Osnovni koncept komunikacije u elektronskim sistema vozilamehanizacija.ftn.uns.ac.rs/wp-content/uploads/2018/06/Predavanje-02... · •Koncept omogućava jednostavna funkcionalna

•Veći broj jedinica koristi informacije istog senzora, upravlja istim aktuatorima, treba izbeći mogućnost “sudaranja” i nesklada u dejstvu

• Potrebna je razmena informacija, odlučivanje o prioritetu akcija

•Npr. sistem za udobnost ili infotainment ne sme da zauzme resurse potrebne za dejstvo sistema bezbednosti ili upravljanja pogonom i sl.

Mehatronika MSUS i vozila Komunikacioni sistemi i protokoli

Osnovni koncept komunikacije u elektronskim sistema vozila

Dr Boris Stojić, 2018

dejstvo sistema bezbednosti ili upravljanja pogonom i sl.

•Upravljačke jedinice moraju da se međusobno “razumeju” tj. da “govore istim jezikom”

• Komunikacioni protokoli uređuju pravila i standarde “jezika” komunikacije – npr. kako je strukturiran binarni niz koji predstavlja poruku, šta znači koja pozicija u nizu, radni takt, brzina slanja i prijema podataka...

•Hardverska realizacija komunikacije: povezivanje komponenata medijumima za prenos komunikacionog signala (bakarni provodnik, optički provodnik, bežična komunikacija)


Osnovni koncept komunikacije u elektronskim sistema vozila


Primer podataka koje razmenjuju upravljačke jedinice

• Topologija predstavlja fizički raspored komponenata i način njihovog povezivanja

•Osnovne topologije: magistrala (data bus), zvezda, prsten


Topologije komunikacionih sistema

slideshare.net/gregrobertson


•CAN = Controler Area Network – umrežene upravljačke jedinice

•CAN Protokol uređen standardom ISO 11898 – klase A, B, C

• Fizička realizacija komunikacionog medijuma: dvostruki bakarni provodnik, “upredena parica” (twisted pair) – eliminacija elektromagnetnih smetnji

•CAN-H (High) i CAN-L (Low) – visoko- i niskonaponski vod

• Logički signali “0” i “1” se realizuju različitim naponskim stanjima vodova


CAN magistrala (CAN-bus)


• Logički signali “0” i “1” se realizuju različitim naponskim stanjima vodova

• Poruke sadrže podatak o prioritetu, za slučaj istovremenog slanja od strane dve ili više UJ

wikipedia.org

Konrad Reif (Editor): Automotive MechatronicsAutomotive Networking, Driving Stability Systems, Electronic

: brzina prenosa 1251000 kBit/s (tipično 500)

• Primena: donji postroj, pogon

• Završava se otpornikom (terminator) – sprečavanje povratne refleksije signala; integrisani u dve hardverski najudaljenije UJ



quora.com

Automotive Mechatronics


picotech.com

• Logička “0”: CAN-H diže napon, CAN-L spušta – dominantni mod

• Logička “1”: oba voda imaju isti (približan) nivo signala – recesivni mod

• Prenos informacija se zasniva na razlici u naponskim nivoima – diferencijalni napon

•U slučaju prekida bilo kog voda (H/L) cela magistrala je u prekidu

: brzina prenosa ispod 125 kBit/s

• Primena: sistemi udobnosti, signalizacija i sl.

•Napon oba voda (H i L) se meri u odnosu na masu vozila

•Moguć prenos informacija pri prekidu jednog od vodova – pogodan za pokretne spojeve (volan, vrata)




wikimedia.org




quora.com

Primer strukture CAN mreže



CAN-H


Primer oscilograma CAN signala (vizuelna kontrola ispravnosti prenosa)

CAN-L

picoauto.com

automotivetroubleshootingsecrets.com

→ Merenje otpora preko pinova 6 i 14 (120 )

•CAN magistrale različite brzine: brži(bezbednost i pogon), sporiji (komfor)

• Sprežni blok (Gateway) – omogućava razmenu podataka između pojedinih magistrala (različitih brzina i tipova); realizovan kao posebna upravljačka jedinica ili u okviru postojećih




Heise.de

• LIN

Manja brzina, jeftiniji; primena npr. u vratima, brisači...

• Flex Ray

Velika brzina – pogodan npr. za upravljanje i kočenje “preko žice” (x-by-wire)

•MOST


Ostali komunikacioni sistemi u vozilima


•MOST

Optički prenos podataka

•U praktičnom izvođenju se različiti sistemi međusobno kombinuju.


Ostali komunikacioni sistemi u vozilima


Toralf Trautmann:Grundlagen der Fahrzeugmechatronik


Primer toka informacija: uključivanje brisača


1

1 – komanda brisača (funkcija senzora)

2 – senzor kiše UJ1

UJ2

UJ3 UJ4

2

UJ 1, 2, 3, 4: upravljačke jedinice

1 – za aktiviranje brisača

2 – centralna UJ komandne table



3 – UJ električne instalacije

4 – UJ motora brisačaA, B, C, D = poruke (binarni nizovi)

• Komanda brisača 1 je direktno povezana sa upravljačkom jedinicom 1

• Pri aktiviranju komande, UJ1 šalje preko LIN sistema poruku ka UJ2 (poruka A)

•UJ2 formira odgovarajuću poruku usklađenu sa CAN protokolom i šalje je na CAN magistralu (poruka B)




1



UJ2

UJ3 UJ4

2








•UJ3 učitava poruku B i obrađuje podatke u okviru softverskog modula za upravljanje brisačima; proverava se verodostojnost poruke i kao ostali relevantni spoljni uslovi (npr. da li je možda trenutno otvorena hauba)

•Ukoliko su ispunjeni uslovi, preko LIN magistrale se upravljačkoj jedinici 4 šalje poruka za uključenje brisača u zadatom modu (poruka C)




1



UJ2

UJ3 UJ4

2








•UJ4 šalje povratnu informaciju o stanju/položaju brisača ili o eventualnim postojećim ograničenjima za rad (poruka D)

• Po potrebi UJ3 vrši dalje akcije (prilagođavanje parametara rada vozača, slanje upozorenja vozaču i sl.)




1



UJ2

UJ3 UJ4

2








• Koncept omogućava jednostavna funkcionalna proširenja – npr. naknadna realizacija funkcije automatskog uključivanja brisača na osnovu signala senzora kiše

Documents

Osnovni koncept komunikacije u elektronskim sistema vozilamehanizacija.ftn.uns.ac.rs/wp-content/uploads/2018/06/Predavanje-02... · •Koncept omogućava jednostavna funkcionalna