實現兩路can過濾及轉發的多功能汽車中央信息集成系統的製作方法

2023-05-07 22:33:51 2

專利名稱：：實現兩路can過濾及轉發的多功能汽車中央信息集成系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及了一種汽車中央信息集成系統，特別涉及一種包括車身CAN/動力CAN總線網橋功能、儀表功能、導航定位(GPS)功能、倒車後視功能於一體的多功能汽車中央信息集成系統。
背景技術：
：目前，從人機界面的顯示功能上講，我國的大部分汽車中央信息集成系統還停留在儀表顯示的傳統功能上，主要包括車速表、轉速表、燃油表、水溫表，行駛裡程及各種報警指示燈。中高檔汽車在儀表系統上配有中央信息顯示屏來顯示瞬時油耗、平均油耗、平均車速、續航裡程、車門開閉狀態、室內外溫度及保養提示等信息，但後視功能、導航定位功能並沒有在儀表系統上體現，而是獨立於儀表系統被安置在中控臺的另外一塊顯示屏上顯示。此外，從通訊角度講，我國現有的汽車儀表系統包括不帶任何通訊方式的傳統儀表系統和帶有局部通訊功能的儀表系統。在傳統儀表系統中，需要採集開關量信號、模擬信號、頻率變化和佔空比變化的脈衝信號等電壓信號。由於其自身的傳輸特性，使得儀表顯示系統存在實時性差、精確度不高的特點。而且在儀表系統中所需要採集的信號數量很多，且傳輸方式是一對一的，導致信號採集電路繁多，也加大了脈衝信號容易被幹擾的風險。另外一種帶有局部通訊功能的儀表系統中，一部分輸入信息來自直接從傳感器轉化成的電壓信號，一部分來自車身總線，它是作為車身總線的一個節點，而來自高速CAN總線(動力總線)的信息需要獨立於儀表系統的網關或是網橋來進行信息轉換。由於汽車中各種ECU對CAN網絡上的信息傳輸延遲的敏感性差別很大，因此，電子燃油噴射控制器、自動變速控制器和防抱死制動系統控制器之間的協調關系所要求的實時性很強，諸如這類的控制器就要作為高速CAN總線(即動力CAN總線)的節點，而車燈控制器、門窗控制器、空調控制器之類的車身控制器對傳輸延遲的要求要寬鬆的多，可以作為低速總線(即車身CAN總線)的節點。迄今為止，商業化的汽車儀表系統還不能實現集成高速CAN和低速CAN總線網橋、車輛運行狀況和車身狀態顯示、GPS顯示、倒車後視CCD顯示於一身的功能。
發明內容針對上述現有技術，本發明提供了一種實現兩路CAN過濾及轉發的多功能汽車中央信息集成系統，該系統可以在保證傳輸數據可靠性和駕駛員的可操作性的基礎上，實現人機界面的高集成度和高智能性，並可通過調整電路參數適應各種類型的產品需求，在通用化、模塊化、系列化程度上有所提高，從而簡化生產工藝，降低製造成本。並使CAN網絡中高速CAN和低速CAN總線之間通過網橋聯繫，基於任務優先級交換必要的信息，完成數據的共享。為了解決上述技術問題，本發明中整車網絡電子構架予以實現的技術方案是該整車網絡電子構架，包括動力總線節點和車身總線節點，所述動力總線節點由發動機ECU、自動變速箱ECU、ABSECU和安全氣囊ECU組成，所述車身總線節點由前車身控制ECU和後車身控制ECU組成；其中，所述前車身控制ECU負責採集車身傳感器、組合開關信號及控制前車身執行器；所述後車身控制ECU負責控制後車身執行器；以汽車儀表系統為載體的中央信息集成系統聯通動力總線節點和車身總線節點，所需數據均是通過兩路CAN總線獲得，以完成網絡數據的過濾與轉發、信息顯示和信息存儲；所述信息顯示的內容包括車輛運行狀況和車身狀態顯示及GPS顯示和倒車後視顯示，三種顯示界面通過邏輯自動切換或手動按鍵切換。本發明中，基於上述整車網絡電子構架的多功能汽車中央信息集成系統，包括由車輛運行儀表子系統和車身狀態儀表子系統構成的車輛儀表系統，所述車輛運行狀態子系統和車身狀態子系統分別通過CAN總線模塊與MCU模塊連接；用於系統供電的電源管理模塊；所述MCU模塊通過三極體驅動電路與背光LED驅動電路連接；所述MCU模塊通過其輸入輸出埠依次與MCU接口和視頻信號接口的轉換模塊及中央信息顯示屏LCD連接，通過中央信息顯示屏LCD顯示車輛運行狀況和車身狀態；所述MCU模塊通過輸入輸出埠還分別連接有視頻切換模塊及GPS模塊，所述視頻切換模塊分別與所述GPS模塊和所述MCU接口和視頻信號接口的轉換模塊連接，所述視頻切換模塊還連接有倒車後視模塊；所述中央信息顯示屏LCD還具有GPS和倒車後視兩路視頻圖像顯示；所述CAN總線模塊集成有高速CAN總線控制收發模塊和低速CAN總線控制收發模塊，由此構成CAN網橋模塊。本發明在中央信息集成系統中實現兩路CAN總線之間數據過濾及轉發的方法，包括步驟a.判斷該CAN數據轉發是否空閒，且在CAN信息FIFO緩衝區內是否有數據；若.f.則執行步驟e，否則，順序執行下一步驟；b.從上述緩衝區讀一幀數據，判斷該數據幀是否要轉發；若.f.則執行步驟d，否則，順序執行下一過程；c.