基于CAN總線的車載空氣質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，各種車載電子控制單元被開發(fā)出來，以提高汽車性能，改善其舒適性、安全性。然而車內(nèi)空氣污染依然嚴(yán)重危害駕乘人員的身體健康。因此設(shè)計安全方便、多功能的車載空氣質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)具有重要意義。
　　首先，對監(jiān)控器進行了總體方案設(shè)計。將監(jiān)控器分為監(jiān)測單元與執(zhí)行單元，兩者通過CAN總線通信，監(jiān)測單元將采集的空氣污染物濃度發(fā)送給執(zhí)行單元，如果污染物濃度超過設(shè)定值執(zhí)行單元將驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，帶動風(fēng)扇凈化裝置排出污染物。在硬件設(shè)計時，

2、監(jiān)控器采用 MQ138半導(dǎo)體氣體傳感器，以及自帶ADC和CAN控制器的STM32微控制器。監(jiān)測單元包括MQ138信號采集、CAN通信、下載調(diào)試和觸屏電路；執(zhí)行單元包括CAN通信、直流電機驅(qū)動、電機測速、串口通訊等硬件電路。監(jiān)測單元基于多任務(wù)內(nèi)核μC/OS-II進行軟件設(shè)計，創(chuàng)建的任務(wù)主要包括ADC采集、CAN數(shù)據(jù)發(fā)送等。
　　其次，利用基于模型的設(shè)計完成執(zhí)行單元的功能，實現(xiàn)PID調(diào)速。首先將微控制器 MCU的驅(qū)動程序封裝在simu

3、link庫模塊中，在模型文件中搭建simulink框圖實現(xiàn)電機測速算法設(shè)計，利用自動生成代碼工具將算法下載到 MCU中運行以獲得速度響應(yīng)。然后估算電機傳遞函數(shù)，以此為模型調(diào)節(jié)PID參數(shù)。最后將直流電機PID調(diào)速算法框圖下載到MCU中運行即可。結(jié)合串口完成了MATLAB與MCU協(xié)同工作，以此實現(xiàn)了方便實時的軟硬件聯(lián)合調(diào)試。
　　最后，制作監(jiān)控器，并完成試驗。實驗結(jié)果表明，當(dāng)車內(nèi)空氣污染物濃度超過設(shè)定值時，會輸出相應(yīng)占空比的PWM。電