一种抑尘车及基于CAN总线的抑尘车控制系统论文和设计-杨浩宇

全文摘要

本实用新型涉及一种抑尘车及基于CAN总线的抑尘车控制系统，该控制系统包括第一CAN总线、第二CAN总线和第三CAN总线，底盘控制器通过不同的CAN接口分别连接所述第一CAN总线与第三CAN总线，上装控制器通过不同的CAN接口分别连接所述第二CAN总线与第三CAN总线；第三CAN总线上还连接有显示模块；所述第二CAN总线上还连接有风机电机控制器、水泵电机控制器、回转电机控制器和上装低压电源管理模块；所述第一CAN总线上还连接有电池及管理系统、底盘设备控制器和底盘低压电源管理模块。本实用新型避免了使用一根CAN总线造成的丢包现象的发生，提高了通信质量，使整个控制系统更加稳定，提高了抑尘车的特种作业过程的安全性。

主设计要求

1.一种基于CAN总线的抑尘车控制系统，其特征在于，包括第一CAN总线、第二CAN总线和第三CAN总线，底盘控制器通过不同的CAN接口分别连接所述第一CAN总线与第三CAN总线，上装控制器通过不同的CAN接口分别连接所述第二CAN总线与第三CAN总线；第三CAN总线上还连接有显示模块；所述第二CAN总线上还连接有风机电机控制器、水泵电机控制器、回转电机控制器和上装低压电源管理模块；所述第一CAN总线上还连接有电池及管理系统、底盘设备控制器和底盘低压电源管理模块。

设计方案

2.根据权利要求1所述的基于CAN总线的抑尘车控制系统，其特征在于，所述第二CAN总线上还连接有洒水电机控制器。

3.根据权利要求1所述的基于CAN总线的抑尘车控制系统，其特征在于，所述第二CAN总线上还连接有上装高压开路检测模块。

4.根据权利要求1所述的基于CAN总线的抑尘车控制系统，其特征在于，所述第一CAN总线上还连接有底盘高压开路检测模块。

5.根据权利要求1所述的基于CAN总线的抑尘车控制系统，其特征在于，所述第一CAN总线上还连接有多功能仪表。

6.根据权利要求3所述的基于CAN总线的抑尘车控制系统，其特征在于，所述上装高压开路检测模块还通过相应的硬线连接有以下航插：上装高压配电箱航插、风机电机控制器航插、水泵电机控制器航插和回转电机控制器航插。

7.根据权利要求4所述的基于CAN总线的抑尘车控制系统，其特征在于，所述底盘高压开路检测模块还通过相应的硬线连接有以下航插：底盘设备控制器航插、电池箱航插、底盘高压配电箱航插和各用电器航插。

8.根据权利要求1所述的基于CAN总线的抑尘车控制系统，其特征在于，底盘控制器、上装控制器和显示模块均设置有无线接口。

9.一种抑尘车，包括车辆本体，其特征在于，还包括如权利要求1～8任一项所述的基于CAN总线的抑尘车控制系统。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于抑尘车控制技术领域，具体涉及一种抑尘车及基于CAN总线的抑尘车控制系统。

背景技术

随着交通运输车辆尾气、工业工厂废气和城市民用生活炉灶及取暖锅炉废气的排放加剧，空气污染造成的环境问题日益凸显，雾霾和沙尘现象也越来越成为政府及民众关注的焦点。地球需要低碳环保，环卫部门应冲在第一线，电动环卫车作为一种清洁工具，本身没有污染，已经被环卫部门认可。电动环卫车以电力为驱动，具有环保、美观和减少二次污染等优点。而纯电动抑尘车作为电动环卫车中的一个分支，也渐渐活跃在人们的视线里。纯电动抑尘车是一种能够通过喷洒抑尘固化剂等喷洒液实现抑制扬尘污染的特种车辆。

现有的抑尘车控制系统一般是通过一根CAN总线将各个控制器、触摸屏、汽车底盘控制器、上装控制器以及其他设备等连接在一起，各个控制器通过硬线控制对应的各动力单元及动作阀组。随着抑尘车上装动力单元及其控制器的增多，这根CAN总线上需要传输的数据较多，势必造成网络负载率高，使得该CAN总线负担较重，在各个模块\/控制器等设备通过CAN总线进行数据交互的过程中很容易出现丢包的现象，通信质量较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种抑尘车及基于CAN总线的抑尘车控制系统，用以解决现有技术的只使用一根CAN总线造成的CAN总线负担重、通信质量差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案和有益效果为：