置轉發忙標誌位，並將該數據幀傳給另一路CAN接口，發送該數據幀後，清轉發忙標緻位；返回上述步驟a;d.調整發送數據指針，處理該數據幀；e.按照幀定義在該中央信息集成系統中執行相應控制顯示，包括(1)對於對應脈衝量、模擬量的CAN信息具有各自的數據範圍，並均採用各自獨立PGN的形式定義打包；(2)對於對應開關量的CAN信息，包括將來自發動機ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中；將來自ABSECU的信息集中在同一個PDU的數據場中；將來自自動變速器ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中；將來自安全氣囊ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中；將來自前BCMECU的信息分別集中在兩個PDU的數據場中，一個包含車身傳感器、開關的信息，一個包含前燈組報警信息；將來自後BCMECU的信息集中在同一個PDU的數據場中，包含後燈組報警信息。與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明是以汽車儀表為載體的中央信息集成系統，該系統把導航定位功能、倒車後視功能和車輛運行狀態顯示功能都集中於儀表的中央信息顯示屏中，可以通過儀表面板上的按鍵和從CAN總線上接收的信息來在三種界面中進行切換，因此，該系統框架與現有技術的方案相比在結構上更為簡化，大大節省了製造成本和汽車中控臺的空間。在本發明中央信息集成系統中，把低速CAN/高速CAN的智能網橋模塊整合在儀表系統中，和其他功能模塊共用一個MCU模塊完成系統的信息接收、轉發和相應的顯示功能，在保證數據傳輸的實時性和準確性的基礎上，節省了板級成本。圖1是本發明汽車中央信息集成系統與CAN總線網絡的位置關係示意圖2是本發明多功能汽車中央信息集成系統框架圖3是圖2所示多功能汽車中央信息集成系統的硬體框圖4是本發明多功能汽車中央信息集成系統外部及板上分級供電電路；圖5是本發明多功能汽車中央信息集成系統中的視頻重建濾波電路；圖6是本發明多功能汽車中央信息集成系統中的GPS模塊顯示和倒車後視模塊顯示的兩路視頻切換電路；圖7是本發明多功能汽車中央信息集成系統中的報警指示LED驅動電路；圖8是本發明多功能汽車中央信息集成系統中的錶針背光LED驅動電路；圖9是本發明多功能汽車中央信息集成系統中的錶盤背光LED驅動電路；圖10是本發明多功能汽車中央信息集成系統中的光敏管的信號放大電路；圖11是本發明多功能汽車中央信息集成系統中的高速CAN、低速CAN報文處理流程圖。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細地描述。如圖1所示，本發明中整車網絡電子構架，包括動力總線節點和車身總線節點，所述動力總線節點由發動機ECU、自動變速箱ECU、ABSECU和安全氣囊ECU組成，所述車身總線節點由前車身控制ECU和後車身控制ECU組成；其中，所述前車身控制ECU負責採集車身傳感器、組合開關信號及控制前車身執行器；所述後車身控制ECU負責控制後車身執行器；以車輛儀表系統為載體的中央信息集成系統聯通動力總線節點和車身總線節點，所需數據均是通過兩路CAN總線獲得，以完成網絡數據的過濾與轉發、信息顯示和信息存儲；所述信息顯示的內容包括車輛運行狀況和車身狀態顯示、GPS顯示及倒車後視顯示，三種顯示界面通過邏輯自動切換或手動按鍵切換。如圖2所示，基於上述整車網絡電子構架的多功能汽車中央信息集成系統，包括由車輛運行儀表子系統和車身狀態儀表子系統構成的車輛儀表系統，所述車輛運行狀態子系統和車身狀態子系統分別通過CAN總線模塊與MCU模塊連接；用於系統供電的電源管理模塊；所述MCU模塊通過三極體驅動電路與背光LED驅動電路連接；所述MCU模塊通過其輸入輸出埠依次與MCU接口和視頻信號接口的轉換模塊及中央信息顯示屏LCD連接，通過中央信息顯示屏LCD顯示車輛運行狀況和車身狀態；所述MCU模塊通過輸入輸出埠還分別連接有視頻切換模塊及GPS模塊，所述視頻切換模塊分別與所述GPS模塊和所述MCU接口和視頻信號接口的轉換模塊連接，所述視頻切換模塊還連接有倒車後視模塊；所述中央信息顯示屏可顯示車輛運行狀況和車身狀態信息，包括諸如總裡程/單次裡程/瞬時油耗/平均油耗/平均車速/續航裡程/車門狀態/時間/故障顯示/保養提示/擋位指示，除此自外，所述中央信息顯示屏LCD還具有GPS和倒車後視兩路視頻圖像顯示；所述CAN總線模塊集成有高速CAN總線控制收發模塊和低速CAN總線控制收發模塊，由此構成CAN網橋模塊。