速銳得LIN總線在燈光控制系統(tǒng)的應(yīng)用硬件設(shè)計(jì)

LIN是CAN總線系統(tǒng)的子網(wǎng)，也叫“局域子系統(tǒng)”。汽車上LIN總線控制的所有系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，必須通過(guò)CAN總線控制單元才能實(shí)現(xiàn)。

LIN總線作為CAN總線的一種有益補(bǔ)充，可以更為經(jīng)濟(jì)、有效地完成車輛功能。LIN結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，只有一根數(shù)據(jù)線，也只能用于傳感器和執(zhí)行器之間的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)傳輸。它與CAN總線不同，LIN總線上的控制單元分主、從的，主控制單元與CAN總線連接，控制著LIN總線上的其他從控制單元，也就是說(shuō)，只有主控制單元發(fā)送信息結(jié)束后，從控制單元才能進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的發(fā)送。

一、LIN總線應(yīng)用

LIN總線被稱為數(shù)據(jù)循環(huán)總線，是一種單總線，是指數(shù)據(jù)信息不管有沒(méi)有要求或者有沒(méi)有變化，總是在總線上反復(fù)重新循環(huán)發(fā)送和傳遞，以利于傳感器和執(zhí)行器在任意時(shí)刻都可以接收總線上的數(shù)據(jù)信息。

速銳得開發(fā)CAN總線數(shù)據(jù)應(yīng)用已經(jīng)有11年之久，對(duì)于汽車LIN總線也是非常熟悉，既然LIN總線是在CAN總線的基礎(chǔ)上新發(fā)展的汽車車載電子總線系統(tǒng)，為了建立傳輸速率有限、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便且性能優(yōu)良的總線系統(tǒng)而產(chǎn)生的。那么，如電路圖設(shè)計(jì)所示，它只需要一條數(shù)據(jù)傳輸線，使用低成本的組件即可。

LIN總線通過(guò)使用簡(jiǎn)單的電子設(shè)備節(jié)省了結(jié)構(gòu)空間，最大傳輸速率為20kbit/s，由于多家汽車制造商將標(biāo)準(zhǔn)公開化，促進(jìn)了LIN總線在汽車燈光控制系統(tǒng)及一些簡(jiǎn)單系統(tǒng)的開發(fā)，使得CAN總線系統(tǒng)不僅沒(méi)有被取代，反而得到了擴(kuò)展，單主/多從原理確保了安全性。LIN總線系統(tǒng)應(yīng)用的方案簡(jiǎn)單，傳輸速率較低，適合應(yīng)用在一些對(duì)時(shí)間要求不那么嚴(yán)格的場(chǎng)合，比如舒適娛樂(lè)系統(tǒng)、汽車香薰系統(tǒng)，汽車燈光控制系統(tǒng)、門鎖系統(tǒng)、氛圍燈控制系統(tǒng)、自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)、后視鏡控制系統(tǒng)、電子輔助轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、天窗控制系統(tǒng)、自動(dòng)雨刮控制系統(tǒng)和洗滌系統(tǒng)等傳輸上。

二、LIN總線特點(diǎn)

LIN總線是用于汽車分布式電控系統(tǒng)的一種新型低成本串行通信系統(tǒng)，是一種基于UATR數(shù)據(jù)格式，主從結(jié)構(gòu)的單線9-10.5V總線通信系統(tǒng)，主要用于智能傳感器和執(zhí)行器的串行通信。

LIN總線在結(jié)構(gòu)上，采用成本低的單線連接、傳輸速率最高位20kbit/s，其媒體訪問(wèn)采用單主/多從的機(jī)制，不需要像CAN總線一樣進(jìn)行仲裁，在節(jié)點(diǎn)中不需要晶體振蕩器二能進(jìn)行自同步，現(xiàn)在LIN芯片也不算貴，所以，僅是LIN部分的話 ，減少了硬件平臺(tái)開發(fā)的成本。

其主要目的是為現(xiàn)有車輛網(wǎng)絡(luò)CAN提供輔助功能，目標(biāo)就是低端系統(tǒng)（這里主要指速率要求低），無(wú)需CAN總線的性能、帶寬以及復(fù)雜性，可以說(shuō)，LIN總線是一種輔助型總線網(wǎng)絡(luò)。