本实用新型的一种基于CAN总线的抑尘车控制系统，包括第一CAN总线、第二CAN总线和第三CAN总线，底盘控制器通过不同的CAN接口分别连接所述第一CAN总线与第三CAN总线，上装控制器通过不同的CAN接口分别连接所述第二CAN总线与第三CAN总线；第三CAN总线上还连接有显示模块；所述第二CAN总线上还连接有风机电机控制器、水泵电机控制器、回转电机控制器和上装低压电源管理模块；所述第一CAN总线上还连接有电池及管理系统、底盘设备控制器和底盘低压电源管理模块。

该控制系统使用三根CAN总线，一根CAN总线用于实现底盘控制器、上装控制器和显示模块之间的数据交互，一根CAN总线用于实现底盘控制器和与底盘相关的控制器\/模块的数据交互，一根CAN总线用于实现上装控制器和与上装相关的控制器\/模块的数据交互，通过三根CAN总线来实现整车的数据交互，三根CAN总线分工合作，使得原有一根CAN总线的负担划分到三根CAN总线来承担，避免了使用一根CAN总线造成的丢包现象的发生，提高了通信质量，使整个控制系统更加稳定，提高了抑尘车的特种作业过程的安全性；而且，该控制系统中交互的各种信息通过显示模块显示出来，使驾驶员知晓整车的情况，以便在发现问题时及时处理，提高了整车的可靠性。

进一步的，所述第二CAN总线上还连接有洒水电机控制器。第二CAN总线上还连接有洒水电机控制器，使得洒水电机控制器能够将洒水电机的数据信息通过第二CAN总线传递给上装控制器，提高了整车的安全性。

进一步的，所述第二CAN总线上还连接有上装高压开路检测模块。设置上装高压开路检测模块来对各个航插是否正确连接进行检测，提高了整车高压线路的安全性。

进一步的，所述第一CAN总线上还连接有底盘高压开路检测模块。设置底盘高压开路检测模块来对各个航插是否正确连接进行检测，提高了整车高压线路的安全性。

进一步的，所述第一CAN总线上还连接有多功能仪表。第一CAN总线上还连接有多功能仪表，使得多功能仪表能够将仪表上显示的各个数据信息通过第一CAN总线传递给底盘控制器，提高了整车的安全性。

进一步的，所述上装高压开路检测模块还通过相应的硬线连接有以下航插：上装高压配电箱航插、风机电机控制器航插、水泵电机控制器航插和回转电机控制器航插。分别对上装高压配电箱航插、风机电机控制器航插、水泵电机控制器航插和回转电机控制器航插进行检测以判断是否正确连接，进一步提高了整车高压线路的安全性。

进一步的，所述底盘高压开路检测模块还通过相应的硬线连接有以下航插：底盘设备控制器航插、电池箱航插、底盘高压配电箱航插和各用电器航插。分别对底盘设备控制器航插、电池箱航插、底盘高压配电箱航插和各用电器航插进行检测以判断是否正确连接，进一步提高了整车高压线路的安全性。

进一步的，底盘控制器、上装控制器和显示模块均设置有无线接口。在底盘控制器、上装控制器和显示模块上均设置无线接口，使得底盘控制器、上装控制器和显示模块均可与外界设备进行数据交互，更加方便、快捷地实现底盘控制器、上装控制器和显示模块的设备更新与升级，也实现了底盘控制器、上装控制器和显示模块能够接收外界设备的数据。

本实用新型的一种抑尘车，包括车辆本体，还包括上述基于CAN总线的抑尘车控制系统。该抑尘车使用的控制系统使用三根CAN总线，一根CAN总线用于实现底盘控制器、上装控制器和显示模块之间的数据交互，一根CAN总线用于实现底盘控制器和与底盘相关的控制器\/模块的数据交互，一根CAN总线用于实现上装控制器和与上装相关的控制器\/模块的数据交互，通过三根CAN总线来实现整车的数据交互，三根CAN总线分工合作，使得原有一根CAN总线上负担划分到三根CAN总线来承担，避免了使用一根CAN总线造成的丢包现象发生，提高了通信质量，使整个控制系统更加稳定，提高了抑尘车的特种作业过程的安全行；而且，该控制系统中交互的各种信息通过显示模块显示出来，使驾驶员知晓整车的情况，以便在发现问题时及时处理，提高了整车的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的抑尘车的结构示意图；

图2是本实用新型的抑尘车控制系统的总线拓扑结构图；

图3是本实用新型的具有高压线路检测及保护的线路连接示意图；

图4是本实用新型的底盘控制器、上装控制器、显示器和云平台通信连接示意图；

其中，1为雾炮总成，2为风机电机控制器，3为回转电机控制器，4为水泵电机控制器，5为上装高压配电箱，6为行走驱动电机，7为上装高压开路检测模块，8为五合一控制器，9为罐体，10为上装低压电源管理模块，11为水位水量传感器，12为底盘低压电源管理模块，13为洒水电机及管路装置，14为洒水电机控制器，15为电池及管理系统，16为底盘高压开路检测模块，17为底盘高压配电箱，18为上装控制器，19为底盘控制器，20为显示器，21为360环视及防撞系统模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