也就是說，所述CAN總線網橋模塊整合在上述車輛儀表系統中，所述車輛運行儀表子系統通過動力總線接口與動力總線ECU連接，所述車輛運行子系統通過MCUPWM與四個步進電機連接，所述四個步進電機控制轉速表、車速表、水溫表和燃油表，該車輛運行子系統反映車輛的發動機轉速、車速、水溫、燃油液位、噴油量、發動機故障狀態、機油壓力狀態、ABS狀態、擋位狀態、防盜鎖止狀態、充電系統狀態、安全氣囊狀態、制動液位低狀態和水溫過高狀態；所述車身狀態儀表子系統通過車身總線接口與車身總線ECU連接，所述車身狀態儀表子系統反映車輛的安全帶狀態、車門開啟狀態、行李箱開啟狀態、手制動狀態、示寬燈狀態、近光燈狀態、遠光燈狀態、前後霧燈狀態、轉向燈狀態、雙閃燈狀態和鑰匙位置；如圖2所示，所述MCU的SCI埠通過邏輯驅動控制近光指示燈；遠光指示燈；前霧燈指示燈；後霧燈指示燈；發動機故障報警燈；低機油壓力報警燈；防盜鎖止系統指示燈；座椅安全帶指示燈；ABS指示燈；手制動指示燈；制動液位低指示燈；左轉向指示燈；右轉向指示燈；水溫過高報警燈；充電系統指示燈和安全氣囊指示燈等16個報警指示LED。由此可見，本發明中央信息集成系統作為CAN/CAN網橋，不僅可以從低速車身CAN總線上獲取相關的車身狀況信息，同時可以從動力總線上獲取相關的動力、底盤系統運行參數和狀況信息，並實現兩路CAN之間的數據過濾及轉發。結合本發明中整車系統的功能，車身CAN總線信息主要包括安全帶狀態、車門開啟狀態、行李箱開啟狀態、手制動狀態、示寬燈狀態、近光燈狀態、遠光燈狀態、前後霧燈狀態、轉向燈狀態、雙閃燈狀態、鑰匙位置等；動力CAN總線信息主要包括發動機轉速、車速、水溫、燃油液位、噴油量、發動機故障狀態、機油壓力狀態、SRS狀態、ABS狀態、擋位狀態、防盜鎖止狀態、充電系統狀態、制動液位低狀態、水溫過高狀態等。中央信息集成系統具有智能性，可對從總線上獲取的數據進行處理、計算、分析、判斷，實施各種實時控制和信息顯示。信息顯示採用步進電機、中央信息顯示屏、LED、蜂鳴器的方式。轉速表、車速表、水溫表、燃油表採用步進電機驅動指針顯示；瞬時油耗等車輛狀態信息以及GPS、倒車後視視頻信息都可在中央信息顯示屏上通過自動或手動切換顯示。在故障狀態下，總線式數字儀表自動將當前的狀態進行存儲，數據存入FLASH，可掉電保存並可在中央信息顯示屏上進行査詢。各種狀況信息通過LED給出各種警示、指示信息。系統具有診斷接口K線，可通過專用設備與計算機相連並上傳數據，以利於進一步分析。錶盤背光採用自動感應和手動調節相結合的形式。中央信息集成系統在設計過程中採用了模塊化方式，將系統劃分成不同的功能模塊，實現了系統結構的通用化、系列化。軟體的設計採用參數化方式，保證了模塊的可移植性，通過後臺支撐軟體對其進行不同的參數設置，在不改變硬體結構的情況下，可適應各種顯示屏和錶盤量程的個性化需求，大大降低了生產的複雜度。下面詳細說明本發明中央信息集成系統中各模塊的構成及工作原理MCU模塊如圖3所示，所述MCU模塊採用瑞薩公司生產H8SX/1544。中央信息集成系統作為網關或是網橋，會有大量不必要的數據流動，為弄清很多這樣的數據流和選擇必要的數據，就需要高速數據處理器。H8SX/1544擁有低功耗、高性能的32位CPU。此外，中央信息顯示屏的數據量很大，故而MCU要使用大容量快閃記憶體。H8SX/1544內置了512Kb的快閃記憶體和24Kb的SRAM。標準片上外設包括2路CAN控制器、6路步進電機PWM控制器、16位定時器、UART/時鐘同步串行接口、聲音發生器等。同時加入了SPI、IIC總線接口、10位A/D轉換器、8位D/A轉換器。最高工作頻率為40MHz。電源管理模塊本發明中電源管理模塊控制系統外部的兩路供電和板上供電，其電路構成如圖4所示，g卩二極體VD1和二極體VD2並聯，其正極與蓄電池正極相連，其負極與板上+12V(B)的埠連接。二極體VD3的正極接地，其負極與蓄電池正極相連；五個二極體VD4、VD5、VD6、VD7和VD8並聯後，其正極與發電機輸出正電壓相連，其負極分別與板上+12V(E)、+12V(D)、+12V(C)、+12V(B)、+12V(A)的埠連接；該電路中設置有分別用於過濾供電上的低頻、高頻幹擾的電容C1和電容C2及電容C3和電容C4，其中，Cl、C4為極性電容；系統外部供電分為兩路一路是常電C+12，即蓄電池供電；一路是點火後供電D+12，即發動機工作後，系統供電由蓄電池供電轉變為發電機的輸出電壓提供。板上供電又由2路分成5路，分別為為MCU供電及系統上電自檢、裡程存儲、電機回位所需的+12V，如圖4所示的+12V(B):錶針背光所需+12V如圖4所示的+12V(C);錶盤背光所需+12V圖4所示的+12V(D);報警指示LED所需+12V，如圖4所示的+12V(E);板上其他晶片或電路所需+12V如圖4所示的+12V(A)。此外，當發動機工作後，發電機的輸出電壓的電位比蓄電池電位要稍高一些，所以根據二極體的特性，此時+12V(B)由發電機輸出電壓提供，從而節省蓄電池電量。