基于消防车的CAN总线智能控制器的制作方法

本实用新型属于车辆电子控制领域，具体涉及一种基于消防车的CAN总线智能控制器。

背景技术：

在国Ⅳ底盘前，SAE-J1939通信协议是不为国内汽车厂家开放的。在GB7956.1-2014《消防车第1部分：通用技术条件》要求在国Ⅳ、国Ⅴ底盘的特种车辆上必须向中国开放总线协议，特种车辆必须配备SAE-J1939协议的总线仪表。

随着国内特种汽车改装行业的发展和提高，在以前机械控制的基础上，各种电气自动化控制的需求相继出现。特别是在消防车这种特种车辆上，消防员离开驾驶室要操作发动机转速获取的动力，以推动水泵工作。而这时，发动机的转速、发动机冷却剂温度、机油压力、水泵转速、水泵压力等参数必须实时监控，及时调整。

现有的消防车中的控制器无法实现对发动机的转速、发动机冷却剂温度、机油压力、水泵转速、水泵压力等车辆参数进行实时监控。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于消防车的CAN总线智能控制器，解决了现有技术无法对消防车实时状况进行监测和控制的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，基于消防车的CAN总线智能控制器，包括依次连接的系统接口、总线接口、数据接收模块和控制器，控制器分别连接有电源模块、管道压力采集模块、罐体液位采集模块、PLC外控模块、RTC时钟模块、蜂鸣器/LED指示、水泵压力采集模块和发动机控制和信息采集模块，发动机控制和信息采集模块分别与总线接口和ARM控制器连接，系统接口分别与电源模块和总线接口连接。

本实用新型的特点还在于，

电源模块包括相连的工作电源单元和控制器供电单元，控制器供电单元与控制器相连。

工作电源单元采用型号为TPS5430的电源芯片，控制器供电单元采用型号为AP1117Y33LA的电源芯片。

数据接收模块的型号为TJA1050CAN。

系统接口采用航空防水插座，型号为ST1213/S5。

本实用新型的有益效果是：本实用新型基于消防车的CAN总线智能控制器提供了一种特种改装车辆专用的车辆CAN总线信息采集、上装的水罐液位、泡沫罐液位、水泵转速、出水压力、管道压力等信息的采集、分析、显示，并通过电磁阀门、发动机转速来控制水泵、PLC等相关设备以此来实现消防车动力动态平衡，从而实现在紧急情况下，根据预设值对车身设备实现智能控制，更高效率的发挥车载设备的性能；

通过CAN总线实时采集发动机工作状况，通过传感器采集水泵出水压力、泡沫罐液位和水罐液位等信息并用7寸高清液晶屏图形化显示，通过PLC控制气动阀门实现实时监控，自动控制和调整发动机转速和出水压力；

电源模块采用型号为TPS5430和型号为AP1117Y33LA的电源芯片组合实现在12V、24V车辆的电源输入情况下，都可以满足智能控制器工作的需要。

附图说明

图1是本实用新型基于消防车的CAN总线智能控制器的结构示意图；

图2是本实用新型基于消防车的CAN总线智能控制器的总线接口电路图；

图3是本实用新型基于消防车的CAN总线智能控制器的控制器电路图。

图中，1.总线接口，2.数据接收模块，3.ARM控制器，4.电源模块，5.管道压力采集模块，6.罐体液位采集模块，7.PLC外控模块，8.RTC时钟模块，9.蜂鸣器/LED指示，10.水泵压力采集模块，11.发动机控制和信息采集模块，12.系统接口，41.工作电源单元，42.控制器供电单元。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型基于消防车的CAN总线智能控制器，结构如图1所示，包括依次连接的系统接口12、总线接口1、数据接收模块2和控制器3，控制器3分别连接有电源模块4、管道压力采集模块5、罐体液位采集模块6、PLC外控模块7、RTC时钟模块8、蜂鸣器/LED指示9、水泵压力采集模块10和发动机控制和信息采集模块11，发动机控制和信息采集模块11分别与总线接口1和ARM控制器3连接，系统接口12分别与电源模块4和总线接口1连接。

电源模块4包括相连的工作电源单元41和控制器供电单元42，控制器供电单元42与控制器3相连。

工作电源单元41采用型号为TPS5430的电源芯片，控制器供电单元42采用型号为AP1117Y33LA的电源芯片。

数据接收模块2的型号为TJA1050CAN。

系统接口12采用威浦的航空防水插座，型号为ST1213/S5。

本实用新型的总线接口1如图2所示，为CAN总线的接入部分，采用屏蔽双绞线，保证CAN总线的高效通信距离100米范围。

数据接收模块2为CAN总线的通信接收模块的信号放大、滤波部分，采用NXP车载级别芯片TJA1050CAN芯片并加入滤波网络，对模块1过来的信号进行了再次滤波处理。

控制器3如图3所示，为ARM7，采用的是ST的STM32F103ZET6芯片。

系统接口12型号为ST1213/S5，采用5Pin插座，插座端子定义为电源输入、外部模块供电、地、CAN_L、CAN_H，其中电源输入和地与工作电源单元41相连，外部模块供电给与主控制器相连的其他模块提供稳定电源，CAN_L和CAN_H与CAN总线接口相连。

管道压力采集模块5型号为DPI701-E11GBP-F，用于采集水泵输出灭火用水、泡沫、灭火剂的管道压力，并通过IO传递给控制器3。

罐体液位采集模块6型号为DPI701-E11GBP-F，主要采集水罐、泡沫、灭火剂的液位信息，并通过IO传递给控制器3。

PLC外控模块7型号为HF32FA012-HSL1，主要运用PLC隔离器件加控制继电器，当控制器3根据预设值、当前采集到的信息判断、发出控制信息时，控制器3拉低拉高外部IO通过PLC外控模块7来控制外部设备。

RTC时钟模块8型号为RTC-4701NB，用于给控制器3可以准确计时存储设备报警信息。

蜂鸣器/LED模块9为给控制器3在发生系统错误、液位过低、压力过大等警情时的声光报警。

本实用新型基于消防车的CAN总线智能控制器，电源输入的9V～36V的电压输入经过系统接口12的电源输入接口送入工作电源单元41中，与工作电源单元41相连的控制器供电单元42输出稳定的3.3V电压为ARM控制器3提供工作电压。

本实用新型基于消防车的CAN总线智能控制器，可以实时采集车载设备的工作状态，实时将水泵转速、管道压力、罐体液位、发动机转速、机油压力、冷却剂温度等信息通过总线的方式发送给监控主机，主机在接收到信息进行解码、自动分析、处理，并通过液晶屏显示、LED/蜂鸣器发出声光报警、智能控制发动机转速、出水压力等，通过PLC外控模块7达到实时的设备操作安全、动力处于动平衡状态。

本实用新型是基于消防车上装设备控制的CAN总线智能控制器，遵循SAE-J1939通信协议、引入压力变送器、嵌入式数据处理控制技术以及PLC气动阀门控制技术，成功地解决了特种消防车辆上装设备、车辆发动机的控制领域的实际问题。