抑尘车实施例：

该实施例提供了一种抑尘车，该抑尘车的结构如图1所示，该图中从左至右的标号依次为1、2、3，……、20、21。其中，1为雾炮总成，2为风机电机控制器，3为回转电机控制器，4为水泵电机控制器，5为上装高压配电箱，6为行走驱动电机，7为上装高压开路检测模块，8为五合一控制器(即底盘设备控制器，“五合一”中的“五”包括主驱、气泵、油泵、转助和DC\/DC)，9为罐体，10为上装低压电源管理模块，11为水位水量传感器，12为底盘低压电源管理模块，13为洒水电机及管路装置，14为洒水电机控制器，15为电池及管理系统，16为底盘高压开路检测模块，17为底盘高压配电箱，18为上装控制器，19为底盘控制器，20为显示器(即显示模块)，21为360环视及防撞系统模块。该抑尘车包括抑尘车控制系统，该控制系统基于CAN总线技术实现对整车的监控和控制。

如图2所示，该抑尘车控制系统包括三根CAN总线，分别为第一CAN总线、第二CAN总线和第三CAN总线。第三CAN总线CAN3上连接有上装控制器18、底盘控制器19和显示器20，上装控制器18、底盘控制器19和显示器20相互之间可进行数据交互。同时，上装控制器18还通过第二CAN总线CAN2连接有上装高压开路检测模块7、风机电机控制器2、水泵电机控制器4、回转电机控制器3、洒水电机控制器14和上装低压电源管理模块10，各个控制器\/模块的工作状态数据可传递给上装控制器18，供上装控制器18对连接的各个控制器\/模块的状态进行监控。底盘控制器19还通过第一CAN总线CAN1连接有底盘高压开路检测模块16、多功能仪表、电池及管理系统15、五合一控制器8和底盘低压电源管理模块12。同理，底盘控制器19连接的各个控制器\/模块的工作状态数据可传递给底盘控制器19，供底盘控制器19对连接的各个控制器\/模块的状态进行监控。整体来看，该控制系统可实现对全车的运行状态进行实时监控，以便第一时间对异常\/故障做出处理，或者对即将发生的故障进行了预判，同时，通过显示器20对驾驶人员做出相关提醒。这里的上装控制器可选用长沙赛博MIC7001型机器智能控制器，底盘控制器可选用森源牌2108QD01A-010控制器，显示器可选用上海宏英智能eMagi显示屏，风机电机控制器可选用英威腾GVD520-5L11-075-SYZG04C型电机控制器，水泵电机控制器可选用英威腾GVD520-5L11-075-SYZG01C型电机控制器，回转电机控制器可选用英威腾GVD500-12NZ1-SYZG01C型电机控制器，洒水电机控制器可选用英威腾GVD520-5L11-075-SYZG01C型电机控制器。

当然，上装控制器18通过第二CAN总线CAN2连接的各个控制器\/模块以及底盘控制器19通过第一CAN总线CAN1连接的各个控制器\/模块的数量可根据实际需求适当增加或减少。例如，上装控制器18还可连接用于实时监测罐体内水量的水位水量传感器11，以获取罐体内水量信息。

其中，如图3所示，底盘的高压线束选用预置低压信号检测的航插，用于判断航插是否正确连接。对应的航插包括：上装高压配电箱航插、风机电机控制器航插、水泵电机控制器航插、回转电机控制器航插和洒水电机控制器航插。航插的低压信号线均接入上装高压开路检测模块7。在上装高压开路检测模块7检测到某一航插未正确连接时，将该信息通过第二CAN总线CAN2传输给上装控制器18，上装控制器18对未正确连接的航插进行功能禁用和保护，同时，将该信息传递给显示器20，以对驾驶人员做出相关提醒。同时，上装的高压线束同样选用预置低压信号检测的航插，用于判断航插是否正确连接。对应的航插包括：五合一控制器航插(即底盘设备控制器航插)、电池箱航插、底盘高压配电箱航插和各用电器航插。航插的低压信号线均接入底盘高压开路检测模块16。在底盘高压开路检测模块16检测到某一航插未正确连接时，将该信息通过第一CAN总线CAN1传输给底盘控制器19，底盘控制器19对未正确连接的航插进行功能禁用和保护，同时，将该信息传递给显示器20，以对驾驶人员做出相关提醒。从而实现了高压线路的检测与保护。当然，对应的航插的数量可根据实际需求来增加或减少。上装高压开路检测模块和底盘高压开路检测模块均可选用长沙硕博SPC-SDIO-S1212分布式IO来实现。