本發明MCU及板上其他晶片所需5V供電採用英飛凌公司生產的TLE4270和TLE4279兩款穩壓晶片。TLE4279最大的輸入電壓為+45V，可提供150mA的連續輸出電流，具有低漏電壓、RESET門檻值可調的特點，其輸入端為+12V(B)，輸出+5V只為MCU供電。TLE4270最大的輸入電壓為+42V，可提供650mA的連續輸出電流，具有低漏電壓、RESET時間可調的特點，其輸入端為+12V(A)，輸出+5V為板上其他晶片或電路供電。,CAN通訊模塊如圖3所示，本發明中央信息集成系統選用的MCU已集成有CAN控制器，只需配備相應的CAN收發器即可。在動力總線接口方面，需要高速的CAN收發器，選用NXP的PCA82C250，其最大可達到1MB的通訊速率，具有很好的EMI特性。在車身總線接口方面，需要低速的CAN收發器，選用NXP的TJA1054，其最大可達到125KB的通訊速率，具有很好的EMI特性。步進電機模塊如圖3所示，本中央信息集成系統選用的MCU巳集成了6路步進電機控制器，其中4路可直接通過寄存器設置完成24微步的功能。分別控制車速表、轉速表、水溫表和燃油表。選用VID-23型步進電機。中央信息顯示屏模塊如圖3所示，所述中央信息顯示屏驅動模塊採用VMC256，它具有兩種顯示通道模擬視頻信號(CVBS)通道和MCU數字顯示通道。通過MCU對其相應寄存器進行設置實現兩種顯示通道的切換。視頻信號通道接受的是複合視頻信號，在丄CD上顯示的是真彩色；MCU通道以8位數據總線方式和MCU接口，可以顯示256種顏色。可直接接收行列坐標值，不需要計算顯存地址。本控制器採用512KSRAM高速緩存，顯示容量大，對於320X234的TFT模擬屏，可以緩存4頁顯示內容。另外還具有地址自動加1功能，對於圖片顯示具有極高的速度。中央信息顯示屏模塊與MCU通訊接口採用I/O模擬8位數據總線方式完成讀寫操作，將各數據信息實時在顯示屏中顯示。顯示256色時，每字節顯示一個象素，數據格式定義如下DB7(R2，紅色高位)，DB6(Rl)，DB5(R0，紅色低位)，DB4(G2，綠色高位)，DB3(Gl)，DB2(G0，綠色低位)，DB1(Bl，藍色高位)，DB1(B0，藍色低位)。在此接口模式下，中央信息顯示屏可以實時顯示瞬時油耗等車輛運行狀況信息及車門開閉等車身狀態信息。中央信息顯示屏模塊與GPS、CCD視頻信號通訊接口視頻輸入埠可接收CVBS式模擬信號，並把GPS和CCD兩路視頻信號經過視頻切換電路後在中央信息顯示屏上顯示視頻圖像。所述GPS模塊採用GB102，具有模擬RGB、CVBS、YC視頻輸出格式選擇；320X240、400X234或480X234視頻輸出分辨配置；左右聲道立體聲輸出；四線電阻式觸控螢幕接口和SD存儲卡接口；所述CCD模塊採用12V供電及CVBS式彩色攝像頭。數字的視頻信號轉換成模擬信號會產生毛刺噪聲，這些毛刺噪聲屬於帶外雜散信號，會對圖像產生幹擾，所以數字視頻經過DAC轉換後需要增加視頻重建濾波器。本系統設計的視頻重建濾波器，如圖5所示，所述MCU接口和視頻信號接口的轉換模塊中的視頻輸入埠接收兩路CVBS式模擬信號，並經過兩路視頻切換電路在顯示屏上顯示視頻圖像；數字視頻信號轉換成模擬信號後經過視頻重建濾波器進行信號濾波處理，該視頻重建濾波器的電路是電容C7與電感Ll並聯後一端與CCD的視頻輸出端相連，一端與MAX4567的NC1相連，電容C8和電容C9一端接地，另一端分別連接到上述電感L1的兩端。如圖6所示，所述GPS模塊顯示和倒車後視模塊顯示的兩路視頻切換電路中的視頻切換晶片採用MAXIM公司生產的MAX4567，它是雙路、低電壓、雙向射頻/視頻轉換開關，其最大信號頻率可達350MHZ;在該視頻切換晶片的接口模式下，中央信息顯示屏顯示GPS和CCD兩路視頻信號，並通過倒擋信號自動切換到CCD後視圖像或手動按鈕以實現上述兩路視頻的切換。報警指示LED、背光LED驅動模塊由於報警指示LED數量較多，為節省MCUI/0資源，選用德州儀器生產的串轉並晶片TPIC6B595，具有8路輸出，每路150mA的驅動能力。報警指示LED驅動電路，如圖7所示。系統上電自檢LED所需的+12V由+12V(B)提供，其餘LED所需的+12V由+12V(E)提供。本系統使用2片TPIC6B595實現級聯，利用5個MCUI/O實現16個LED的控制功能，滿足了系統中報警指示LED量的需求。本發明中，所述MCU模塊的PWM輸出埠通過三極體驅動電路與背光LED驅動電路連接，所述背光LED驅動電路分為錶針背光LED驅動電路和錶盤背光LED驅動電路；如圖8所示，所述錶針背光碟機動電路構成是NPN型三級管VT7基極經過R30與MCU的PWM輸出埠TIOCA0相連，發射極到地，集電極經過一電阻R31與PNP型三級管VT8的基極相連，PNP型三級管VT8的發射極與二級管VD35的負極相連，其正極接電+12V(C)，PNP型三級管VT8的集電極經基極電阻分別與NPN型三級管VT9和NPN型三級管VT10的基極相連；當PNP型三級管VT8導通時，+12V(C)經電容R32與電阻R33並聯再與電阻R34分壓後控制NPN型三級管VT9的導通，從而控制串在NPN型三級管VT9集電極的LED;另一路NPN型三級管VTIO同理。