專利名稱：基于以太網(wǎng)的車用集中控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種控制器，尤其涉及一種基于以太網(wǎng)的車用集中控制器。
背景技術：
原車底盤的電源系統(tǒng)，其電壓范圍很寬，當原車發(fā)動機啟動時，原車電瓶的電壓可以降至6V以下，當原車發(fā)動機啟動后，原車發(fā)電機兩端瞬態(tài)電壓可以超過80V，所以電瓶兩端的電壓范圍非常寬，一般DC12V供電的設備的輸入電壓在9V—16V之間,適合車載的設備很少。例如，逆變器的直流額定輸入電壓是DC13V，其關斷電壓為DC10. 5V，這意味著發(fā)動機每啟動一次，逆變器就重啟一次，逆變器所帯的交流負載就斷電一次。如何利用原車底盤向車載任務系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源，這是我們要考慮的問題。另外，客戶只能在車內監(jiān)控系統(tǒng)，任務系統(tǒng)的監(jiān)控資源不能共享，如何將改裝車的任務系統(tǒng)監(jiān)控資源共享，這也是我們要考 慮的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供了一種基于以太網(wǎng)的車用集中控制器，遠端計算機可以通過以太網(wǎng)訪問控制器，實現(xiàn)遠端客戶對車載任務系統(tǒng)的監(jiān)控，控制器可以根據(jù)事先寫入的程序控制車載任務系統(tǒng)，使得車載任務系統(tǒng)的控制自動化、信息化，車載任務系統(tǒng)的電源更加穩(wěn)定可靠。本控制器特別適用于具有雙電瓶、外接市電、發(fā)電機的改裝車輛。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，它包括直流電源濾波及穩(wěn)壓模塊、模數(shù)轉換模塊、I/O驅動及鎖存模塊、串ロ轉換及顯示模塊、以太網(wǎng)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、基準時鐘模塊、CPU模塊、基本輸入、輸出模塊，其特征是模數(shù)轉換模塊、I/o驅動及鎖存模塊、以太網(wǎng)通信模塊、基本輸入、輸出模塊和串ロ轉換及顯示模塊連接到CPU模塊，基準時鐘模塊分別連接到CPU模塊和基本輸入、輸出模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊分別連接到以太網(wǎng)通信模塊和CPU模塊，模數(shù)轉換模塊、I/o驅動及鎖存模塊、串ロ轉換及顯示模塊、以太網(wǎng)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、基準時鐘模塊、CPU模塊和基本輸入、輸出模塊分別連接直流電源濾波及穩(wěn)壓模塊。本發(fā)明的技術效果是基于以太網(wǎng)的車用集中控制器使用以太網(wǎng)控制器實現(xiàn)改裝車輛的信息化，遠端計算機可以通過以太網(wǎng)訪問并控制基于以太網(wǎng)車的用集中控制器，實現(xiàn)對車輛后裝任務系統(tǒng)的監(jiān)控。在基于以太網(wǎng)車的用集中控制器寫入控制程序，使得控制器對后裝任務系統(tǒng)的控制具有邏輯關系，從而實現(xiàn)后裝任務系統(tǒng)的自動化并使得后裝任務系統(tǒng)獲得可靠、穩(wěn)定的電源。


圖I為本發(fā)明的原理方框圖。圖2是基于以太網(wǎng)的車用集中控制器的電氣原理圖I。圖3是基于以太網(wǎng)的車用集中控制器的電氣原理圖2。圖4是基于以太網(wǎng)的車用集中控制器的電氣原理圖3。
