传送至车窗控制单元，从而实现语音控制车窗升降。
[0023]如图3所示，本实用新型的车窗控制单元包括(I)电源电路(2)CAN总线收发器PCA82C251(3)光电耦合器6N137 (4)微控制器PIC18F258 (5)电流采样电路(6)振动传感器模块(7)驱动电路⑶升降开关接口电路(9)信号处理电路，其特征在于:1电源电路包含蓄电池和稳压/隔离电源，稳压/隔离电源的正、负端与蓄电池的正负极相连接，稳压电源的输出端与微控制器PIC18F258、光电耦合器6N137、CAN总线收发器PCA82C251、驱动电路MC33486以及信号处理电路连接。2微控制器PIC18F258分别与驱动电路MC33486、光电耦合器6N137、信号处理电路、振动传感器模块相连接。3驱动电路MC33486包含电流采样电路，电流采样电路由驱动电路中的CurR端与微控制器PIC18F258的RAO端口相连接构成。
[0024]如图4所示，在此只在天窗部分安装振动传感器，振动传感器模块包括振动传感器、调理电路、AD转换电路三部分。由振动传感器将振动幅度转化为电流信号，再由调理电路将电流信号处理为单片机所能接受的电压信号，最后送至AD转换电路将模拟电压信号转换为数字电压量，并送至单片机处理。
[0025]如图5所示，语音控制单元组成包括语音采集模块，信号处理模块、信号识别模块及输出控制模块。语音采集模块主要完成信号采集的功能，将原始语音信号转化为语音脉冲序列，主要包括声/电转换、采集等信号处理过程。信号处理模块主要功能是滤除干扰信号，提取语音特征矢量并将其转化为标准的语音特征矢量，主要包括语音预处理，特征提取、矢量量化等信号处理过程。信号识别模块的功能是将处理后得到的语音特征矢量与语音模块库中的语音模型进行比较，判断当前语言命令的功能主要包括矢量比较与参数评估两个过程。输出控制模块的主要功能是根据语音识别的结果输出相应的信号，通过CAN总线传递到车窗控制单元，实现语音控制车窗关闭。
[0026]如图6所示，为高速网段的一键总控、语音控制和发动机控制三个功能控制实现框图。这三个功能由ECU(电子控制单元)，即行车电脑来进行控制，ECU型号很多，只需在现有车型的型号上增加三个功能即可。当输入为发动机转速传感器时，能够检测到发动机是否处于熄火状态，然后由微处理器进行输出控制至CAN总线，将信息传至相应的四个车窗和天窗的微处理器，控制其关闭。一键总控，在输入部分增加一个按键，由此按键控制车窗关闭或打开。
[0027]车窗控制单元所采用的器件如下:
[0028]微控制器方面选择了具有超小型、低功耗、低成本、多品种特点的美国MICROCHIP公司的PIC系列单片机。而PIC18F258微控制器有着先进的精简指令集构架、增强型内核、32级堆栈和多种内部和外部中断源。其内部自带CAN总线控制器，且采用了程序和数据空间完全分开的“哈佛”结构，大大降低了 PIC微控制器总体成本的同时还提高了运行效率。在电路中PIC18F258单片机作为CAN总线接口电路的核心，主要完成了 CAN总线上数据的发送和接收，实现了串行数据的分解和组合，保障了通信的稳定畅通。
[0029]光电耦合器方面为了更好实现总线上节点之间的电气隔离，提高系统的抗干扰能力和传输信号的能力。因此选择6N137高速光电親合器。高速光电親合器的两个电源Vcc和Vcc’必须采用电源隔离电路进行完全隔离。
[0030]CAN总线收发器采用PCA82C251。PCA82C251总线收发器是Philips公司的CAN总线接口芯片，是CAN总线与物理总线之间的接口，提供对总线差分发送和接受的功能，它与IS011898标准完全兼容，有三种不同的工作方式，即高速、斜率控制和待机，可以根据实际情况加以选择，在本方案中选择高速工作方式。该芯片引脚少使用简单。相比于同型号的PCA82C250其在隐性状态下的拉电流更小，在掉电情况下的总线输出特性有一定的改善。
[0031]功率驱动电路采用MOTOROLA公司的智能功率器件MC33486，将它直接与微控制器相连，接收控制信号。为了实现对车窗电机的“正/反”向控制，此芯片的应用模式为桥式结构，内部模块包括两个高端功率M0SFET，这样就与外接的两个低端功率MOSFET器件构成一个完整的H桥。
[0032]电流采样电路是实现防夹功能的核心，通过监测车窗电机在工作时电流的变化来反应车窗的运动情况，从而实现车窗的防夹功能。而电流采样电路由功率驱动电路中的CurR端与微控制器的RAO端口相连接构成。
【主权项】
1.一种基于CAN总线的汽车车窗多功能控制系统，包括车窗控制单元、一键总控控制单元、发动机开关控制单元、语音控制单元，其特征在于:车窗控制单元包括电源电路、CAN总线收发器、高速光电耦合器、微控制器、电流采样电路、振动传感器模块、驱动电路、升降开关接口电路和信号处理电路；电源电路包含蓄电池和稳压/隔离电源，稳压/隔离电源的正、负端与蓄电池的正负极相连接，稳压电源的输出端与微控制器、光电親合器、CAN总线收发器、驱动电路以及信号处理电路相连；微控制器包含PIC单片机和CAN总线收发器，PIC单片机与光电耦合器、驱动电路和信号处理电路连接；功率驱动电路包含电流采样电路，电流采样电路由功率驱动电路的CurR端与微控制器的RAO端口相连接构成，所述振动传感器模块包括振动传感器、调理电路、AD转换电路三部分。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于CAN总线的汽车车窗多功能控制系统,在电动车窗防夹方面设计采用了一种基于PIC系列单片机的电子控制单元，通过该控制单元实现电动车窗的防夹以及剧烈振动情况下的自动关闭；一键总控控制单元、发动机开关控制单元和语音控制单元则通过CAN总线通信网络实现与车窗控制单元之间的信息交换，从而实现一键控制汽车车窗关闭及发动机开关关闭时的车窗自动关闭以及语音控制车窗升降。该系统通过汽车电动车窗多功能的智能控制，可以确保紧急情况下车内人身的安全，而基于CAN总线技术又可大大简化了汽车内部布线的复杂程度，加快智能控制的速度。
【IPC分类】E05F15/70
【公开号】CN204715998
【申请号】CN201520300770
【发明人】朱艳萍, 陈轶林, 张艳艳, 史振宇, 苗善华
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月12日