浅谈DSP的车内智能座椅控制系统研究

发表时间:2019/5/13   来源:《知识-力量》2019年8月26期   作者:陈志国
[导读] 随着汽车制造技术的不断发展,人们对汽车的要求越来越高,如何进一步满足用户的个性化需求。需求和对乘坐舒适性,安全性和环境保护的更多重视已成为车身控制中的重要问题。
(诺博汽车汽车系统有限公司,河北 保定 071000)
摘要:随着汽车制造技术的不断发展,人们对汽车的要求越来越高,如何进一步满足用户的个性化需求。需求和对乘坐舒适性,安全性和环境保护的更多重视已成为车身控制中的重要问题。本文采用CAN总线技术阐述了汽车局域网的结构,并为汽车智能座椅部分设计了汽车座椅的减震模块和动力节点调节模块。自动控制汽车座椅,以低成本提高汽车座椅控制的可靠性,准确性和可维护性,满足了现在汽车的控制和管理要求。
关键词:DSP;智能座椅;研究

 
          引言:
          汽车是现代社会不可或缺的交通工具。随着社会科学技术的进步,许多新材料,新工艺,新设备等不断应用于汽车。人们越来越要求汽车的安全性,舒适性和智能性,并且各种电子设备越来越多地被组装到汽车中。目前,随着汽车在舒适性和附加功能方面的要求越来越高,汽车电子越来越多地用于汽车。如此大量的电子设备分布在汽车的各个部分中,传统的虚线控制不仅布线复杂。而且,实施和维护成本高,不可能满足现代汽车的控制和管理要求。如果ECU控制的许多电子设备可以连接在一起,从其他设备共享信息和共享传感器对于车辆的电气性能,控制性能,安全性和舒适性非常重要。因此,汽车电子行业最大的热点是网络化。
          一、车内智能座椅的功能
          1.座椅方向的调节:是由以下几种调节机构来完成的:座椅躺椅,座椅导轨和座椅升降机构。在每个调节机构上,座椅可以在两个或更多个方向上调节。现代汽车座椅必须满足调节方便和舒适的两个要求。也就是说,驾驶员可以调节座椅以将座椅调节到最佳位置以获得最佳视野,以及操纵方向盘,踏板,变速杆等的便利性。还可以获得最舒适和最习惯的乘坐角度。
          2.座椅记忆功能:通过将电动座椅与车载计算机相结合,可以增加座椅的记忆功能,并且可以智能地管理座椅的信息参数。例如,前者调节座椅状态,后者用于确保重新调节舒适性。当前人员重新骑行时,按-按钮可以轻松获得适合个人需要的先前存储的设置。一般有两到四个记忆组数。
          3.座椅按摩功能:气动装置被添加到座椅中。空气压力传感器放置在这些空气室中以收集空气压力数据。传感器将捕获的信息发送到中央控制单元,中央控制单元根据先前编程的程序改变空气室中的压力。座椅表面相应地移动,以达到驾驶员和乘客按摩的目的。具有按摩功能的椅子可以缓解一天辛苦工作或长时间驾驶的人的疲劳。
          4.座椅通风功能风扇用于将空气注入座椅,空气从座椅表面的小孔流出,实现通风功能。当乘客坐在座位上时,身体后部与座椅表面紧密接触,并且空气的接触部分不会循环,这不利于消除汗液,会使人体感到不舒服,通风功能有效地改善了人体与座椅表面之间的空气循环环境。
          5.后座放下,后座下降。通常,由于行李阶段的体积有限,许多型号提供后座,可以降低后座以增加行李箱的容积。不同的车型有不同的放倒比例。普通商用车座椅占很大比例,许多可用于将座椅100%放置。


          二、嵌入式系统及其座椅解决方案
          嵌入式系统是一种具有特殊结构的新型计算机系统。1.通常执行特定功能,2。用微电脑和外部因素形成核心,3。严格的时序和稳定性要求,4。全自动操作循环。可以看出,嵌入式系统是计算机软件和硬件的组合,并且还可以覆盖机械或其他辅助设备。它最初用于军事和航空航天应用,现在广泛用于消费者控制,通信,仪器仪表和信息设备。嵌入式系统的架构大致可分为以下五个部分:处理器,内存,输入和输出,操作系统和应用程序软件。
          嵌入式系统可分为硬件和软件。嵌入式软件是用于信息系统,通信网络和消费电子产品,驱动,控制处理或专用硬件产品的基本接口功能的必备软件。为了提高硬件产品的价值,硬件产品的一个重要部分是必不可少的,它通常以固件的形式出现。如控制器或驱动程序方式呈现。
          1.系统硬件设计
          硬件电路由角度调节器,位置传感器,DSP,CAN总线控制器,功率放大电路,电机控制电路和电源系统组成。DSP芯片的选择,在TI的众多DSP控制芯片中,TMS2000系列是用于测量和控制应用的最佳16位定点DSP。速度为40 MHZ,其主流产品为两个系列:C20X 和C24X。C20系列可用于通讯设备,如电话,数码相机,嵌入式家用电器等。C24 X主要用于数字电机控制,电机控制,工业自动化,电源转换系统等。智能座椅的动力系统主要由无刷电机调节。座椅的每个旋转接头由电动机控制,每个电动机由一对PWM控制。
          2.系统软件设计
          系统采用嵌入式操作系统uC/OS-II。[5]uC/OS-II是一个使用剥夺惩罚内核的实时多任务嵌入式操作系统。所有任务都具有优先级,并且可以通过中断正在执行的低优先级任务来中断多个任务之间的高优先级。它的主要功能是开源代码,可移植性,可固化,可扩展,多任务和确定性。uC/OS-II是一个优先窃取实时多任务操作系统,包括一个实时内核,任务管理,时间管理,任务同步(信号量,邮箱,消息队列)和内存管理。基于uC/OS-II的应用系统工作时,首先,初始化操作系统,主要完成任务控制块(TCB)初始化,TCB优先级表初始化和空任务的创建。然后开始创建新任务并在新创建的任务中创建其他新任务;最后调用OSSTART(函数启动多任务传输。本系统根据实际需要设计了11个任务。
          三、结束语
          目前,汽车座椅的舒适性和安全性已经升级到高位,例如汽车座椅的加热功能。按摩功能以及通气功能的研究非常有价值。同时,汽车处于恶劣的环境中,需要在冬季面临间歇性振动,极端夏季高温和极端低温。由于中国幅员辽阔,各地区的温度和湿度变化很大,特别是南北温差极大,甚至部分地区昼夜温差也很大。如何使我们的研发控制器满足每个区域的不同客观条件,并在恶劣的工作环境下保持相应的功能是我们未来研究的方向。
参考文献
[1]童文骏.基于DSP的车内智能座椅控制系统研究[D].武汉理工大学,2008.
[2]于鑫辉.基于控制与保护开关的智能配电系统研究[J].工程技术研究,2018,(1):112,120.
[3]朱文婷.座椅动态调节装置的智能控制系统研究[D].江苏大学,2011.
[4]马铭键.汽车座椅温控系统研究[J].科技与创新,2018,(22):143,148-149.
 
 
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