如圖9所示，所述錶盤背光碟機動電路的構成是NPN型三級管VT13的基極經一電阻R43與MCUPWM輸出埠TIOCB0相連，其發射極到地，其集電極經一電阻R46與PNP型三級管VT14的基極相連，其發射極接電+12V(D)，集電極經過LED與迴路電阻後到地。錶針背光和錶盤背光的亮度調節原理均是利用MCU產生佔空比可調的PWM，控制三級管集電極、發射極的導通程度，從而改變LED亮度。PWM佔空比越大，LED亮度越大。串聯在LED迴路中的電阻均採用兩個1812封裝、1/2W的電阻並聯的形式，防止為保證LED亮度電阻功率不夠而導致發熱的情況。其中，錶針背光LED所需+12V由+12V(C)提供；錶盤背光LED所需+12V由+12V(D)提供。自動背光模塊採用光敏二級管感應環境光強度，經過信號放大電路後，使MCU模塊獲得不同的電壓值，MCU模塊根據此電壓信號調節背光LED的亮度；在打開示寬燈之前，自動調節背光起作用，一旦示寬燈打開後，轉換為手動調節；所述信號放大電路的結構，如圖10所示，光敏二極體VT1正極接+5V電，其負極與一電阻R24相連後到地，並且將負極連接到一運算放大器LM358的正向輸入端，該運算放大器LM358的負向輸入端與R25相連後到地，電阻R24的兩端分別與該運算放大器LM358的負向輸入端和輸出端相連，一二級管VD10的正極與該運算放大器LM358的輸出端相連，該二級管VD10的負極連接到MCU模塊的模擬信號輸入埠。在本發明的中央信息集成系統中實現兩路CAN之間數據過濾及轉發的方法，g卩本發明中高速CAN、低速CAN報文處理流程圖如圖11所示，包括以下步驟a.判斷該CAN數據轉發是否空閒，且在CAN信息FIFO緩衝區內是否有數據；若.f.則執行步驟e，否則，順序執行下一步驟；b.從上述緩衝區讀一幀數據，判斷該數據幀是否要轉發；若.f.則執行步驟d，否則，順序執行下一過程；c.置轉發忙標誌位，並將該數據幀傳給另一路CAN接口，發送該數據幀後，清轉發忙標緻位;返回上述步驟a;d.調整發送數據指針，處理該數據幀；e.按照幀定義在該中央信息集成系統中執行相應控制顯示。本發明中的多功能汽車中央信息集成系統作為網橋節點要接收廣播數據幀、需要被轉發的數據幀以及目標地址為本節點地址的數據幀三種數據幀。對應於要接收的3種數據幀，分別設置了3個接收濾波器。本發明整車網絡電子構架中，動力CAN和車身CAN的數據幀格式都是相同的。因此，採用直接轉發方式。CPU採用中斷方式接收兩個CAN控制器的報文，同時採用了FIFO機制管理內部的接收緩衝區。FIFO緩衝區共有兩個指針，即接收數據指針和發送數據指針。當兩指針不相等時即證明緩衝區中存有有效數據。若此時CPU空閒，就從緩衝區讀出一幀數據並通過接受濾波器判斷該數據幀是否需要被轉發到另一路CAN接口，若需要則在置轉發忙標誌位後傳輸該數據，然後清轉發忙標誌位並循環再次判斷緩衝區中是否存有有效數據。若該數據幀不需要被轉發，則調整發送數據指針，按照表l、表2、表3、表4、表5、表6、表7和表8所制定的參數定義整理該數據幀，並根據整理後各信息對應的數據在中央信息集成系統中執行控制或顯示操作。數據緩衝區接收數據指針的調整是通過接收中斷子程序實現的，而發送數據指針的調整則是通過發送中斷子程序實現。CAN/CAN網橋的主要功能是實現兩路CAN之間的數據過濾及轉發。根據儀表功能和網橋功能各自的特點，本發明在軟體設計方面的原則包括在不進行診斷時，系統不向動力總線發送數據；對不同優先級的數據採取不同的響應方式；正常情況下，車身CAN總線的負載率小於20%;當檢測到車身CAN總線負載率超過20%時，通過發送相關關閉指令，暫停部分數據的傳輸；增加軟體去抖功能，防止由於開關抖動增加總線負載。本協議的通信物理層和數據鏈路層符合CAN2.0B，高速CAN的ID採用250bps的擴展幀，低速CAN的ID採用100bps的擴展幀，應用層協議採用J1939的定義方式，根據ID值越小優先級越高的特性，在上述步驟e中按照幀定義執行相應控制顯示，包括以下操作對於對應脈衝量、模擬量的CAN信息來說，具有各自的數據範圍，都採用各自獨立PGN的形式定義打包，如表1所示。