基于CAN_GSM的车辆监控系统设计

发布于:2024-07-17 编辑:匿名 来源:网络

0简介  近年来,随着我国经济的快速发展,汽车保有量和驾驶人总数的快速增长,道路交通事故数量不断增加持续高位运行,道路交通状况日益复杂、恶化。

造成多人死亡、多人受伤的恶性道路交通事故时有发生,给人们的生命安全和家庭幸福带来很大影响。

因此,加强车辆管理尤为重要。

交通安全主要从两个方面来保障。

一是车辆状况良好,二是驾驶员规范操作。

因此,如何对车辆进行监控管理,规范驾驶员操作是一个迫切需要解决的问题。

  汽车行车记录仪又称“汽车黑匣子”,是一种数字电子记录设备,记录和存储车辆行驶的速度、时间、里程等有关车辆行驶的状态信息,并可以通过接口输出数据。

但行车记录仪无法将车辆的运行状态实时传输到监控中心,属于事后监管。

因此,它对于预防交通安全事故的作用有限。

基于GPS/GSM的车辆监控系统可以实时获取车辆的位置、速度等信息,为车辆的实时监控提供了有效途径。

但GPS无法获取气压、水温、车速等重要车况信息,对车辆的监控缺乏全面性。

  基于CAN/GSM的车辆监控管理系统是针对CAN总线汽车而开发的。

该系统车载监控设备首先从车辆的CAN接口获取详细的车况信息,然后依托我国最成熟、应用最广泛的GSM移动通信系统与监控中心进行通讯,实现全面、动态、实时的车辆状态信息。

车辆时间监控。

监视器。

利用CAN总线,不仅可以获得全面、详细的车辆状态信息,而且系统具有很强的可扩展性。

例如,GPS模块可以作为CAN的智能节点连接到总线上,使系统可以监控车辆位置。

能力。

  1 CAN总线技术  为了实现现代汽车中庞大的电子控制装置之间的通信,并减少不断增加的信号线数量,必须采用总线进行信息传输。

CAN(Controller Area Network)总线是当今流行的一种比较先进、性能优异的现场总线技术。

它是德国博世公司在20世纪80年代初开发的一种串行数据通信协议,用于解决现代汽车中众多控制和测试仪器之间的数据交换。

它是多主总线,通信接口集成了CAN协议的物理层。

和数据链路层功能,可以将通信数据构造成帧。

CAN通过对八块通信数据进行编码,保证了网络中节点数量的动态性,并使不同节点能够同时接收相同的数据。

数据段最大长度为8字节,保证了通信的实时性;协议采用CRC校验,提供相应的错误处理功能,可以保证数据通信的可靠性。

由于CAN技术规范仅包括物理层和数据链路层的描述,并没有定义应用层的功能和实现,因此用户可以使用国际CAN总线用户和制造商协会制定的开放式高级标准或其他一些组织。

该协议也可以在项目中灵活实现,实现自己的应用层。

在十多年的应用中,CAN以其极高的可靠性、实时性和灵活性,广泛应用于工业过程监控设备的互连,并获得了Intel、Motorola、Philips、Siemens等公司的认可和支持。

一百多家国际知名大公司的认可,被公认为最有前途的现场总线之一。

本系统利用CAN总线的上述特点,减少车内线束,解决众多节点之间的通信问题。

  2 车辆监控管理系统设计  2.1 系统设计  本车辆智能监控系统采用CAN总线技术,采集车辆的各种信息,如起步时间、行驶里程、各行驶时间等。

车辆。

、最大速度以及每个最大速度的持续时间,并存储停车前20秒的车辆信息。

然后利用现有的GSM网络将信息以短信的形式传输到监控中心,实现对车辆的实时监控。

  2.2 硬件设计  车辆监控设备的主控芯片采用Freescale公司针对汽车电子应用开发的16位微控制器MC9S12HZ。

与单片机和车载监控设备相关的主要资源包括:32-K Flash、2-12K RAM和1-2K EEPROM; 2个CAN控制器,兼容CAN2.0A和B,速率高达1Mb/s; 2个全双工异步串行通信接口; 32×4段LCD驱动器。

  MC9S12HZ组成的车辆监控设备的硬件连接图如图2所示。

对于与CAN总线的接口,我们采用NXP的高速CAN收发器TJAl。

为了提高电气EMC和ESD性能,电路中还添加了共模扼流圈L40和ESD保护二极管D39。

  GSM模块采用两门TC35i。

该模块通过 40 引脚 ZIF(零插入力)接口连接到外部控制器。

本监控系统仅使用GSM网络的短信服务,因此主控芯片和TC35i只需要TXD和RXD两个引脚。

主控制器MC9S12HZ通过AT命令控制TC35i。

  单片机与TC35i通过串口进行通信。

TC35i 支持的自动波特率范围为~00B/s。

我们选择B/s的波特率。

从TC35i说明书可以看出,其串行接口需要CMOS电平,而MC9S12HZ为TTL电平,因此需要电平转换电路,如图2所示。

基于CAN_GSM的车辆监控系统设计

监控中心由PC和TC35i模块组成,电平它们之间的转换由电平转换芯片MAX完成。

  2.3 软件设计   CAN总线上传输的车辆运行参数较多,数据量较大。

但GSM网络的短信服务传输速度有限,不可能在CAN总线上传输所有信息。

返回监控中心。

事实上,没有必要监控所有车辆运行参数。

监控一些我们最关心、与行车安全关系最密切的参数就足够了。

  对于不同的参数,监测的形式是不同的。

有些信息需要定期监测,例如车辆位置信息,而有些信息只有在超出正常范围时才需要发送,例如车辆速度或转速信息等。

另外,对于不同的车型,需要设置的参数需要监控的内容也不同;或者对于同一参数,不同情况下监测形式和监测范围也会发生变化。

因此,要求车载监控设备能够动态改变监控参数和监控形式。

  为了实现对车辆的动态监控,在车辆监控设备的控制器中建立了监控列表。

列表中的每一项包括参数组号PGN、监测参数在PGN中的位置、监测形式、监测时间间隔和监测参数范围等。

该参数列表中的项目可以根据需要动态添加或删除。

监控中心发送的命令,从而实现对车辆的动态监控。

  车辆监控设备的软件主程序流程如图3所示,串行通信收发程序和CAN总线监控程序在中断程序中完成。

接收到相应的命令或数据后,将数据放入缓冲区,并设置相应的标志位。

主程序是通过查询这些标志位来执行的。

相应的动作。

主程序首先读取片内EEPROM中存储的默认临时控制列表,并根据监控列表中的PGN设置MC9S12HZ的CAN ID报文标识符过滤器和屏蔽寄存器。

程序可以根据命令动态修改监控参数列表,并根据命令决定是否改变EEPROM中默认的临时控制列表。

当待监控PGN有新数据时,需要判断该数据是否满足发送条件。

这些条件包括是否达到时间间隔、监控变量值是否超出正常范围等。

如果满足发送条件,则添加PGN及其相应数据。

到发送列表。

  3 结论  本系统采用CAN总线技术获取车辆的各种详细信息,并利用GSM网络与监控系统进行通信。

不仅实现了车辆监控参数的动态设置,而且由于CAN总线技术的优势,实现了车辆监控参数的动态设置。

采用后可以通过添加CAN智能节点轻松扩展监控对象。

这大大提高了监控系统的灵活性和全面性。

同时采用GSM短消息业务进行数据传输,连接简单、成本低、覆盖范围广。

基于CAN_GSM的车辆监控系统设计

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