汽车车门控制系统的设计与实现

第1篇一、实验目的本次实验旨在深入了解汽车按键的工作原理、设计特点以及在汽车电子系统中的应用。

通过实际操作和理论分析，掌握汽车按键的电路设计、功能实现以及用户体验优化等方面的知识。

二、实验内容1. 汽车按键类型及特点（1）机械按键：采用机械触点进行开关，具有结构简单、成本低廉、耐用性好等特点。

（2）电容式按键：通过检测电容变化实现开关，具有防水、防尘、触感好等特点。

（3）触摸感应按键：通过检测触摸信号实现开关，具有无机械磨损、响应速度快等特点。

2. 汽车按键电路设计（1）机械按键电路：主要包括按键、电阻、电容、微控制器等元件。

按键与电阻、电容等元件连接，通过微控制器控制电路通断。

（2）电容式按键电路：主要包括按键、电容、微控制器等元件。

按键与电容连接，通过微控制器检测电容变化实现开关。

（3）触摸感应按键电路：主要包括触摸感应芯片、微控制器等元件。

触摸感应芯片检测触摸信号，通过微控制器控制电路通断。

3. 汽车按键功能实现（1）开关功能：按键通过电路连接，实现开关功能。

（2）功能扩展：通过按键组合，实现多种功能。

（3）人机交互：按键设计考虑用户体验，实现直观、便捷的操作。

4. 汽车按键在电子系统中的应用（1）仪表盘按键：用于控制仪表盘显示内容，如转速、油量等。

（2）中控台按键：用于控制空调、多媒体、导航等功能。

（3）门把手按键：用于控制车门开关。

（4）座椅按键：用于调整座椅位置。

三、实验步骤1. 准备实验器材：汽车按键、电阻、电容、微控制器、电源等。

2. 组装汽车按键电路：按照电路图连接电阻、电容、微控制器等元件。

3. 编写程序：编写微控制器程序，实现按键功能。

4. 测试与调试：测试按键功能，调试程序。

5. 分析与总结：分析实验结果，总结实验经验。

四、实验结果与分析1. 按键电路设计合理，按键功能实现。

2. 通过编程实现按键功能扩展，提高用户体验。

3. 按键在电子系统中的应用广泛，具有实际意义。

五、实验结论本次实验成功实现了汽车按键在电子系统中的应用，掌握了汽车按键电路设计、功能实现以及用户体验优化等方面的知识。

CAN /LIN混合网络在轿车车门控制系统中的应用1 前言随着电子技术的发展和对汽车性能要求的不断提高,汽车上的电子产品越来越多,从而加剧了线束和汽车中可布线空间的矛盾。

基于降低传统设计中的线束数量,改善由于线束过多引起的可靠性问题,汽车网络被设计、规范和发展起来。

LIN 和CAN总线分别属于A类和B类总线中的主流形式,在汽车领域应用曰益广泛。

2 网络结构的选择区别于驱动系统,轿车车门控制系统具有如下特点:主要是人工操作,所以控制速率、更新速率相对较慢(人能接受的响应时间最大为100ms) ;网络通信的发起者为人为操作;功能数量多,线束数量大等。

考虑到通信负载、通信效率、实时性和成本,本系统的总线采用了与动力控制总线(高速CAN)不同的低速CAN辅以成本更低的LIN总线的混合总线方案。

汽车网络特点可归纳为:通信距离短、子功能模块化功能较好、扩充性要求高和可靠性要求高等。

比较星形、环行和混合形拓扑结构,总线结构的电缆长度短、可靠性高和易于扩充的特点迎合了汽车网络的需要。

加之CAN总线的错误处理机制有效地克服了总线结构故障隔离的困难,使之成为汽车网络应用的首选结构。

本系统采用了并列式和层次式并存的混合网络结构,如图1所示。

并列式网络结构可靠性好,网络速度要求低,开发费用少,开发时间短,被用于连接各车门节点;层次式网络结构中采用主/从控制,由主节点控制通信,不需要仲裁和解决冲突,因而节省了成本,用于实现距离主控制节点相对较远的后视镜的控制。

3 应用协议和信号分析CAN是一个技术规范, SAE J1939是以CAN为基础涉及了应用层的上层协议,是目前最有实用参考价值的车用网络协议。

所以系统信号编码采用了SAE J1939,保证了系统的通用性。

3.1 数据域分组原则为了提高基于CAN 系统的通信效率, SAEJ1939建议每个消息充分使用8字节数据域。

需要有充分的理由,才允许定义数据域中采用有间隙的参数群编号,并建议参数按照以下方式分组: ①按常用的子系统分组(电控单元用来分派和发送数据) ;②按相同速率分组(以减少对消息的管理) ; ③按功能分组(如机油、冷却剂、燃料供应等) 。