圖5是基于以太網(wǎng)的車用集中控制器的程序流程圖。在圖中，I、直流電源濾波及穩(wěn)壓模塊2、模數(shù)轉換模塊3、1/0驅動及鎖存模塊4、串ロ轉換及顯示模塊5、以太網(wǎng)通信模塊6、數(shù)據(jù)存儲模塊7、基準時鐘模塊8、CPU模塊
9、基本輸入、輸出模塊。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，模數(shù)轉換模塊、I/O驅動及鎖存模塊、以太網(wǎng)通信模塊、基本輸入、輸出模塊和串ロ轉換及顯示模塊連接到CPU模塊，基準時鐘模塊分別 到CPU模塊和基本輸入、輸出模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊分別連接到以太網(wǎng)通信模塊和CPU模塊，模數(shù)轉換模塊2、I/O驅動及鎖存模塊3、串ロ轉換及顯示模塊4、以太網(wǎng)通信模塊5、數(shù)據(jù)存儲模塊6、基準時鐘模塊7、CPU模塊8和基本輸入、輸出模塊9分別連接直流電源濾波及穩(wěn)壓模塊I。如圖2所示，直流電源濾波電路由ニ極管Dl、D2和濾波器EMI組成。模擬量采集模塊由單刀八擲開關芯片U2、U3，電阻R8、R14 — R21，電容C54-C57、E21、E22，瞬態(tài)抑制ニ極管Zl和模數(shù)轉換芯片U1、交流電壓傳感器ACV、交流電流傳感器ACI和直流電流傳感器DCI組成。I/O驅動及鎖存模塊由圖2中電阻R6、R10 — R13、R25、R26，數(shù)據(jù)鎖存芯片U5、U6組成，驅動芯片U4、U7，和圖3中繼電器JRl—JR4、JDl—JD4組成。如圖4所示，串ロ轉換及顯示模塊由電容C19、C75 — C78，RS232串ロ驅動芯片U3，DC12V電源PWR和使用串ロ通信的液晶顯示屏組成。直流5V穩(wěn)壓電源由ニ極管D1、D2、D9，電容Cl、C2、C4、C5、C9、CIO、EU E8、E9、E10,電感L30和穩(wěn)壓芯片U2組成。直流3. 3V穩(wěn)壓電源由電容C6、C7、E2、E3、E5，紐扣電池BTl和直流穩(wěn)壓芯片PWR3組成。以太網(wǎng)通信模塊由ASIX公司生產(chǎn)的以太網(wǎng)控制芯片AX88796 LF和BS62LV4006TCP70高速SRAM緩存器組成?；据斎?、輸出信息存儲在IS61LV5128AL CMOS static RAM中。CPU 模塊由 rabbit 3000 系列 microprocessor 和 39VF040 閃存芯片組成?；鶞蕰r鐘由26MHz和22. 1184MHz晶振芯片Ul、U2組成。Ul給基本輸入、輸出模塊提供基準時鐘，U2給CPU工作提供基準時鐘。采用上述結構的基于以太網(wǎng)的車用集中控制器，其工作原理如下。當控制器上電后，圖2中DC12V電源經(jīng)過ニ極管Dl給濾波器供電，Dl抑制控制器對DC12V電源系統(tǒng)的干擾，D2為續(xù)流ニ極管，抑制反向電動勢對系統(tǒng)的沖擊。DC12V電源經(jīng)低通濾波器EMI給系統(tǒng)提供直流12V電源。圖4直流5V穩(wěn)壓芯片通過ニ極管Dl、D2和濾波電容E10、Cl、C2使用EMI提供的直流12V電源產(chǎn)生直流5V電源，直流5V電源經(jīng)過穩(wěn)壓ニ極管D9穩(wěn)壓后再經(jīng)L30和El組成的濾波電路濾波向系統(tǒng)提供直流5V電源，標記為VCC。穩(wěn)壓芯片PWR3通過濾波電容E2和E3將直流12V電源穩(wěn)壓成直流3. 3V并經(jīng)過電容C6、C7和E5濾波后向系統(tǒng)供電并向紐扣電池BTl充電。