CAN总线技术在智能车窗控制系统中的应用

　　目前，以微控制器为代表的汽车电子在整车电子系统中应用广泛，汽车控制正由机电控制系统转向以分布式网络为基础的智能化系统。CAN总线是一种支持分布式和实时控制的串行通信网络，以其高性能和高可靠性在自动控制领域广泛应用。作为目前最具应用潜力的现场总线之一，CAN总线技术为我国汽车产业升级、降低成本，扩大市场占用率提供支持。

　　现在各中高档轿车都安装有电动车窗，按钮控制车窗玻璃的升降。如果车窗无智能，司机在没有注意到乘客的手或物体伸出窗口的情况下按下按钮，乘客容易被车窗夹伤。为了安全，很多乘车都采用电动防夹车窗。在充分研究有关CAN总线在汽车电子系统中的应用和电动车窗防夹方案的基础上，提出一种基于CAN总线的轿车车窗智能控制系统的设计方案，实现车窗在正常工作模式下防夹控制功能和紧急情况下（异常工作模式）快速升降车窗控制功能。

　系统功能结构

　　1.CAN总线通信实现原理

　　CAN总线属于多路复用总线的一种，最早是由德国Bosch公司研制的主要用于汽车电器系统控制的总线规范。它采用非破坏总线仲裁技术，多主方式工作。直接通信距离最远可达10km，通信速率最高可达1Mb／s，帧消息采用CRC校验和其他检错措施，具有自动关闭错误严重的节点功能。CAN节点通过报文的标识符滤波实现数据传输，不同优先级满足不同实时要求，节点数取决于总线驱动电路，通信介质可为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活。报文采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，保证数据出错率极低。汽车网络系统中的总线以报文为单位传输数据，节点对总线的访问采用位仲裁方式。报文起始发送节点标识符分为功能标识符和地址标识符。CAN总线系统节点分为不带微控制器的非智能节点和带微控制器的智能节点。该系统采用智能节点设计，轿车车窗按CAN总线结构和电器元件在汽车中的物理位置划分为左前、右前、左后和右后4个节点单元。其中左前节点为主控制单元，除负责本地（左前）车窗的升降，还可以远程控制其他车窗。

　　2.车窗的智能控制

　　电动车窗系统每个车门都有一个车窗玻璃升降机构，与传统的手摇机构相似，只不过是采用直流永磁电机驱动。电机尺寸非常小，可以安装在车门里面，并且带有一套减速机构，用来增加输出扭矩、减小输出转速。电机转动方向（即车窗的上下移动）通过改变输入电压的极性来实现，车窗升降速度取决于输入电压的大小。