地铁车门控制系统简析摘要：地铁车门控制系统作为地铁列车中至关重要的一部分，其设计与运行直接关系到乘客的安全与顺畅出行。

本文旨在深入探讨地铁车门控制系统的设计原理、功能特点以及未来发展趋势。

主要关注系统的智能化、安全性、以及与列车其他系统的协同性，以提高地铁运营的效率和服务水平。

关键词：地铁，车门控制系统，智能化，安全性，协同性引言：在现代城市生活中，地铁作为一种便捷高效的交通工具，为人们的日常出行提供了不可或缺的服务。

而地铁车门控制系统作为地铁列车的关键组成部分，不仅关系到乘客的安全，更直接关系到地铁列车的运营效率与服务质量。

随着科技的不断发展，地铁车门控制系统也在不断演进。

智能化技术的应用使得车门的开启与关闭更加精准，提高了乘客的安全感。

安全性一直是地铁系统设计的首要考虑因素，因此我们迫切需要深入了解车门控制系统的各项功能和安全性能。

同时，与列车其他系统的协同性也在不断优化，以实现更高效的运营管理。

一、智能化技术在地铁车门控制系统中的应用随着科技的不断进步，智能化技术在地铁车门控制系统中的应用正逐步成为提升地铁运行效率、确保乘客安全的关键因素。

本节将深入探讨智能化技术在地铁车门控制系统中的具体应用，包括传感器技术、数据处理、以及人机交互等方面的创新。

智能化车门控制系统首先依赖于高效的传感器技术。

各类传感器的应用，如红外线传感器、光电传感器、限位开关等，能够实时感知车门周围环境的情况。

传感器技术的高度精准性确保了车门在任何情况下都能做出迅速而准确的响应，避免了意外发生。

传感器采集到的大量数据需要经过有效的处理与分析，这就涉及到数据处理与算法的优化。

先进的数据处理技术能够实时监测车门状态、乘客分布情况等信息，并根据这些信息进行智能化调控，保证车门的开闭过程更加顺畅和安全。

智能化车门控制系统的另一关键是人机交互的设计。

液晶显示屏、声音提示等创新设计可以更直观地向乘客传达有关车门状态的信息，引导乘客有序上下车。

推拉车门工作原理
推拉车门工作原理是基于轴承和滑轨系统的设计，通过推动和拉动车门实现开闭功能。

推拉车门通常由门框、门扇、轴承和滑轨组成。

门框是推拉车门的装置，通常由天地框和立柱框构成。

门框的天地框固定在墙体上，立柱框与天地框相连形成门的外框架。

门扇是车门的移动部分，通常由门板、门皮和支撑结构组成。

门板是门扇的主要部分，可以根据需要选择不同的材料，如木材、铝合金或玻璃。

门皮在门板上覆盖，起到保护和装饰的作用。

支撑结构通过连接门扇和轴承，使门扇能够相对于门框推拉。

轴承是推拉车门的关键部件，可分为上轴承和下轴承。

上轴承安装在门扇的上部，下轴承安装在门扇的下部，两者间通过轴连接起来。

轴承可以使门扇顺畅地在滑轨上推拉，并承受门扇的重量。

滑轨系统是推拉车门的支撑和导向结构。

它通常由上滑轨和下滑轨组成。

上滑轨安装在门框的上部，下滑轨安装在门框的下部。

滑轨的设计使得门扇可以平稳地推拉，并控制门扇的方向，防止偏离轨道。

当推拉车门关闭时，门扇被推到离门框一定距离的位置，上轴承和下轴承始终与滑轨接触，保持推拉车门的稳定性。

当推拉车门打开时，门扇可以在滑轨上平稳地滑动，通过轴承的支持
实现开启和关闭的动作。

总之，推拉车门的工作原理是通过轴承和滑轨系统的协同作用，使门扇能够顺畅地推拉，实现开闭功能。

这种设计既方便实用，又可以节省空间，广泛应用于各种建筑场所。

2021年第1期网址： 电邮：*******************车辆门系统的单向逆止离合锁闭机构王际成1，林会明1，张海国2，曹苏群2（1.江苏惠民交通设备有限公司，江苏淮安223000；2.淮阴工学院，江苏淮安223003）912345678101112131415161.电动机2.转轴3.离合分离爪 4.离合器总成 5.离合器箱体 6.丝杆7.主动齿轴8.制动齿圈9.电动机接盘10.行星架11.主动盘12.拨杆13.拨块14.拨爪15.离合器套筒16.星轮图2离合器总成与电动机连接端的结构示意图图1车辆门系统单向逆止离合锁闭机构示意图引言随着车辆的飞快发展，人们对车辆门的安全性和人性化的设计提出了更高的要求。

目前应用在车辆门中的离合闭锁机构有两种：一种是终点锁闭，即在门关闭后采用机械方式锁闭；另一种是全程锁闭，即门可被电动机控制实现开关，而无法自行打开或在非紧急情况下被手动打开。

本文设计了一种用于车辆门系统的单向逆止离合锁闭机构[1]，可在紧急情况下进行手动开门，且具有单向性，在运行过程中摩擦力小，大大改善零部件磨损现象，使车辆门系统更加安全、耐久、可靠。

1单向逆止离合锁闭机构1.1功能和需求单向逆止离合锁闭机构能够实现将电动机输入的顺时针或逆时针的旋转动力传到丝杆上，丝杆单向旋转产生的动力不被阻却，即通过电动机控制可以实现车门的轴向开关运动，而无法自行打开或在非紧急情况下被手动打开。

单向逆止离合锁闭机构能够极大地提高在正常或突发情况下人身的安全系数，有效地保证了人们的生命安全。

因此车辆门系统的单向逆止离合锁闭机构满足当代的乘车需求。

1.2结构组成车辆门单向逆止离合锁闭机构是由电动机、转轴、离合分离爪、离合器总成、离合器箱体、丝杆、主动齿轴、制动齿圈、电动机接盘、行星架、主动盘、拨杆、拨块、拨爪、离合器套筒、星轮、离合器滚柱、离合器弹簧等部件组成，如图1~图3所示。

