汽車電動(dòng)空調(diào)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1 引言
　　汽車空調(diào)作為車內(nèi)溫度小環(huán)境的控制中心，其作用不言而喻。由于過(guò)去的汽車空調(diào)檢測(cè)系統(tǒng)因?yàn)榭刂撇呗詥握{(diào)而沒(méi)有使用綜合檢測(cè)平臺(tái)的必要，即使有控制過(guò)程檢測(cè)，大都使用昂貴的采集設(shè)備如數(shù)據(jù)采集卡，其通信方式也以串行口通信為主，無(wú)法接入整車環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控［1］。針對(duì)這一情況，本文所設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的檢測(cè)系統(tǒng)主要對(duì)電動(dòng)汽車空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中的四個(gè)工程物理量進(jìn)行檢測(cè)分析：風(fēng)機(jī)的電壓、電流，壓縮機(jī)端口的高壓、低壓。本課題來(lái)源于某汽車空調(diào)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中所需檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要用于使空調(diào)系統(tǒng)的控制策略的執(zhí)行更加透明化、直觀化，為控制策略的優(yōu)化提供數(shù)字依據(jù)；為汽車空調(diào)后續(xù)開(kāi)發(fā)提供可靠的保證。
　　2 采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　2.1 總體設(shè)計(jì)
　　如圖1所示，在該系統(tǒng)中，DSP部分的軟件設(shè)計(jì)主要完成以下工作：數(shù)據(jù)采集周期的設(shè)定、AD轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)校正及濾波等。并可以接收上位機(jī)通過(guò)CAN總線發(fā)來(lái)的采集開(kāi)始指令打開(kāi)采集或關(guān)閉采集功能，在采集開(kāi)始后按照要求對(duì)四路信號(hào)進(jìn)行采樣及軟件校正，校正完成后將采集結(jié)果保存在CAN郵箱內(nèi)，通過(guò)CAN控制模塊進(jìn)行發(fā)送。在本系統(tǒng)中，電壓、電流采集周期為50ms，高、低壓采樣周期為200ms。
　　
　　2.2 硬件部分
　　以TI公司的TMS320F2812為該四通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的核心。該款DSP芯片是TI公司2000系列中的一員，最高主頻可達(dá)到150MHz，具有強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理能力［2］。片內(nèi)集成的12位AD轉(zhuǎn)換器共有16個(gè)通道，轉(zhuǎn)換速率在可達(dá)到12.5MSPS（ADC時(shí)鐘為25MHz時(shí)），在采集速度及精度上均能達(dá)到本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。而且該AD模塊可采用多種方式觸發(fā)能夠滿足不同的任務(wù)需要。輸入2812AD端的模擬信號(hào)由傳感器采集變換得到。本系統(tǒng)所用傳感器輸出信號(hào)為4～20mA的電流環(huán)信號(hào)，而AD模擬輸入范圍為0～3V電壓信號(hào)。
　　CAN是控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（ControlAreaNetwork）的簡(jiǎn)稱，最早是由德國(guó)BOSCH公司推出的，用于汽車內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件間的數(shù)據(jù)通信，其總線規(guī)范現(xiàn)已被ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)［3］。它廣泛的應(yīng)用于汽車電子、工業(yè)控制，其信號(hào)傳輸介質(zhì)為普通雙絞線，通信速率最高可達(dá)1Mbps。CAN總線具有較強(qiáng)的抗干擾能力。本系統(tǒng)采用CAN總線的通信方式，也方便了整車調(diào)試的接入。
　　2.3 軟件部分設(shè)計(jì)
　　2.3.1 DSP軟件部分
　　該部分軟件主要包括兩個(gè)部分：模擬信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換和CAN總線通信。因?yàn)門MS320F2812內(nèi)置有12位AD轉(zhuǎn)換器，因此轉(zhuǎn)換部分可分為AD模塊配置和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理；而AD模塊的配置主要包括工作和通道的選擇。在本系統(tǒng)中，選用連續(xù)轉(zhuǎn)換方式；需要采集的模擬量共四個(gè)，加上A、B通道各配置兩個(gè)校正輸入端口，所以總共需要占用8個(gè)模擬輸入口。