當控制器上電后，DC12V電源經(jīng)過圖2中電阻R51分壓后接到單刀八擲開關芯片U2的XO腳，直流電流傳感器DCI的輸出電壓連接到單刀八擲開關芯片U2的Xl腳，交流電壓傳感器ACV的輸出電壓連接到單刀八擲開關芯片U2的X2腳，交流電流傳感器ACI的輸出電壓連接到單刀八擲開關芯片U2的X2腳，U2的開關特性由CPU模塊的PD2、PD3、PD4引腳控制，當PD2、PD3和PD4都為低電位(“O”)時，單刀八擲開關芯片U2的XO腳和X腳導通，當PD2、PD3和PD4為高電位(“ I”)、低電位、低電位時，單刀八擲開關芯片U2的Xl腳和X腳導通，當PD2、PD3和PD4為低電位、高電位、低電位時，單刀八擲開關芯片U2的X2腳和X腳導通，單刀八擲開關芯片U2的X腳連接到數(shù)模轉換芯片Ul的VIN腳。AVCC通過圖2中電阻R9分壓后，再經(jīng)過電容E22和C54濾波并由穩(wěn)壓ニ極管Zl穩(wěn)壓后連接到數(shù)模轉換芯片Ul的比較電位引腳REF+，數(shù)模轉換芯片Ul的比較電位引腳REF-與地相連接。數(shù)模轉換芯片Ul的數(shù)據(jù)鎖存引腳SCK、數(shù)據(jù)輸出引腳DO和片選引腳CS分別連接到CPU模塊的PE4、PE5和PE6引腳，當SCK和CS使能吋，CPU模塊通過PE5引腳讀取數(shù)據(jù)。外部開關控制信號通過R67-R74和R75-R82分壓，連接到單刀八擲開關芯片U3的X0-X7上。U3的開關特性由CPU模塊的PD2、PD3、PD4引腳控制，當PD2、PD3和PD4都為低電位(“O”)時，單刀八擲開關芯片U3的XO腳和X腳導通，當PD2、PD3和PD4為高電位(“I”)、低電位、低電位時，單刀八擲開關芯片U3的Xl腳和X腳導通，當PD2、PD3和PD4為低電位、高電位、低電位吋，單刀八擲開關芯片U3的X2腳和X腳導通，單刀八擲開關芯片U3的X腳 連接到CPU模塊的PE3引腳。CPU模塊通過PE3引腳來讀取外部開關控制信號。CPU模塊通過讀取外部開關控制信號并結合模數(shù)轉換芯片Ul采集到的電壓、電流值來執(zhí)行用戶控制程序，實現(xiàn)對任務系統(tǒng)的監(jiān)控。8位串行輸入/8位串行輸出或并行輸出寄存器U5、U6，當U5的11號引腳SRCLK上升沿時，數(shù)據(jù)通過14號引腳SER輸入，同時通過9號引腳將數(shù)據(jù)輸出到U6，U5和U6的13號使能引腳接地，串行或者并行輸出低電位有效，U5和U6的10號引腳為主復位引腳，低電位有效。U5、U6的11號和12號引腳連接到CPU模塊的PF6和PF7引腳，U5的14號引腳連接到CPU模塊的PF5引腳。當PF6上升沿，數(shù)據(jù)通過PE5被U5鎖存，由于U5和U6的13號輸出使能引腳接地，所以U5通過9號引腳將PE5的數(shù)據(jù)傳輸給U6，U5和U6將數(shù)據(jù)并行輸出到I/O總線上。達林頓管驅動芯片U4和U7分別根據(jù)U5和U6并行輸出的數(shù)據(jù)驅動輸出繼電器或者指示燈完成對任務系統(tǒng)回路的控制、提示。圖4中U3有兩個電荷泵，將+-5V轉換成+-IOV (空載)，為RS232驅動器提供工作電壓，第一個轉換器利用電容Cl將+5V加倍，得到V+輸出端C3上的+10V，第二個轉換利用電容C2將+IOV轉換成V-輸出端C4上的-10V，完成兩路TTL/RS232電平轉換，U3的9、10、11、12引腳是TTL電平端，用來連接CPU模塊，U3的7、8、13、14引腳連接兩組RS232串ロ。CPU模塊通過U3控制顯示屏顯示內容。AX88796是臺灣ASIX公司推出的NE2000兼容快速以太網(wǎng)控制器。其內部集成有10/100Mb/s自適應的物理層收發(fā)器和8K*16位的SRAM，支持MCS-51系列、80186系列以及rabbit 3000系列等多種CPU總線類型。