1.2.1非紧急情况下的自动工作状态1）开门时。

车辆中控锁改装方案作为车辆重要的安全设备之一，中控锁不仅能够保障车辆内部隐私，同时也可以防止车辆被盗。

但在日常使用过程中，一些老旧车辆因为中控锁设计不足或者质量问题，常常无法达到稳定和可靠的锁车效果。

为此，车主们需要通过改装来提升车辆的安全等级。

本文就为大家介绍几种车辆中控锁改装方案。

方案一：加装多功能遥控钥匙多功能遥控钥匙是一款集中夜灯、电池状态提示、中控解锁、关锁等多种功能于一体的遥控器。

通过加装这款遥控钥匙可以实现对中控锁的遥控控制，有效解决锁车不灵、没反应等问题。

具体操作步骤如下：1.首先，需要购买符合自己车型的多功能遥控钥匙，可到专业汽车用品维修店或者网络汽车配件站购买。

2.拆卸原车遥控器外壳，将多功能遥控器与原车遥控器相连。

3.进一步设置遥控钥匙功能，根据说明书正确设置遥控器与汽车锁车系统之间的配对关系即可。

方案二：中控锁升级中控锁升级是指将原本机械式的中控锁升级为电子式中控锁。

相对于机械式中控锁，电子式中控锁具有更高的安全性，锁车效果也更可靠。

此方法要求技术水平较高，需要通过配线、电阻值匹配以及编程等一系列复杂的操作来完成。

具体操作步骤如下：1.购买适合自己车型的电子式中控锁。

2.拆卸原车中控锁，将电线接上电子式中控锁。

注意需要按照说明书所述正确接线。

3.完成接线后，进行电子式中控锁编程。

不同的品牌、车型都有不同的编程方式，需要根据说明书进行调整。

方案三：车道发射器替换中控锁车道发射器是一款可以通过信号控制车门和车窗的优秀设备。

配备车道发射器后，车主不仅可以实现对车门、车窗的远程遥控，同时也可以把它用于控制中控锁。

具体操作步骤如下：1.购买适合自己车型的车道发射器。

对于不同型号的车辆，车道发射器也是不同的，需要选择适合自己车辆的发射器。

2.安装车道发射器。

在安装车道发射器的过程中，需要先查看车辆的线路，对车道发射器进行配线。

配线完成后，需要进行发射器的编程操作。

3.编程完成后，即可实现对中控锁的远程遥控。

AUTO TIME103AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计时代汽车 电动车窗防夹功能作为重要的汽车安全配置，已被越来越多的客户所重视。

欧洲的74／60／EEC标准、美国的MVSS118标准均要求乘用车必须四门玻璃防夹[1]；国标GB 11552-2009规范要求有自动升窗必须带防夹功能[2]。

目前国内各主机厂均已开始推动四门防夹功能（附带遥控升降窗）的标配化工作。

而实现四门防夹功能基于防夹原理不同主要有两类技术路线：A、四门霍尔电机集成防夹模块；B、四门纹波电机、独立纹波防夹控制模块。

目前纹波防夹技术作为新技术，因其成本低、功能易扩展等优势，我们基于实车匹配验证，开发了基于纹波防夹技术的车门玻璃升降系统，能够实现玻璃手动升降、一键升降、防夹手、各类环境自适应等功能。

1　防夹技术原理霍尔电机防夹机理是电机旋转轴上装有磁环（n对极），防夹模块上集成的霍尔传感器，通过磁环表面的磁场变化从而获得周期性的脉冲信号。

通过获得的周期性信号从而计算出电机旋转一周所用时间以及玻璃整个行程的脉冲信号个数，取相对值，从而获得玻璃在具体位置的信息。

纹波电机防夹机理是电机旋转轴上装有换向器（n槽），一对碳刷在换向器圆周面上旋转传输电流的过程中，由于瞬时回路电阻差异，从而产生纹波电流并获得周期性的脉冲信号。

纹波控制模块通过获得的周期性信号从而计算出电机旋转一周所用时间以及玻璃整个行程的脉冲信号个数，取相对值，从而获得玻璃在具体位置的信息。

基于纹波防夹技术的车门玻璃防夹系统设计刘少锋　王鑫安徽江淮汽车集团股份有限公司　安徽省合肥市　230601摘　要： 随着车门玻璃防夹功能在乘用车领域的普及率不断提高，传统霍尔防夹模块已不能满足主机厂对相关产品低成本、高可靠性的市场需求。

基于实车匹配验证，开发了基于纹波防夹技术的车门玻璃升降系统，能够实现玻璃手动升降、一键升降、防夹手、各类环境自适应等功能。

关键词：纹波技术；防夹；一键升降2　车门玻璃防夹系统概述车门玻璃防夹系统电气原理图如图1所示，基于LIN信号的纹波防夹车窗控制器来实现四门玻璃防夹、一键升降等功能。