而對於對應開關量的CAN信息來說，將來自發動機ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中，如表2所示；將來自ABSECU的信息集中在同一個PDU的數據場中，如表3所示；將來自自動變速器ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中，如表4所示；將來自安全氣囊ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中，如表5所示；將來自前BCMECU的信息分別集中在兩個PDU的數據場中，一個包含車身傳感器、開關的信息，如表6所示，一個包含前燈組報警信息，如表7所示；將來自後BCMECU的信息集中在同一個PDU的數據場中，包含後燈組報警信息，如表8所示。表1至表8是本發明中央信息集成系統中實現兩路CAN之間的數據過濾及轉發中參數組及相應的參數定義。表1至表8中，發動機ECUSA為02，ABSECUSA為03，自動變速器ECUSA為04，安全氣囊ECUSA為05,中央信息集成系統ECUSA為07，前BCMECUSA為08，後BCMECUSA為09。本發明的中央信息集成系統各種顯示所需的數據均來自兩路CAN總線，實現兩路CAN數據的過濾與轉發，並不負責直接採集傳感器信號或開關信號，所以在參數定義中並沒有涉及SA為07的情況。表l示出了脈衝量、模擬量-tableseeoriginaldocumentpage18表2示出了開關量信號1;表2tableseeoriginaldocumentpage19BYTE27保留其中P=7，DP=0，PF=FF，PS=09，SA=02，PGN=65289(00fTO9)，傳送速率有變化就發送。表3示出了開關量信號2;表3tableseeoriginaldocumentpage19BYTE卜7保留其中P=7，DP=0，PF=FF，PS=0A，SA=03，PGN=65290(OO節a)，傳送速率有變化就發送。表4示出了開關量信號3;表4tableseeoriginaldocumentpage19其中P=7，DP=0，PF=FF，PS=0B，SA=04，PGN=65291(OO節b)，傳送速率有變化就發送。表5示出了開關量信號4;tableseeoriginaldocumentpage20其中P=7，DP=0，PF=FF，PS=0D，SA=08，PGN=65293(OO麵)，傳送速率有變化就發送。表7示出了開關量信號6;表7tableseeoriginaldocumentpage21其中P=7，DP=0，PF=FF，PS=0F，SA=09，PGN=65295(00ff0f)，傳送速率有變化就發送。儘管上面結合圖對本發明進行了描述，但是本發明並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬於本發明的保護之內。權利要求1.一種整車網絡電子構架，包括動力總線節點和車身總線節點，所述動力總線節點由發動機ECU、自動變速箱ECU、ABSECU和安全氣囊ECU組成，所述車身總線節點由前車身控制ECU和後車身控制ECU組成；其中，所述前車身控制ECU負責採集車身傳感器、組合開關信號及控制前車身執行器；所述後車身控制ECU負責控制後車身執行器；其特徵在於以汽車儀表系統為載體的中央信息集成系統聯通動力總線節點和車身總線節點，所需數據均是通過兩路CAN總線獲得，以完成網絡數據的過濾與轉發、信息顯示和信息存儲；所述信息顯示的內容包括車輛運行狀況和車身狀態顯示及GPS顯示和倒車後視顯示，三種顯示界面通過邏輯自動切換或手動按鍵切換。2.—種基於權利要求1所述整車網絡電子構架的多功能汽車中央信息集成系統，包括由車輛運行儀表子系統和車身狀態儀表子系統構成的車輛儀表系統，所述車輛運行狀態子系統和車身狀態子系統分別通過CAN總線模塊與MCU模塊連接；用於系統供電的電源管理模塊；所述MCU模塊通過三極體驅動電路與背光LED驅動電路連接；其特徵在於所述MCU模塊通過其輸入輸出埠依次與MCU接口和視頻信號接口的轉換模塊及中央信息顯示屏LCD連接，通過中央信息顯示屏LCD顯示車輛運行狀況和車身狀態；所述MCU模塊通過輸入輸出埠還分別連接有視頻切換模塊及GPS模塊，所述視頻切換模塊分別與所述GPS模塊和所述MCU接口和視頻信號接口的轉換模塊連接，所述視頻切換模塊還連接有倒車後視模塊；所述中央信息顯示屏LCD還具有GPS和倒車後視兩路視頻圖像顯示；所述CAN總線模塊集成有高速CAN總線控制收發模塊和低速CAN總線控制收發模塊，由此構成CAN網橋模塊。3.