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半挂车指"其设计和技术特性需汽车牵引.doc

半挂车指"其设计和技术特性需汽车牵引

张紫月
2018-04-04 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《半挂车指"其设计和技术特性需汽车牵引doc》,可适用于综合领域

半挂车指"其设计和技术特性需汽车牵引引言半挂车指“其设计和技术特性需汽车牵引才能正常使用的一种无动力的道路车辆用于载运人员和货物”(GBT标准)。半挂车的种类很多包括厢式半挂车、罐式半挂车、平板半挂车、集装箱半挂车、车辆运输半挂车等等。随着我国公路物流运输业的发展半挂车以其运输效率高、运载量大、燃油经济性好、运输成本低等优势使用越来越广泛。随之而来的是半挂车的安全问题。据年公安交通部门统计全国半挂车的数量约占整个机动车保有量的左右重大交通事故中涉及到半挂车等大型货运机动车辆的事故占到约,造成的人员死亡率占总数的约,。半挂车的安全隐患主要来自两个方面:一是超载现象。超载现象不仅对高速公路等交通设施造成破坏而且使得汽车轮胎处在极大的负荷下易引发爆胎事故货车超载也使得货物更容易变得不平衡导致车辆发生侧翻倾覆的事故。二是轮胎安全缺乏轮胎压力温度监测系统因此建立半挂车的安全预警系统非常必要。总体设计半挂车车身长度一般在―米车身长电磁干扰大汽车电子单元多而复杂采用传统的四轮轿车独立的TPMS方案信号传输易受干扰屏蔽而且与其它汽车电子单元无法进行信息交换系统的可靠性和扩展性不好。因此设计采用基于CAN总线的方式将各轮胎气压、温度监测装置和其它诸如ABS、发动机、仪表盘的汽车电子单元都作为一个个CAN总线上的结点由一个中心预警模块统一监测控制可提高系统可靠性和监测效率节省各模块重复开发费用。如图所示。系统硬件设计CAN总线的特点CAN全称为ControllerAreaNetwork即控制器局域网是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN与其它总线结构相比有较优越的特点:()CAN总线为多主站总线各结点均可在任意时刻主动向网络上的其他结点发送信息不分主从通信灵活()CAN总线上每帧有效字节数最多为个传输时间短受干扰概率低并有CRC及其他校验措施具有极好的检错效果数据出错率极低。()CAN总线只有两根导线系统扩充时不需要应用层以及任何结点软件和硬件的任何改变可直接将新结点挂在总线上即可因此走线少系统扩充容易改型灵活网络构建成本低总线利用率极高()数据传输距离可满足米的汽车系统数据传输速率高达Mbits也可满足长达km工业应用。CAN总线地址分配如何来区分总线上的各个结点呢,在CAN总线上发送的每一条报文都具有唯一的一个位(标准帧)或位(扩展帧)数字的ID可采用静态分配地址的方法将ID的前―位定义为结点地址其余各位自行定义写入各结点发送的帧消息中。中央结点接收到一个CAN数据帧后通过检查前―为确定数据是从哪个结点发出的从而做出响应的处理。CAN总线状态取决于二进制数“”而不是“”所以ID号越小则该报文拥有越高的优先权。一般后轮轮胎的负荷大于前轮因经常靠右行驶右侧的轮胎负荷可能大于左侧因此在轮胎结点地址分配时可以将负荷较大的轮胎分配为小地址优先发送该结点数据。中央预警模块中央控制模块的硬件设计如图所示分五个部分:一是处理器的选取和使用。处理器要求选取性能高体积小价格比较低功耗小安装方便安全可靠的产品。目前嵌入式系统中比较常用的位基于ARM框架的SCBX处理器比较符合要求。二是存储部件的扩展主要用于程序烧制和运行。三是要有输入输出部件使用触摸屏作为输入设备LCD和音频播放器作为输出设备实现胎压和温度门限值的输入和实际监测数据输出预警。四是CAN接口电路设计如果选取的处理器自带CAN接口电路当然更好如果选取的处理器本身不带CAN接口功能可通过外接CAN控制器的方式实现数据收发(图采用SCBX处理器SPI同步串行接口与MCP控制器、TJA收发器相连实现CAN接口功能)。五是要有模块调试电路主要是串行口和JTAG接口的设计。系统软件设计操作系统引导本系统软件设计采用目前比较流行的嵌入式实时多任务开放式操作系统μCOSII。该操作系统要在SCBX处理器上运行必须先对其进行移植然后由Bootloader中由BOOT()、Loadfile()两个函数来完成操作系统的引导和控制权的转移。系统将LCD、音频、CAN接口控制器等全部硬件驱动程序图形API控件函数以及系统的基本任务生成专门的库(在STD的开发环境下生成的库为ucoslibalf)使基于库的应用程序开发变的异常简单不用考虑底层的细节。