《车门关闭过程流场分析及优化设计》一、引言随着汽车工业的快速发展，车辆的气动性能和流场分析已成为汽车设计领域的重要研究内容。

车门作为汽车的重要组成部分，其关闭过程中的流场特性直接影响到车辆的空气动力学性能和乘坐舒适性。

因此，对车门关闭过程的流场进行分析及优化设计，对于提升汽车的整体性能具有重要意义。

本文将针对车门关闭过程的流场进行详细分析，并提出相应的优化设计方案。

二、车门关闭过程流场分析1. 理论模型建立车门关闭过程的流场分析需要建立相应的理论模型。

在模型中，应考虑车门的材质、形状、重量以及与车身的配合精度等因素。

通过计算流体动力学（CFD）软件，模拟车门在不同速度下的关闭过程，分析流场的变化规律。

2. 流场特性分析在模拟过程中，我们发现在车门关闭初期，由于车门的运动速度较快，会形成局部的高速气流区域。

随着车门的逐渐闭合，高速气流区域逐渐扩大，形成复杂的涡流结构。

此外，车门的密封性能也会对流场产生影响，密封性能差会导致气流泄漏，影响车内的舒适性和隔音性能。

三、车门关闭过程流场存在的问题及影响通过对流场的分析，我们发现车门关闭过程中存在以下问题：1. 高速气流区域的形成可能导致车体表面出现气流紊乱现象，影响车辆的空气动力学性能。

2. 车门密封性能差可能导致气流泄漏，降低乘坐舒适性和隔音性能。

3. 复杂的涡流结构可能增加风阻，影响车辆的燃油经济性。

四、优化设计方案针对上述问题，我们提出以下优化设计方案：1. 改进车门材质和形状设计，降低车门关闭过程中的阻力，减少高速气流区域的形成。

通过优化车门的形状和表面处理技术，提高车门的密封性能，减少气流泄漏。

2. 引入智能控制系统，实现对车门关闭过程的精确控制。

通过传感器实时监测车门的运动状态和周围环境变化，自动调整车门关闭的速度和力度，以实现最佳的流场特性。

3. 针对复杂的涡流结构，可通过优化车身表面设计来降低风阻。

例如，在车身表面增加导流装置或优化车身线条设计等措施，以改善涡流结构，降低风阻。

地铁安全门控制系统设计与实现范文# 地铁安全门控制系统设计与实现。

一、引言。

你有没有想过，当你在地铁站台等车的时候，那一排排安全门是怎么工作的呢？它们就像一群默默守护的卫士，既保证了我们的安全，又让地铁的运行井井有条。

今天呀，咱就来唠唠地铁安全门控制系统是咋设计和实现的。

二、地铁安全门控制系统的需求分析。

# （一）基本功能需求。

1. 与列车车门同步。

这可是个很重要的功能哦。

就像两个配合默契的小伙伴，地铁列车车门打开的时候，安全门也得跟着打开；列车车门关上了，安全门也不能落后，得赶紧关上。

要是不同步，那可就乱套了，乘客可能会不小心掉进轨道里，这可不得了。

2. 防夹功能。

想象一下，要是有人或者东西被安全门夹住了，那得多疼啊。

所以这个系统得能检测到有东西被夹在安全门中间，一旦发现，就得马上重新打开安全门，就像一个有同情心的小卫士，不会让任何东西受到伤害。

3. 紧急开启。

万一地铁站里发生了紧急情况，比如说着火了或者有其他危险，安全门得能快速地打开，让乘客们能迅速疏散。

这就像是给乘客们留了一条逃生的绿色通道，在关键时刻可太重要了。

# （二）性能需求。

1. 高可靠性。

地铁每天都要运载大量的乘客，安全门控制系统可不能掉链子。

它得像一个坚强的硬汉，不管是在炎热的夏天，还是寒冷的冬天，不管是客流量大还是小，都得稳稳地工作，不能出一点差错。

要是它突然罢工了，那地铁站肯定会陷入混乱。

2. 快速响应。

当列车进站的时候，时间可宝贵着呢。

安全门得快速响应列车的信号，迅速打开或者关闭。

要是慢吞吞的，不仅会耽误乘客的时间，还可能影响地铁的正常运行，就像一个反应迟钝的家伙在拖大家的后腿，这可不行。

三、系统总体设计。

# （一）系统架构。

1. 控制单元。

这个控制单元就像是整个系统的大脑，它负责接收各种信号，然后根据这些信号来指挥安全门的动作。

它要和列车的信号系统进行通信，知道列车什么时候到站、车门什么时候开和关；还要和安全门的各个传感器相连，获取安全门的状态信息，比如说有没有东西被夹住啊，安全门是不是完全关闭了等等。

CBTC信号系统与列车车门和站台屏蔽门的控制原理摘要：CBTC信号系统与列车车门和站台屏蔽门的控制是一个复杂的过程，同时以上各系统又是保障列车运行、乘客安全的必要条件之一。

因此只有通过有效的技术手段使以上各系统有序的关联到一起才能起到保障列车运行、乘客安全的作用。

关键词：CBTC；车门；屏蔽门引言：地铁CBTC信号系统的建设可结合自身项目的特点，确定车门或屏蔽门同步联动的方式，从而达到列车车门和站台屏蔽门在开启和关闭的同步动作。

随着轨道交通技术的发展，实现自动控制已经是必然趋势，所以列车车门与站台屏蔽门的联动功能已经成为新建线路的系统设计的一项必备功能。

1 实现车门和屏蔽门联动原理根据从联锁设备给地面ATP/ATO轨旁设备发送允许开启站台屏蔽门的信息到列车车门打开这段时间的时间值，以及从联锁设备给屏蔽门门控器发送开门指令到屏蔽门打开这段时间的时间值，得出这两个时间差值，结合现场调试实际情况，调整车门门控器或屏蔽门门控器动作时间。