AX88796的地址總線SA9:O與數(shù)據(jù)總線SD15:O分別與CPU模塊的地址/數(shù)據(jù)總線相連接，CPU通過I/O總線讀取NE2000寄存器來控制AX88796的工作狀態(tài)通過遠程DMA FIFOs與AX88796的內部緩存SRAM進行數(shù)據(jù)交換，SRAM與MAC核之間進行l(wèi)ocal DMA將數(shù)據(jù)發(fā)送到MAC層，再經(jīng)由內部的PHY層經(jīng)過網(wǎng)絡變壓器YL18-2050S發(fā)送至RJ45接ロ。SEEPR0M接 ロ用來連接 BS62LV4006TCP70 512K*8bit 寄存器，AX88796 通過 SEEPR0M接ロ訪問寄存器，讀取MAC地址。
如圖5所示，基于以太網(wǎng)的車用集中控制器ー上電，系統(tǒng)進行初始化，然后對工作內存初始化，將輸入/輸出接ロ清零，檢測各単元是否完好，如有異常則置錯誤標志，發(fā)出
報警信號。分配WEB服務寄存器空間，分配數(shù)據(jù)段和堆?？臻g，判斷系統(tǒng)是否第一次使用，如果是第一次使用，則 需要在WEB網(wǎng)頁注冊用戶名和密碼，初始化時鐘，井置使用標志，如果不是第一次使用，則讀取I/O接ロ和模數(shù)轉換模塊的數(shù)據(jù)。根據(jù)I/O接ロ的信號或者WEB網(wǎng)頁的控制信號和模數(shù)轉換模塊的數(shù)據(jù)，執(zhí)行用戶程序。根據(jù)程序返回值，刷新I/o接ロ。根據(jù)I/O接ロ的信號或者WEB網(wǎng)頁的控制信號和模數(shù)轉換模塊的數(shù)據(jù)以及據(jù)程序返回值，將系統(tǒng)的工作狀態(tài)顯示在顯示屏上面。
權利要求
1.一種基于以太網(wǎng)的車用集中控制器，它包括直流電源濾波及穩(wěn)壓模塊、模數(shù)轉換模塊、I/o驅動及鎖存模塊、串ロ轉換及顯示模塊、以太網(wǎng)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、基準時鐘模塊、CPU模塊、基本輸入、輸出模塊，其特征是模數(shù)轉換模塊、I/O驅動及鎖存模塊、以太網(wǎng)通信模塊、基本輸入、輸出模塊和串ロ轉換及顯示模塊連接到CPU模塊，基準時鐘模塊分別連接到CPU模塊和基本輸入、輸出模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊分別連接到以太網(wǎng)通信模塊和CPU模塊，模數(shù)轉換模塊、I/o驅動及鎖存模塊、串ロ轉換及顯示模塊、以太網(wǎng)通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、基準時鐘模塊、CPU模塊和基本輸入、輸出模塊分別連接直流電源濾波及穩(wěn)壓模塊?！?br> 全文摘要
一種基于以太網(wǎng)的車用集中控制器，模數(shù)轉換模塊、I/O驅動及鎖存模塊、以太網(wǎng)通信模塊、基本輸入、輸出模塊和串口轉換及顯示模塊連接到CPU模塊，基準時鐘模塊分別連接到CPU模塊和基本輸入、輸出模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊分別連接到以太網(wǎng)通信模塊和CPU模塊。本發(fā)明的技術效果是實現(xiàn)對車輛后裝任務系統(tǒng)的監(jiān)控。在基于以太網(wǎng)的車用集中控制器寫入控制程序，使得控制器對后裝任務系統(tǒng)的控制具有邏輯關系，從而實現(xiàn)后裝任務系統(tǒng)的自動化并使得后裝任務系統(tǒng)獲得可靠、穩(wěn)定的電源。
文檔編號B60R16/02GK102717762SQ20121014859
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權日2012年5月15日
發(fā)明者劉存賓, 曹海嬰, 熊志明, 陳青 申請人:江西江鈴汽車集團改裝車有限公司