根據權利要求2所述的多功能汽車中央信息集成系統，其特徵在於-所述電源管理模塊控制系統外部的兩路供電和板上供電，其電路構成是二極體VD1和二極體VD2並聯，其正極與蓄電池正極相連，其負極與板上+12V(B)的埠連接；二極體VD3的正極接地，其負極與蓄電池正極相連；五個二極體VD4、VD5、VD6、VD7和VD8並聯後，其正極與發電機輸出正電壓相連，其負極分別與板上+12V(E)、+12V(D)、+12V(C)、+12V(B)、+12V(A)的埠連接；該電路中設置有分別用於過濾供電上的低頻、高頻幹擾的電容C1和電容C2及電容C3和電容C4，其中，Cl、C4為極性電容；上述系統外部的兩路供電電路，其中一路是常電C+12，採用蓄電池供電；另一路是點火後供電D+12，發動機工作後，系統供電由蓄電池供電轉變為發電機的輸出電壓提供；上述板上供電由2路分成5路，分別為為MCU供電及系統上電自檢、裡程存儲、電機回位所需的+12V(B)、錶針背光所需+12V(C)、錶盤背光所需+12V(D)、報警指示LED所需+12V(E)及板上其他晶片或電路所需+12V(A);當發動機工作後，發電機的輸出電壓的電位比蓄電池電位要稍高一些，所以根據二極體的特性，此時，為MCU供電及系統上電自檢、裡程存儲和電機回位所需的+12V(B)由發電機輸出電壓提供；所述MCU模塊及板上其他晶片所需5V供電採用英飛凌公司生產的TLE4270和TLE4279兩款穩壓晶片；TLE4279可提供150mA的連續輸出電流，輸入端為+12V(B)，輸出+5V為所述MCU模塊供電；TLE4270可提供650mA的連續輸出電流，其輸入端為+12V(A)，輸出+5V為板上其他晶片或電路供電。4.根據權利要求2所述的多功能汽車中央信息集成系統，其特徵在於所述MCU接口和視頻信號接口的轉換模塊中的MCU埠接收MCU數據總線信號完成讀寫操作，將各數據信息實時在顯示屏中顯示；所述MCU接口和視頻信號接口的轉換模塊中的視頻輸入埠接收經過兩路視頻切換電路後的CVBS式模擬信號，在顯示屏上顯示視頻圖像；數字視頻信號轉換成模擬信號後經過視頻重建濾波器進行信號濾波處理，該視頻重建濾波器的電路是電容C7與電感L1並聯後一端與倒車後視視頻的輸出端相連，一端與MAX4567的NC1相連，電容C8和電容C9一端接地，另一端分別連接到上述電感L1的兩端；用於切換GPS和倒車後視兩路視頻圖像顯示的視頻切換電路中的視頻切換晶片採用MAXIM公司生產的MAX4567;在該視頻切換晶片的接口模式下，通過倒擋信號自動切換到倒車後視圖像或手動按鍵以實現上述兩路視頻的切換。5.根據權利要求2所述的多功能汽車中央信息集成系統，其特徵在於所述MCU模塊通過SCI埠和邏輯驅動模塊控制報警指示LED,所述邏輯驅動模塊採用級聯方式，使用2片TPIC6B595實現級聯，利用5個MCUI/O實現16個LED的控制功能，以滿足系統中報警指示LED量的需求；所述背光LED驅動電路分為錶針背光LED驅動電路和錶盤背光LED驅動電路；所述錶針背光碟機動電路構成是NPN型三級管VT7基極經過R30與MCU的PWM輸出埠TIOCA0相連，發射極到地，集電極經過一電阻R31與PNP型三級管VT8的基極相連，PNP型三級管VT8的發射極與二級管VD35的負極相連，其正極接電+12V(C)，PNP型三級管VT8的集電極經基極電阻分別與NPN型三級管VT9和NPN型三級管VT10的基極相連；當PNP型三級管VT8導通時，+12V(C)經電容R32與電阻R33並聯再與電阻R34分壓後控制NPN型三級管VT9的導通，從而控制串在NPN型三級管VT9集電極的LED;另一路NPN型三級管VT10同理；所述錶盤背光碟機動電路的構成是NPN型三級管VT13的基極經一電阻R43與MCUPWM輸出埠TIOCB0相連，其發射極到地，其集電極經一電阻R46與PNP型三級管VT14的基極相連，其發射極接電+12V(D)，集電極經過LED與迴路電阻後到地。6.根據權利要求2所述的多功能汽車中央信息集成系統，其特徵在於由光敏二級管感應環境光強度，經過信號放大電路後，使MCU模塊獲得不同的電壓值，MCU模塊根據此電壓信號調節背光LED的亮度；在打開示寬燈之前，自動調節背光起作用，一旦示寬燈打開後，轉換為手動調節；所述信號放大電路的結構是光敏二極體VT1正極接+5V電，其負極與一電阻R24相連後到地，並且將負極連接到一運算放大器LM358的正向輸入端，該運算放大器LM358的負向輸入端與R25相連後到地，電feR24的兩端分別與該運算放大器LM358的負向輸入端和輸出端相連，一二級管VD10的正極與該運算放大器LM358的輸出端相連，該二級管VD10的負極連接到MCU模塊的模擬信號輸入埠。7.根據權利要求2所述的多功能汽車中央信息集成系統，其特徵在於-所述車輛運行子系統通過MCUPWM與四個步進電機連接，所述四個步進電機控制所述車輛運行子系統，以反映車輛的發動機轉速、車速、水溫、燃油液位、噴油量、發動機故障狀態、機油壓力狀態、ABS狀態、擋位狀態、防盜鎖止狀態、充電系統狀態、安全氣囊狀態、制動液位低狀態和水溫過高狀態；所述車身狀態儀表子系統反映車輛的安全帶狀態、車門開啟狀態、行李箱開啟狀態、手制動狀態、示寬燈狀態、近光燈狀態、遠光燈狀態、前後霧燈狀態、轉向燈狀態、雙閃燈狀態和鑰匙位置。8.