如果车门先于屏蔽门打开，就需要调整车门门控器的动作时间；如果屏蔽门先于车门打开，就需要调整屏蔽门门控器的动作时间。

所谓调整门控器的时间，就是对门控器的开门时间进行延时处理，如果车门先于屏蔽门打开，就需要在车门门控器接收到车载设备发送的开门命令之后，延时一段时间后再执行开门动作，而这段延时的时间就是前面提到的时间差值。

同理，如果屏蔽门先于车门打开，就需要调整屏蔽门门控器执行开门动作的时间。

调整列车车门门控器或站台屏蔽门门控器开关门的时间，可以通过在门控器的控制回路中增加延时开关或延时继电器，具体根据各门控器厂家的实际配置而选择。

要确定将延时开关或延时继电器放置在门控器控制回路的哪个环节，就需要了解门控器的控制原理。

1.1 调整车门门控器列车车门门控器是电动式客室车门的核心，担负着驱动门电机开关车门、状态监测、安全防护、车门内外部指示灯显示控制等功能。

每个车门配置一个门控器，安装在门体上部的顶箱内。

车门感应开关原理车门感应开关原理车门感应开关是一种在汽车中广泛使用的电子装置。

它是由传感器、控制电路和电源组成的系统。

传感器通过进行信号变化，将车门打开或关闭的信号传递给控制电路，由控制电路对车门进行控制。

1、传感器车门感应开关中的传感器采用了电磁感应原理，它通过一个铁芯线圈和一个变化的磁场来检测车门的开闭状态。

当车门关闭时，传感器的铁芯线圈上方的磁场被截断，线圈中的电流就会发生变化。

这个变化的电流就被传送到控制电路中，让它知道车门已经关闭。

同样的，当车门打开时，传感器也通过检测到变化的电流来确定车门的状态。

2、控制电路控制电路是车门感应开关的核心部分，它负责处理传感器中的信号，并将信号转换为可控制车门的信号。

控制电路会通过将电流传递到车门锁定机构、电动车窗机构或其他相关系统来控制车门的打开或关闭。

3、电源车门感应开关需要一个可靠的电源来工作。

这个电源必须能够在汽车工作时保证始终供电，以确保车门感应开关能够正常工作。

这个电源的类型通常是车辆电池，但也可以是其他类型的电池或电源。

车门感应开关是一种在汽车中广泛使用的电子装置，它通过传感器、控制电路和电源组成的系统来控制车门的打开和关闭。

通过了解车门感应开关的原理，可以更好地理解它的工作原理，从而更好地维护和保养汽车。

车门感应开关在汽车行业中的应用非常广泛，其主要作用是避免车门被意外打开，保障车内乘客的安全。

在使用车门感应开关时，由于传感器的信号检测精度较高，操作较为简单，因此其使用非常便捷。

车门感应开关也可根据不同车型进行适当的调整，以实现更精细的控制操作。

车门感应开关还具备以下几个优点。

1、安全性高由于车门感应开关能够准确地检测车门的状态，例如车门的开关状态、车门的锁定状态等等。

可以避免车门因用户操作不当或遭受外力撞击而突然打开，从而防止车内乘客受到意外伤害。

2、操作简单车门感应开关的使用相当便捷，并且其操作方式非常简单。

唯一需要注意的是，车门感应开关的使用需要在电池正常工作的情况下进行。

2020年第03期移动智能背景下汽车的远程控制系统的设计和应用李 莹,徐 罕,孟丽华营口职业技术学院,辽宁营口115000摘 要 汽车的智能化发展是未来的大势所趋,这对汽车远程控制系统提出了更高的要求,不仅要求系统具有远程控制㊁自动报警㊁智能防盗等功能,而且还能对车辆实现智能故障检测和功能状态监测,结合物联网技术实现车㊁人㊁网的联通㊂研究在分析汽车智能终端未来发展的基础上,设计了一款高性能的M C U 和μC /O SⅡ远程控制系统,终端采用C A N 总线控制,用A E S -128算法加密,实现对车辆的远程控制和故障诊断㊂关键词 移动智能;汽车;远程控制系统中图分类号 U 417D O I 10.19769/j .z d h y.2020.03.0230引言未来汽车产业将会向智能化发展,不但实现人车通信,而且还结合物联网技术,实现车车通信㊁车路通信㊁车物通信㊂智能汽车网络包括车内网和车外网,内网以C A N 总线技术作为主控,配合MO S T 总线为终端通信,L I N 总线辅助驾驶,连接E C U 控制单元,像大脑一样控制车辆行驶㊂车外网包括服务商㊁手机A p p ㊁在线升级系统等,当车内网不能满足带宽需求时,以太网就会发挥作用,目前车载以太网的传输速度已经达到1G b i t /s [1]㊂车主不仅能够远程控制汽车,而且还能够在汽车出现故障时,给维修人员远程传输故障信息,同时建立车辆故障信息数据库,完善对汽车的故障的全面了解,有利于更好地发现故障㊂1移动智能背景下汽车的远程控制系统的应用领域1.1汽车远程控制和状态检测基于移动智能的汽车远程控制系统属于高新技术,可以定位汽车的位置,精准风分析汽车里程㊁s o c ㊁电流电源㊁水温㊁油门开度㊁刹车开度以及其他各个元件的工作状态和参数㊂未来使用汽车可能像使用计算机和移动手机一样方便智能,在移动端就可以检测汽车的各种运行状态,甚至结合路况,规划汽车的最优行驶路线㊂除了全面检测车辆信息,还可以对汽车进行远程控制,最典型的就是汽车门锁远程控制,行驶速度达到额定值自动上锁㊂通过远程监控系统检测信号,判断汽车门锁所处环境,自动切换O F F 信号和O N 信号㊂在车辆发生撞击时,车门自动上锁,开启防盗功能,比如在符合力为10000N 的状态下,车门还能保持全紧缩状态㊂通过远程控制系统对锁具故障进行检查,如中控系统失效等问题㊂此外,在车辆行驶过程中,对司机的状态进行监控,比如公交车㊁物流公司㊁救护车辆等,提高网络应用水平㊂1.2漏洞检测和防止网络攻击汽车暴露在外网的部分增多,网络漏洞和安全隐患就相对增多,比如,2017年腾讯科恩实验室远程共享特斯拉汽车,通过手机能够解锁任意车门,甚至远程控制刹车系统,控制整个电气网络[2]㊂同时如果外部人员入侵了车辆控制系统,也可以获取车主使用的个人信息,造成隐私泄露等不安全因素㊂任何汽车网络控制系统都必然会存在漏洞,因此要采用漏洞检测技术进行智能检测,弥补漏洞,当发现外部攻击时,及时报警,并且开启自动防御机制㊂通过渗透测试㊁威胁分析与风险评估等技术检测数据威胁,像计算机自检㊁漏洞检测和系统修复一样对T