场总线,该距离已经是很远了。但随着以太网的发展,人们希望对底层设备也能进行真正意义上的远程控制。工控机加接口卡已经被用来实现这一目的,但价格和接口卡带来的瓶颈等问题也随之暴露出来。汽车空调恒温控制系统是一种不需要人为干预,能自动将汽车乘用舱内的温度调整到人体最舒适范围的系统。随着中国加入WTO组织后汽车市场的开放,我国已经成为全球第二大汽车贸易市场,在激烈的市场竞
4、争中,用户的使用体验渐渐成为各大汽车厂商首要考虑的问题,汽车空调系统便是与用户体验关联重要的一个部件。传统的汽车空调系统采用手动控制的方式,控制效果不理想,而在行驶过程中驾驶员人工调节温度时也势必会增加行驶的安全性隐患。此外,在传统的测量系统中,主控制器需要直接与传感器相连来测量车内温度,由于通信线路的限制通常只能设置一两个采样节点,不能全面准确地反映车厢内温度场的分布,同样,由于控制节点的限制不能多设可控出风口,造成乘用舱很难分区调节温湿度。导致舒适性和能效降低。为解决这个问题,本设计采用分布式控制系统来取代传统的集中式控制系统进行温度控制,并对常用的工业总线进行比较,选择了具有抗干扰能力强
5、、仲裁时间短和支持多主方式工作的CAN总线技术作为系统的通信协议。采用一个主节点加上多个CAN子节点的主从结构来构建控制系统,使得整个系统控制更加高效合理。整个应用程序设计遵循嵌入式仪表的设计原则,系统的主节点选用三星公司的基于ARM920核的S3C2440芯片硬件加上1.INUX操作系统,子节点则采用TI公司的16位高性能单片机MSP430,子节点根据主节点发送的命令工作,由于采用主节点加子节点的结构,再加上CAN总线的特点,使得整个系统极易扩展与维护。经仿真检验证明,控制效果良好,本文还研究了车外温度,日照,发动机水温、空调出风口转速等因素对车内温度的影响,并提出了一种模糊控制规则来控制车
6、内温度自动达到恒定,同时成功搭建了ARM+1.INUX的嵌入式控制系统平台,经过仿真表明该系统具有良好的实时性和可靠性。2 .车辆空调智能控制系统的总体结构介绍2.1 空调系统的原理空调压缩机在运行中能把蒸发器出口处的气态制冷剂吸至气缸内,且将其压缩成高温、高压制冷剂。并使用高压软管把其输送到冷凝器,在冷凝风扇的帮助下,制冷剂的多数热量则会散发到车外,使高温、高压气态制冷剂被冷凝成高温、高压液态制冷剂。而液态制冷剂在经过膨胀阀时,受到膨胀阀作用的影响,其制冷剂将会转化为低温、低压的液体到达蒸发器内,并于定压下气化后将空气中的热量吸收掉,这样就促使了流经蒸发器的车内循环空气温度变低,最后转化为冷
7、气。液体气化制冷的工艺流程如图1.2所示。图中点划线以外部分为制冷段,液态制冷剂从高压贮液器经膨胀阀,降低压力和温度;低温低压液态制冷剂进入蒸发器,吸收周围被冷却介质或物体的热量而气化,从而降低被冷却环境或物体的温度,达到制冷的目的。瑜方冷却风图1.2空调制冷系统原理图2.1.1 节流过程由冷凝器流出的高压常温液态制冷剂经过高压贮液器,流向膨胀阀,由于其节流作用,制冷剂流动阻力很大,在流动过程中,制冷剂的压力迅速下降。随着压力的降低,其中的部分液体开始汽化,由于汽化吸热从而导致制冷剂的温度也迅速下降。制冷剂最终温度(蒸发温度)的高低取决于阀门的开启度,如果阀门开度小,则阻力加大,汽化程度高,温
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