—種在中央信息集成系統中實現兩路CAN總線之間數據過濾及轉發的方法，其特徵在於包括步驟a.判斷該CAN數據轉發是否空閒，且在CAN信息FIFO緩衝區內是否有數據；若.f.則執行步驟e，否則，順序執行下一步驟；b.從上述緩衝區讀一幀數據，判斷該數據幀是否要轉發；若.f.則執行步驟d，否則，順序執行下一過程；c.置轉發忙標誌位，並將該數據幀傳給另一路CAN接口，發送該數據幀後，清轉發忙標緻位；返回上述步驟a;d.調整發送數據指針，處理該數據幀；e.按照幀定義在該中央信息集成系統中執行相應控制顯示，包括(1)對於對應脈衝量、模擬量的CAN信息具有各自的數據範圍，並均採用各自獨立PGN的形式定義打包；(2)對於對應開關量的CAN信息，包括將來自發動機ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中；將來自ABSECU的信息集中在同一個PDU的數據場中；將來自自動變速器ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中；將來自安全氣囊ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中；將來自前BCMECU的信息分別集中在兩個PDU的數據場中，一個包含車身傳感器、開關的信息，一個包含前燈組報警信息；將來自後BCMECU的信息集中在同一個PDU的數據場中，包含後燈組報警息。9.根據權利要求8所述的在中央信息集成系統中實現兩路CAN之間數據過濾及轉發的方法，其特徵在於步驟e(1)對於對應脈衝量、模擬量的CAN信息具有各自的數據範圍，並均採用各自獨立PGN的形式定義打包；其中，脈衝量和模擬量的定義是tableseeoriginaldocumentpage5其中P—優先級，DP—數據頁位，PF—PDU格式，PS—PDU細節，SA—源地址，PGN—參數組編號，PDU—協議數據單元；參數實際值=總線上傳送的數值*解析度+偏移量;步驟e(2)對於對應開關量的CAN信息，包括將來自發動機ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中;即開關量信號l為tableseeoriginaldocumentpage6其中P=7，DP=0，PF=FF，PS=09，SA=02，PGN=65289(OO腳)，傳送速率有變化就發送;將來自ABSECU的信息集中在同一個PDU的數據場中;即開關量信號2為tableseeoriginaldocumentpage6其中P=7，DP=0，PF=FF，PS=0A，SA=03，PGN=65290(OO節a)，傳送速率有變化就發送;將來自自動變速器ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中;即開關量信號3為tableseeoriginaldocumentpage6其中P=7，DP=0，PF=FF，PS=0B，SA=04，PGN=65291(OO加b)，傳送速率有變化就發送;將來自安全氣囊ECU的信息集中在同一個PDU的數據場中;即開關量信號4為tableseeoriginaldocumentpage7其中P=7，DP=0，PF=FF，PS=0C，SA=05，PGN=65292(OO節c)，傳送速率有變化就發送；將來自前BCMECU的信息分別集中在兩個PDU的數據場中，一個包含車身傳感器、開關的信息，以開關量信號5表示，另一個包含前燈組報警信息，以開關量信號6表示;即開關量信號5為:tableseeoriginaldocumentpage7其中P=7，DP=0，PF=FF，PS=0D，SA=08，PGN=65293(OO徹d)，傳送速率有變化就發送；開關量信號6為:tableseeoriginaldocumentpage0全文摘要本發明公開了一種實現兩路CAN過濾及轉發的多功能汽車中央信息集成系統，LCD顯示的內容包括車輛運行狀況和車身狀態顯示、導航定位顯示及倒車後視顯示；實現兩路CAN之間數據過濾及轉發的方法包括步驟a.判斷該CAN數據轉發是否空閒，且在CAN信息FIFO緩衝區內是否有數據；若.f.則執行步驟e，否則，順序執行下一步驟；b.從上述緩衝區讀一幀數據，判斷該數據幀是否要轉發；若.f.則執行步驟d，否則，順序執行下一過程；c.置轉發忙標誌位，並將該數據幀傳給另一路CAN接口，發送該數據幀後，清轉發忙標緻位；返回上述步驟a；d.調整發送數據指針，處理該數據幀；e.按照幀定義在中央信息集成系統中執行相應控制顯示，包括數據過濾及轉發中參數組及相應的參數定義。文檔編號B60K35/00GK101559747SQ200910069049公開日2009年10月21日申請日期2009年5月27日優先權日2009年5月27日發明者張宏偉,健曹,李豔文,旭王,龔進峰申請人:中國汽車技術研究中心