S P ㊁I V I ㊁T C U ㊁A P P 等重点节点进行测试,通过采用漏洞和威胁数据库智能检测恶意代码㊂1.3实现故障检测和远程救援传统维修模式不能远程诊断汽车发动机故障,仪表盘没有故障码也不能精准判断车辆的故障状态,比如奔驰C 180发动机指示灯亮,可能由多种原因产生,可能是油品不好,三元催化堵塞,还可能传感器故障㊁火花塞故障㊁点火圈故障㊁燃油泵故障或者是发动机系统故障等,要具体检测就要使用计算机专业检测故障码,如果车辆在行驶中,不能判断状态,那么就会导致问题㊂但是采用远程检测系统,根据检测结果将传输故障码,就能够有效解决这一问题㊂典型代表如李中豪的O B D 信息采集系统实现了故障诊断[3],林砺宗的工程车辆远程监控系统实现了远程启动[4]㊂此外,车辆自燃也是一个潜在风险,尤其是新能源汽车,采用智能控制可见监测这些风险,比如当电池温度过高,就会自动给车主发出警报,避免自然风险㊂2移动智能背景下汽车的远程控制系统的设计2.1系统需求实时定位汽车,全面监控车辆信息,数据即时上传,车辆状态全面监控,准确估算载重量,采集动力系统关键参数㊂配合移动端平台管理车辆,针对车辆安全风险制定远程控制措施,能够远程开闭车锁,升降车窗,开闭车灯,控制雨刷,实现远程上下电等㊂远程升级,可以在车26收稿日期:2020-02-10辆任何状态升级,后台运行,满足双链路通信功能,具备短线重连功能,同步唤醒功能和车辆运行状态识别和控制功能,能够完成高频监控,对汽车数据进行高频采集㊂同时针对车辆可能发生的故障进行远程监测,对车辆原件和控制器进行操控㊂最后,要具备系统网络漏洞在线检测和修复功能,能够应对外来攻击㊂2.2方案制订系统主要采用C A N总线,总线中没有I P设计,是根据I D去识别数据帧,采用优先级识别方式,显性电平连续位数多寡决定优先级高低,因此不会出现数据淹没的情况㊂将嵌入式远程控制系统安装在汽车上,使用G S M 模块作为无线传输和定位设备,接收车辆发送的故障信息,调用网络资源和工程师进行技术分析,然后再给出维修方案㊂信息采集单元包括资料查询㊁远程诊断㊁紧急求助㊁常见故障等内容,为技师和驾驶人员提供维修手册㊁电路图㊁故障代码等㊂实现移动手机端智能沟通和操作,依托安卓和I O S平台,检测发动机转速㊁点火时间㊁燃油修正㊁水温㊁油耗等信息㊂工程师还可以通过车辆端发送的无线传输行,读取仪表盘的故障码,进行远程诊断,比对数据库信息,准确检测故障㊂2.3软硬件选择整体设计上本着简单㊁经济㊁模块化㊁高采集频率和可靠性的原则,软件系统包括服务器㊁监控平台㊁M y S Q L 数据库㊁监控数据包㊁G P R S网络和车载终端等部分㊂硬件系统包括O N挡充电唤醒㊁二级L D O电源㊁G P S模块㊁G P R S模块㊁蜂鸣报警器㊁系统状态指示灯㊁电池系统㊁C A N系统㊁M C U管理系统部分等㊂2.4总体架构移动智能的汽车远程工作系统架构如图1所示,车在网络主要采用以下几种网络:车内网以C A N总线连接,传输速度可超过1M b/s,车门㊁天窗㊁座椅控制等系统使用L I N总线,传输速度超过20k b/s,F l e x R a y总线技术是一种新的共享技术,传输速度较高,可高达10 M b p s,在高端车中使用频率较高,也可以用于车在网络部分㊂MO S T用于传播多媒体数据,传输速度可高达150M b/s,同样成本较高㊂L V D S以铜缆双绞线传输,传输屏幕和摄像头数据,适合汽车科技化㊁智能化㊁网络化的发展趋势,满足未来驾驶系统的网络实时需求㊂系统采用M C U和μC/O SⅡ远程控制系统,为了提升网络安全水平,采用A E S-128算法加密,提高速度的同时,确保安全性㊂车载以太网包括物理层(B r o a d R-R e a c h技术)㊁数据链路层㊁网络层㊁传输层㊁应用层等,包括D O I P数据帧㊁C A N协议字段㊁U D S协议㊁A V B协议簇㊁T C P/I P协议簇等㊂以D I O P协议为例,在U D S服务基础之上采用E n t i t y架构,实现诊断连接的场景㊂C A N总线协议没有I P地址的概念,结合U D S诊断格式等模式,车载I V I和T S P等技术进行目标主机信息搜集,可以采用I C M P E c h o R e q u e s t,T C P,U D P等端口扫描技术,结合主机存活探测技术,设置I C M P数据包的t y p e字段为8,判断目标主机是否在线㊂图1汽车远程控制系统架构图2.5漏洞检测设计漏洞探索技术方面最重要的是操作系统探测,一般可以采用I C M P协议等技术和模糊匹配算法㊁决策树等方法等㊂本设计采用D O I P协议,并且对数据帧进行了改进,如图2所示㊂图2D O I P协议数据帧移动智能下汽车的远程控制系统主要面临内部攻击和远程攻击两个方面,前者是因为C A N总线㊁以太网㊁E C U等系统存在漏洞和缺陷,外部威胁包括云端威胁㊁传输威胁㊁终端威胁等㊂车内网的检测一般需要协议分析㊁漏洞分析㊁车在协议脆弱点㊂初始化权值矩阵㊁模糊测试㊁异常监控等操作,通过信息搜集㊁端口扫描㊁漏洞分析等流程,报告漏洞结果,比如针对C A N总线可能存在的漏洞,通过构造畸形数据包的形式进行判断,结合人工智能等技术提高模糊测试的概率㊂对车载以太网的检测难度较高,因为目前暴露的漏洞较少,因此可以参考以太网的漏洞,比如H