LIN總線系統(tǒng)一般由一個(gè)主控制單元和最多16個(gè)從控制單元組成，LIN總線主控制單元請(qǐng)求從控制單元發(fā)送數(shù)據(jù)，并發(fā)出操控指令。為了與汽車上的其他控制單元進(jìn)行通信，主控制單元連接在其他總線上。LIN總線主控制單元在汽車診斷檢測(cè)中有地址碼，由其負(fù)責(zé)對(duì)所連接的從控制單元進(jìn)行診斷。例如一路CAN上，連接2個(gè)LIN控制單元A、B，LIN控制單元A控制空調(diào)、空氣鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)窗玻璃加熱（再分左右）、B控制單元控制車頂模塊中的天窗、車燈、電機(jī)等。還可以包括車燈控制系統(tǒng)中的燈的水平位置調(diào)整（遠(yuǎn)近光燈）、車門、車鎖、電子制動(dòng)、空調(diào)、巡航控制、座椅、儀表、暖氣、尾燈、后視鏡電子裝置、后視鏡水平調(diào)整電機(jī)。

三、速銳得設(shè)計(jì)方案

速銳得在特斯拉、寶馬、比亞迪、福特、凱迪拉克等燈光控制系統(tǒng)上，通過(guò)加裝燈光控制系統(tǒng)單元來(lái)集中控制，主控單片機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖如下：

這個(gè)燈光控制系統(tǒng)包括了遠(yuǎn)光旋轉(zhuǎn)開關(guān)接口、車燈變光接口，左前照燈LIN總成控制接口、右前照燈LIN總成控制接口，轉(zhuǎn)向柱電子裝置控制單元、數(shù)據(jù)總線診斷接口，預(yù)留了CAN位置，可以外接組合儀表控制面板單元，車載電網(wǎng)控制單元幾BMS等器件?？梢钥刂谱児忾_關(guān)、左右燈的遠(yuǎn)近光控制，雙閃狀態(tài)和示廓燈狀態(tài)等等。原理是通過(guò)燈光旋轉(zhuǎn)或者接收到控制單元信號(hào)，燈光控制系統(tǒng)內(nèi)部接通遠(yuǎn)光燈控制器觸點(diǎn)，隨機(jī)接收到遠(yuǎn)光開啟的模擬信號(hào)，汽車燈光控制系統(tǒng)將這個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)CAN總線將數(shù)據(jù)發(fā)送給車載ECU控制單元和儀表板控制單元。

當(dāng)任何時(shí)候轉(zhuǎn)向變光信號(hào)過(guò)來(lái)時(shí)，燈光控制系統(tǒng)內(nèi)部接通超車燈控制觸點(diǎn)，隨即控制系統(tǒng)用原車LIN協(xié)議向車燈發(fā)送超車燈開啟的模擬信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)原廠車燈閃爍。這套燈光控制系統(tǒng)組件，不僅可以驅(qū)動(dòng)原廠車燈，也可以驅(qū)動(dòng)副廠車燈件和改裝車燈件。

四、汽車LED

為了更加炫酷和增加遠(yuǎn)光燈與超車燈亮度，后裝和改裝車燈總成大多采用LED模塊照明方式。LED是當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光，在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示，砷化鎵發(fā)紅光、磷化鎵發(fā)綠光、碳化鎵發(fā)黃光、氮化鎵發(fā)藍(lán)光。在汽車大燈總成結(jié)構(gòu)中，包括了殼體、轉(zhuǎn)向信號(hào)燈模塊、日行燈模塊、驅(qū)動(dòng)LED電源模塊、遠(yuǎn)近光LED單元、遠(yuǎn)近光和LED電源模塊，轉(zhuǎn)向燈日行燈LED模塊，近光LED單元，電路堆砌上就是一堆電路和MOS管來(lái)管理。

一般都用超高亮的LED，把他們做成汽車遠(yuǎn)光燈、近光燈、制動(dòng)燈、行車燈、轉(zhuǎn)向燈、矩陣燈、也可以用于儀表照明和車內(nèi)照明，比如氛圍燈。LED具備耐振動(dòng)、省電、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，具備一定優(yōu)勢(shì)，用作制動(dòng)燈時(shí)，響應(yīng)時(shí)間為60ns，比一般白熾燈或者LED燈的140ns要快許多，為此，在典型的高速公路上行駛，會(huì)增加4-6米的安全距離。