应用程序开发后与专门库、头文件以及μCOSII操作系统会绑定在一起编译生成唯一执行文件systembin存放在MFLASH中在系统启动时由BootLoader依靠文件系统从FLASH中读到SDRAM中然后移植到该代码上完成操作系统的引导任务。设置TPMS的胎压与温度报警门限汽车轮胎的压力与温度是密切相关的当轮胎气压低于标准值时变形增大受力发生变化若胎压长期低于正常气压的在高速行驶时轮胎会因急剧升温而脱层甚至导致爆胎。当轮胎气压高于标准值时因轮胎与地面接触的面积减少单位压力增高使轮胎胎面的中部磨损增加。通过室内试验证明:气压提高轮胎寿命将会降低,气压降低寿命大约降低。此外汽车轮胎温度越高轮胎的强度越低变形越大(一般不能超过当温度达到时轮胎的情况非常危险)每升高轮胎磨损就增加行驶速度每增加一倍轮胎行驶里程将降低。因此最好不要超温、超速行使。由于不同载重、不同型号的半挂车轮胎标准胎压、温度不同系统设置为可由触摸屏面板自行输入参考标准胎压和温度值。实际胎压值在标准胎压值的到之间波动认为正常在到之间或到之间波动视为一般性异常发出二级预警信号提示司机做出相应处理低于或高于视为严重异常发出一级预警信息。在不考虑外部温度、路面等因素影响默认轮胎最大温度值为oC超过oC视为一般异常发出二级预警超过oC视为严重异常发出一级预警信号。系统中通过触摸屏参数选取任务TouchOptionTask()可获得用户指定轮胎标准压力和最大温度存放于变量Press和Temp中。胎压显示、声音预警为保证系统的实时性采取中断方式接收CAN总线数据由MainTask()任务完成。对于接收到的压力、温度采样数据首先调用CANDatadeal()函数根据ID码区分各个轮胎的数据由DisplayTask()任务执行在LCD上以直方图的形式显示轮胎压力信息其次切换到任务SoundTask()将数据与用户设置的压力(温度)标准值进行比较若上下偏离标准值在(温度标准值)范围内采取一级报警策略连续播放急促的警报声提请司机立即停车再次将数据与标准压力(温度)值进行比较若偏离标准值发出二级报警信息断断续续的滴答声提请司机注意轮胎压力不够或过大影响轮胎使用寿命和经济运行需要对轮胎进行检修。各任务间的信息传递和任务唤醒采用邮箱机制。voidMianTask(Void*id)接收处理CAN总线数据任务{……MCP初始化准备以中断方式接收数据for(){rxmsg=(char)*=OSMboxPend(ISRTaskMbox,,err)接收邮箱消息if(*rxmsg={rINTMSK(~BITTIME)禁止外部中断但不禁止节拍中断rINTMSK|=BITEINTcanRead(n,id,data,length,rxRTR,isExt)CANDatadeal(id,data)rINTMSK=~(BITEINT)开启中断}}}voidCANDatadeal(id,data)CANDatadeal()对数据进行处理{定义相关信息ifydata>Pressure**||data<Pressure*||data>Temperature{isrtxmsg=„向邮箱发送二级声音预警信息OSMboxPost(soundMbox,(void*)isrtxmsg)}else{ifydata>ya**||data<ya*||data>Temperature*{isrtxmsg=„向邮箱发送一级声音预警信息OSMboxPost(soundMbox,(void*)isrtxmsg)}}canid=idx对id第―位进行判断switch(canid){case:结点数据处理和显示ya=datacasex:结点数据处理和显示ya=data}}voidDisplayTask(Void*id)预警信息显示任务{TextOut(pdc,,,ch,true,)输出提示文字:“轮胎压力信息显示”LineTo(pdc,,ya*)压力最高预警线LineTo(pdc,,ya*)压力最低预警线DrawRectfram(pdc,,ya,,)轮胎对应的直方图DrawRectfram(pdc,,ya,,)轮胎n对应的直方图}参考文献:饶运涛等现场总线CAN原理与应用技术M北京:北京航空航天大学出版社姚明轮胎使用注意事项J汽车应用,No:黄元峰,李育清,姜生元基于μCOS的嵌入式系统应用开发研究J微计算机信息:韩建保,陈厉兵汽车轮胎气压电子实时监测系统J汽车系统,:,中国轮胎商务网本文作者创新点:创造性地提出利用CAN总线进行半挂车各汽车电子单元连接实现轮胎温度、压力、载重监测解决在半挂车应用存在的传输距离远、干扰大、能量消耗大及通信不可靠等问题。作者信息:郭晓俐女年生现在盐城师范学院信息科学与技术学院从事计算机教学讲师主要研究多媒体、嵌入式网络方向。通信地址:盐城师范学院信息科学与技术学院江苏盐城

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