T T P协议的C h u n k传输㊂总体设计目标:确保网络安全,快速检测漏洞,自动识别并且预警㊂具体操作步骤上,可以设计如下流程: (1)确定测试目标㊂先判断车内外还是车外网,识别服务商,进行主机存活探测,系统和开放端口的扫描,根据信息判断漏洞㊂(2)检测车内网的网络和协议,测试控制系统安全性,强化信息反馈㊂(3)确保系统的通用性㊁模块化和可扩展性,构建模糊测试的体系,比如采用e x p,p o c 验证漏洞㊂在此基础上,对测试系统进行改进,包括确定测试目标㊁输入变量㊁分析漏洞㊁生成数据㊁执行测试㊁监控回放㊁判断漏洞等流程㊂(4)异常恢复㊂在发生异常时,提出报警,并且自动恢复,比如当E C U发生故障,会启动R e s e t服务,提升安全访问权限㊂当远程控制系统面临外部攻击时,系统会受到s e e d请求,并且将本地数据与K e y数据对比,强化认证,当识别攻击风险时,启动警362020年第03期2020年第03期报机制,自动清除外部威胁㊂2.6系统测试和改进在远程控制系统设计的过程中,还要根据测试效果对控制系统进行改进,主要包括以下几个部分:(1)系统模块测试部分首先是C A N 数据收发测试,采用C A N 卡U S B C A N -2E 和配套软件,测试时间为12h ,如果12h 报文都能正常收发,那么就说明稳定性较强㊂其次是G P S 模块测试,连接好串口调试线路后,用串口助手查看测试语句,如果出现字符错乱的现象,则表示存在问题,如果零漂误差在10~15m ,则说明满足终端应用的需求㊂再次是G P R S 模块测试,与U S B 转T T L 串口相连,进行端口调试,如果服务器能够确认,说明系统数据功能正常㊂最后是基站定位测试,发送A T 指令 A T+C L B S=4,1 ,如果发送后相应速度快,则说明控制系统精确度高,误差小㊂(2)系统功能测试部分第一要测试C A N 固件升级,进行B o o t L o a d e r 测试,上传升级包,同时对更新故障情况进行模拟,写一个死循环应用程序,验证中断跳转功能㊂第二是远程升级测试,在系统更新后不会进行复位,如果在车辆升级过程中驶入无G P R S 信号的区域,或者终端掉电,就会出现相应的测试结果㊂第三是综合模拟测试,全面测试系统的故障检测㊁数据采集㊁定位等功能,向移动端发送整车测试报文㊂第四是远程控制测试,通过B C M 实现,以解锁为例,通过控制平台下发300次车门开闭等操作,确保执行成功率为100%,同时加入人为干扰模拟因素,确保终端检测到人为操作因素,实现对汽车的远程控制㊂第五是在车辆状态信息测试,对车重进行估算,从空车状态进行测量,每增加100k g 进行一次测量,同时测量水温㊁胎压㊁动力系统等各方面指标㊂第六是对车辆故障进行测试,通过车辆故障模拟手段发送故障码,以检测车辆故障,比如给车辆加低品质汽油,观察故障码,在加入燃油宝后,故障码消失则说明系统完好㊂3结语移动智能是未来汽车自动化控制领域发展的趋势,尽管研究对智能汽车远程控制系统进行了设计,但是在设计中还有值得继续改进和优化之处,比如故障码解析能力还需要提高,在无G P R S 信号的状况下会出现数据丢失,车辆控制功能较弱,应对外来网络攻击能力有待提高,智能性不足等问题,这都需要提升自动化程度,进一步解决㊂参考文献[1]郑子健.车载以太网通信技术研究[D ].天津:河北工业大学,2017.[2]马腾若.腾讯安全联合实验室公布十大技术研究及应用成果[J ].计算机与网络,2018,44(7):14-17.[3]李中豪.车联网中基于O B D 的车辆信息采集系统的硬件优化设计及E M C 测试[D ].西安:长安大学,2017.[4]林砺宗,徐俊锋,翟俊忠.基于S I M 900A 的工程车辆远程监控系统[J ].仪表技术与传感器,2018(2):13-15.(上接第59页)表1 常见故障及排查措施故障现象故障原因处理措施N =0且0ɤV 0<1传感器电缆短路检查传感器的信号线N =0且V 0=12传感器连接电缆断路重新调节传感器稳峰电压N 值偏小仪表未调好稳峰电压重新调节晶体有气泡,发黄,裂开现象更换晶体放射源或接收器未放到位或方向错将放射源与传感器放到位,方向正确N 值偏大,甚至超过100000开机时电位器未调好,记数饱和关机后重调节仪表前面板电位器传感器连接电缆屏蔽线断或微机板坏检查传感器的屏蔽线是否断或更换主板实际波动不大,但检测显示波动大控制参数设置不当重新优化参数传感器或电缆进水检查传感器及高温电缆放射源或传感器没有固定好重新检查并固定4结语液面自动控制系统成功改造并投用后,取得极其明显的效果㊂不仅降低了工人的劳动强度,而且还能创造更多的经济效益,见表2㊂表2 四个流改造前后的效果对比手/自动人工数漏/溢钢(年次数)铸坯合格率常规拉速(m /m i n )铸坯质量手动(前)4120+98.5%2.5一般自动(后)2ʈ3299.95%3.3明显提升从上表得知,人工成本节约50%,漏钢/溢钢次数下降73.33%,铸坯合格率提高1.45个百分点,拉速效率提升32%㊂效率提升后,每年至少可减少单机生产时间约19d,为设备维护赢得更多的时间,有利于降低设备故障率㊂直接经济效益方面,包括人工成本支出㊁坯头坯尾损失㊁铸坯质量改善㊁拉速提高㊁低温快铸㊁节能降耗等多方面的保守估算,预计年综合效益能达600万元以上㊂改造后,生产自动化水平和效率得以大幅提升,为公司经济效益的再提高 添砖加瓦㊂参考文献[1]邓华.源型检测系统在钢水液面控制中的应用[J ].自动化与仪器仪表,2013(02):100-102.[2]范维新.结晶器液面控制实现模糊自适应P I D 调节的实践[J ].冶金设备,2017(S 2):452-456.46。

