[實用新型]一種基于藍牙通訊的燃料電池汽車整車控制器監(jiān)控裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720149415.0
• 申請日: 2007-06-01
• 公開（公告）號: CN201210248Y
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 華劍鋒;包磊;徐梁飛;李建秋;歐陽明高
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

一種基于藍牙通訊的燃料電池汽車整車控制器監(jiān)控系統(tǒng)，尤其適用于采用智能手機終端、PDA以及便攜式計算機對燃料電池汽車整車控制器進行現(xiàn)場實時監(jiān)控，屬于工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

燃料電池汽車采用分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，各部件都具有獨立的控制器，整車控制器對整個系統(tǒng)進行能量管理及各部件的協(xié)調(diào)控制。為滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換量大，實時性、可靠性要求高的特點，整個分布式控制系統(tǒng)各控制器之間一般采用CAN總線進行通訊。

在整車控制器控制算法的調(diào)試、匹配標(biāo)定過程中，需要對燃料電池汽車的工作狀態(tài)、工作參數(shù)進行監(jiān)控，以了解各部件的運行狀況，有時還需要在試驗現(xiàn)場直接對控制參數(shù)進行修改，程序結(jié)構(gòu)上的變化還需重新將控制程序?qū)懭肟刂破?，這就要求整車控制器有一個功能強大的監(jiān)控系統(tǒng)配合工作。

由于車輛監(jiān)控系統(tǒng)必須隨車工作，因此整車控制器監(jiān)控系統(tǒng)傳統(tǒng)上都是采用便攜式計算機基于RS-232串口通信協(xié)議或者CAN通信協(xié)議開發(fā)的，串口通信在實車試驗環(huán)境中存在著數(shù)據(jù)傳輸可靠性差、傳輸速率低等缺點，由于傳輸速率低造成控制器與上位機的SCI通訊任務(wù)重，限制了參數(shù)傳輸?shù)臄?shù)量。由于便攜式計算機一般不配備CAN通信接口，因此使用CAN通信協(xié)議進行監(jiān)控則必須為便攜式計算機配備一塊CAN通信接口卡，而計算機CAN通信接口卡一般比較昂貴，因此大大增加了監(jiān)控系統(tǒng)的成本。

此外，采用上述的傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)也存在以下一些缺點：

1.為了實現(xiàn)實時監(jiān)控和記錄，計算機必須在車輛行駛中運行。由于汽車行駛過程中，常伴隨顛簸、傾斜等不利于計算機運行的惡劣環(huán)境，因此對計算機的性能尤其是硬盤，內(nèi)存等提出了較高的要求，必須采用特制的工業(yè)實驗用計算機才能投入使用，否則會導(dǎo)致計算機損壞，數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。工業(yè)實驗用計算機的價格一般是普通計算機的5～10倍，大大增加了實驗運行成本。

2.由于計算機需要使用220V交流電源，而目前車用蓄電池多為30V以下直流電源(一般汽油車輛裝備12V電源，柴油車輛24V)，因此為了滿足計算機用電需求，必須配備車載DC—AC升壓逆變器。這無疑既增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性又使得實驗成本進一步上升。

3.上述的監(jiān)控系統(tǒng)方案中，各設(shè)備之間必然存在復(fù)雜的接線關(guān)系，如各設(shè)備供電接線，信號傳輸導(dǎo)線等等。在狹小的車內(nèi)空間中布置復(fù)雜的接線，不但使得整個測試系統(tǒng)顯得雜亂臃腫，也存在一定的安全隱患。

4.計算機及其附件，信號處理放大裝置等設(shè)備體積較大，不利于攜帶和安裝固定，既增加了實驗人員的工作量也降低了實驗的靈活性。

在眾多的短距離無線通信技術(shù)中，藍牙技術(shù)是比較突出的一個，并正在得到廣泛應(yīng)用。在Bluetooth?1.1協(xié)議中，藍牙技術(shù)的工作頻段是全球統(tǒng)一的2.4GHz?ISM頻段。它采用以每秒鐘1600兆的快速跳頻擴頻技術(shù)，傳輸速率為1Mbps，具有很強的抗干擾能力；其標(biāo)準(zhǔn)的有效傳輸距離Bluetooth?Class?2為10米，Bluetooth?Class?1距離為100米。藍牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)精心設(shè)計的協(xié)議有多層結(jié)構(gòu)，整個協(xié)議結(jié)構(gòu)簡單，并使用前向糾錯編碼及自動重傳等機制保證鏈路的可靠性。遵循藍牙協(xié)議的設(shè)備將能夠用無線通信鏈路取代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中錯綜復(fù)雜的電纜，非常方便地實現(xiàn)快速靈活、安全、低成本、低功耗的數(shù)據(jù)和話音通信。遵循藍牙協(xié)議的各種應(yīng)用都保證簡單易用的安裝和操作、高效的安全機制和完全的互操作性，從而實現(xiàn)隨時隨地的通信。藍牙技術(shù)將在多種領(lǐng)域迅速發(fā)展，其典型應(yīng)用環(huán)境包括無線辦公環(huán)境、汽車工業(yè)、信息家電、醫(yī)療設(shè)備等等。

最近發(fā)布的Bluetooth?2.0協(xié)議及其補充協(xié)定EDR將真正打開藍牙在汽車電子領(lǐng)域應(yīng)用的大門。在Bluetooth?2.0和EDR補充協(xié)定下，其通訊速率第一次超過了汽車工業(yè)的事實上的通訊標(biāo)準(zhǔn)—CAN，達到了3Mbps。也就是說，對于Bluetooth在汽車控制系統(tǒng)總線及其通訊技術(shù)中應(yīng)用的瓶頸在2.0協(xié)議下已經(jīng)得到了解決。標(biāo)識著Bluetooth技術(shù)不但能夠在車載娛樂系統(tǒng)中得到很好的應(yīng)用，也在汽車控制系統(tǒng)中有著廣闊的發(fā)展前景。因此使用藍牙技術(shù)代替原有通信協(xié)議進行新一代燃料電池汽車整車控制器監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)將具有廣泛的市場前景。