五、功能及過(guò)程

速銳得打造的這款汽車燈光控制系統(tǒng)，也對(duì)其他數(shù)據(jù)進(jìn)行了管理，例如蓄電池電壓、點(diǎn)火狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)電機(jī)DFM信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了外部燈光控制、舒適性燈光控制、雨刮器控制、清洗泵控制、指示燈控制、負(fù)荷管理、車內(nèi)燈光控制、后風(fēng)窗加熱、端子控制、燃油泵預(yù)供油控制及控制、管理狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能。至于速銳得內(nèi)部軟件上，可以根據(jù)不同的車型、應(yīng)用場(chǎng)景、業(yè)務(wù)需求來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件的定制開發(fā)。

汽車燈光控制系統(tǒng)接收到原車LIN報(bào)文或者模擬原車LIN報(bào)文信號(hào)后，分別接通左前、右前汽車大燈總成控制信號(hào)，所有燈可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)及控制。

組合儀表接收到汽車燈光控制系統(tǒng)信號(hào)后，點(diǎn)亮儀表板上的遠(yuǎn)光指示燈，提示駕駛?cè)藷艄鉅顟B(tài)。

駕駛?cè)瞬倏貙⒆児忾_關(guān)向上拉動(dòng)時(shí)，開關(guān)內(nèi)部接通超車燈控制觸點(diǎn)，隨即汽車燈光控制系統(tǒng)接收到超車燈開啟的模擬信號(hào)。汽車燈光控制系統(tǒng)將這個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)舒適CAN將數(shù)據(jù)發(fā)給車載ECU控制單元和組合儀表控制單元。

汽車燈光控制系統(tǒng)接收到此信號(hào)后，分別接通左右前大燈總成，給出控制信號(hào)，所有遠(yuǎn)光燈點(diǎn)亮。組合儀表板控制單元接收到汽車燈光控制系統(tǒng)的信號(hào)后，點(diǎn)亮儀表板上的遠(yuǎn)光指示燈，提示駕駛?cè)藷艄鉅顟B(tài)。

六、發(fā)展及痛點(diǎn)

目前國(guó)內(nèi)汽車大燈正由功能車燈時(shí)代，走向智能車燈時(shí)代，汽車電子化、智能化帶動(dòng)了車燈行業(yè)的發(fā)展使得車燈承載了傳統(tǒng)照明意外更多的功能，例如輔助駕駛、信號(hào)傳輸、技術(shù)上也在不斷延伸，ADB、DLP、HD等等，隨著單車價(jià)值量更高的智能車燈滲透，車燈行業(yè)也將迎來(lái)新一輪的加速增長(zhǎng)。

照明不足、配置過(guò)低、遠(yuǎn)光燈炫目燈問(wèn)題也嚴(yán)重影響了車輛安全，也是夜間車輛事故高發(fā)的直接原因，為了解決以上問(wèn)題，依托LED技術(shù)的智能燈應(yīng)運(yùn)而生。相比傳統(tǒng)車燈，智能燈增加了感知、決策和執(zhí)行架構(gòu)，系統(tǒng)更為復(fù)雜，照明功能越強(qiáng)大，價(jià)格也將再次成倍提升。

速銳得打造這款燈光控制系統(tǒng)，是偏向于底層的，基于LIN數(shù)據(jù)、CAN數(shù)據(jù)的交互做的 一套可以多重變化的控制器，是未來(lái)智能燈控制器的彌補(bǔ)，也是當(dāng)下改裝件、副產(chǎn)件的必要終端，基于對(duì)LIN總線及CAN總線的理解以及場(chǎng)景下的應(yīng)用邏輯，做好了執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制、處理單元的編譯、傳輸通路的橋接及傳感器組的數(shù)字信號(hào)輸入。目前主要對(duì)接的是LED及部分智能燈組（例如矩陣大燈），低端的鹵素大燈或者鹵素+LED組合，我們接觸的不多。

隨著車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車上采用的總線節(jié)點(diǎn)越來(lái)越多，網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜程度和成本也隨之增加，汽車燈光控制系統(tǒng)也越來(lái)越發(fā)達(dá)，采用速銳得控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)升級(jí)和改進(jìn)具備可操作性、能落地、速度快等多方面的實(shí)際意義，也是對(duì)車載燈光照明網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)管理的開端。