汽车门锁机械原理汽车门锁是汽车的重要组成部分，它的机械原理决定了汽车门的打开和关闭方式，保障了车辆的安全性和便利性。

本文将从汽车门锁的机械原理进行详细阐述。

一、机械结构汽车门锁由锁芯、锁舌、锁体和门锁杆等部分组成。

其中，锁芯是汽车门锁的核心部件，它通过转动实现锁舌的伸缩，从而实现门的打开和关闭。

锁舌是锁芯的延伸部分，通过与车门的锁座相连接，确保车门的固定和安全。

锁体是锁芯和锁舌的支撑部分，它通过与车门的锁壳相连接，固定整个门锁结构。

门锁杆是连接车门和锁体的部件，它通过与车门的门锁扣相连接，实现锁体的移动和固定。

二、工作原理1. 关锁过程当车主希望将车门锁上时，首先将车门关闭，使锁体与锁壳完全吻合。

此时，锁芯处于开锁状态，锁舌处于伸出状态。

车主旋转钥匙，钥匙上的齿轮带动锁芯旋转，使锁芯内部的机械结构发生变化。

锁芯旋转的过程中，锁芯的凸轮与锁舌的凹槽相接触，使锁舌向内收回。

当锁芯旋转到一定角度时，锁舌完全进入锁体内部，车门得以锁上。

2. 开锁过程当车主希望打开车门时，首先将钥匙插入锁芯，并旋转钥匙。

钥匙旋转时，齿轮带动锁芯旋转，使锁舌从锁体内部伸出。

当锁舌完全伸出后，锁舌与车门的锁座相接触，车门得以打开。

三、安全性设计为了提高汽车门锁的安全性，现代汽车门锁采用了多种安全设计。

其中之一是芯片式锁芯。

芯片式锁芯内部嵌入了芯片，通过与车辆的防盗系统相连接，实现车辆的远程开锁和闭锁功能。

另外，还有指纹识别、密码锁、智能卡等安全技术应用于汽车门锁，进一步提高了车辆的安全性。

四、维护与保养为了保证汽车门锁的正常工作，车主需要定期对门锁进行维护与保养。

首先，要保持门锁的清洁，避免灰尘和杂质进入锁芯和锁舌，影响其正常运转。

其次，要定期给门锁加油，使用专用的门锁润滑油，以减少磨损和摩擦，延长门锁的使用寿命。

此外，车主还应定期检查门锁的固定螺丝是否松动，及时进行紧固，避免门锁松动导致车门不稳定。

总结：汽车门锁的机械原理决定了汽车门的打开和关闭方式。