除了上述功能，该抑尘车还具有低压线路检测与保护功能。上装控制器18连接有上装低压电源管理模块10，该上装低压电源管理模块10可对各个上装低压电源进行检测，将监控的各个上装低压电源的状态告知上装控制器18，上装控制器18可将该信息传递给显示器20，以对驾驶人员做出相关提醒。同样的，底盘控制器19连接有底盘低压电源管理模块12，该底盘低压电源管理模块12可对各个底盘低压电源进行检测，将监控的各个底盘低压电源的状态告知底盘控制器19，底盘控制器19可将该信息传递给显示器20，以对驾驶人员做出相关提醒。上装低压电源管理模块可选用上海宏英智能ePower大功率控制器。

而且，该控制系统可实现底盘高压与上装高压同步上下电策略。在钥匙开关开至ON档，电池及管理系统15自检完成后，闭合高压总正总负，同时对行走驱动电机6、空压机、上装风机电机、上装水泵电机、上装低压洒水电机及上装回转电机进行上电准备工作。上电完成后，在显示器20上提示底盘\/上装上电完成。上电未完成时，通过显示器20对驾驶人员做出相关提醒。下电策略相反。

底盘控制器19连接有电池及管理系统15，能够获取电量信息，并将电量信息告知上装控制器18。

另外，上装控制器18、底盘控制器19和显示器20均设置有用于与云平台进行通信连接的无线通信接口，以与云平台进行数据交互。如图4所示，这里的通信类型可以为蓝牙、WIFI或者4G，或者三者通信方式皆设置。上装控制器18、底盘控制器19和显示器20通过内部的通信模块将数据与云平台进行对接。当云平台检测到三者的程序版本有更新时，云平台向需要更新的设备推送新程序，并发送更新信息提醒，驾驶人员可通过显示器20的提醒选用是否更新。更新完成后，断电后重新上电，程序即可烧写固化在上装控制器18、底盘控制器19和显示器20内。若更新过程中意外断电，再次上电时显示器20会提示更新中断，程序恢复至更新前的状态。在软件更新以及CAN总线使用过程中，需先设置有关CAN的波特率、类型、有效性、ID号等配置参数，再通过CAN的发送和接收专用指令对各个信息进行采集或输出。通过不同的上位机软件，将各个控制器的程序软体烧写固化即可。

为了进一步提升该抑尘车的性能，该抑尘车预置有360环视及防撞系统模块21，360环视及防撞系统模块21也连接到第三CAN总线CAN3上。车辆四周均布6个摄像头和远红外探头，这6个摄像头和远红外探头将探测的各种图像数据通过第三CAN总线CAN3传输给显示器20，在显示器20上进行显示，实现抑尘车360环视和检测行人及路障。360环视及防撞系统模块21可通过第三CAN总线CAN3将车辆运行信息及四周路况反馈给底盘控制器19和上装控制器18。360环视及防撞系统模块可选用郑州森鹏YJ0360型的“主机+显示屏+摄像头”。

显示器20上设有一键作业按键，按下后，显示器20通过第三CAN总线CAN3向上装控制器18和底盘控制器19发出指令。底盘控制器19再将预设的行走驱动电机转速值命令发送给五合一控制器8，五合一控制器8控制行走驱动电机6恒速运行。同时，上装控制器18向风机、水泵控制器发送预设的转速命令，从而控制风机和水泵在预期状态下工作。当360环视及智能防撞系统模块21检测到抑尘车四周区域内有危险情况时，会及时向底盘控制器19和上装控制器18发送命令。底盘控制器19和上装控制器18会立刻做出反应，停止底盘和上装的工作。

另外，需说明的是，在实际操作中，在硬件上，使用导线将各电气元件设备正确连接。接着通过双绞屏蔽电缆将底盘控制器19、五合一控制器8、电池及管理系统15、多功能仪表、底盘高压开路检测模块16、底盘低压电源管理模块12以及其他总线设备连接起来，并在最远端的两个设备处各并入1个120欧姆电阻。通过双绞屏蔽电缆将上装控制器18、上装高压开路检测模块7、上装低压电源管理模块10、风机电机控制器2、水泵电机控制器4、回转电机控制器3以及洒水电机控制器14连接起来，并在最远端的两个设备处各并入1个120欧姆电阻。最后，通过双绞屏蔽电缆将底盘电机控制器、上装电机控制器、显示器和360环视及防撞系统模块连接起来，并在最远端的两个设备处各并入1个120欧姆电阻。

抑尘车控制系统实施例：

该实施例中的基于CAN总线的抑尘车控制系统已在抑尘车实施例中做了详细介绍，这里不再赘述。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

设计图

一种抑尘车及基于CAN总线的抑尘车控制系统论文和设计

一种抑尘车及基于CAN总线的抑尘车控制系统论文和设计-杨浩宇

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主设计要求

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设计说明书

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