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  • 激光雷达在无人机和工业自动化等领域的发展

    激光雷达在无人机和工业自动化等领域的发展

    激光雷达依然是投资者和技术专家眼中的香饽饽,他们不但着眼于该技术在汽车行业的应用,还准备让激光雷达在无人机、工业自动化、地图和机器人等领域发光发热。 当然,现在就断定激光雷达将在汽车行业鲸吞巨大市场份额还为时过早,因为制造商们还在忙着降低这种传感器的价格呢。同时,闻到了“血腥味”的新创公司们也如雨后春笋般从世界各地涌现出来。如果资金和时间都足够充足,它们当中肯定有公司能成长为行业领导者。 举例来说,以色列的Oryx Vision公司前不久在 B 轮融资中拿到了5000万美元。这也就意味着这家公司在成立15个月后就拿到了 6700 万美元的资金。 另一家以色列激光雷达新创公司 Innoviz Technologies 也在 B 轮融资中收获 6500 万美元,大金主中甚至还包括德尔福和马格纳等业界巨头。B 轮融资结束后,Innoviz 的总融资额已达 7400 万美元。与 Orxy 一样,Innoviz 也是 2016 年才成立的新公司。 Orxy 的车载激光雷达产品 市场研究公司也看好激光雷达市场的未来潜力,Grand View Research 就预计,到 2024 年全球车用激光雷达市场规模将达 2.232 亿美元。 MarketsandMarkets 则从更广阔的视角(涵盖各行业的激光雷达应用)对激光雷达市场的发展做了预测,它认为到 2022 年全球激光雷达市场规模将突破 52 亿美元,五年间其年复合增长率高达 25.8%。 据 BIS Research 估算,2016 年激光雷达市场规模就达到了 6500 万美元,未来十年内其年复合增长率都不会低于两位数。Global Market Insights 则表示,激光雷达在其他领域创造的价值将从 2015 年的 3.65 亿美元增长至 2023 年的 11 亿美元。 从地区上来看,Mordor Intelligence 认为北美激光雷达市场到 2020 年规模将增长至 8.8 亿美元,而 2015 年只有 5.5 亿美元,年复合增长率接近 10%。 西门子旗下 ADAS 和自动驾驶部门负责人 Amin Kashi 表示,激光雷达传感器的尺寸和可靠性都有了较大提升。值得一提的是,一些激光雷达已经用上了固态设计,它们不再需要老式机械激光雷达的活动零部件了。 “现在已经有 16 家公司在攻坚固态激光雷达。”Kashi 说道。“不过从路线图来看,这些公司的解决方案一时半会还无法进入量产阶段。完成这些模组的可靠性和标准化测试至少还需要一两年时间。” 激光雷达可不是简单的单一芯片,想拿出解决方案并不容易。同时,传感器芯片工作时还需要克服严酷的环境。 “这样的背景下,可靠性就变得非常重要。”Kashi 说道。此外,自动驾驶汽车到底需要安装多少激光雷达也是一个未解之谜。“不同车辆可能需要不同数量的激光雷达。”Kashi 预计,最高级别的自动驾驶汽车至少需要 2-5 台激光雷达。 一些市场观察家认为激光雷达并非不可或缺,不过 Kashi 认为这种看法是大错特错,因为未来激光雷达、摄像头和雷达会成为超级铁三角。 “业内动静大得吓人。”他说。“一级供应商们都在试图杀入这一市场,最好的方法就是与这些新创公司结盟。而对新创公司来说,如果想赶上未来几年的自动驾驶风口,就必须尽快把概念和原型产品量产,大公司们是最好的帮手。不过说实话,虽然有大量公司一头扎进这一市场,但与几个月前相比,我并没有见到大的突破。” 不同的起跑线 可以肯定的说,没有突破并非各家公司不努力,新创公司们正试图通过不同的路径突破激光雷达带来的挑战。 以硅谷新创公司 Cepton Technologies 为例。 “我们的核心技术主要在激光发射和感应阵列上,高分辨率的图像全靠它们。”Cepton 公司商业开发主管 Wei Wei 说道。“在垂直和水平方向上,我们的分辨率都能达到 0.2 度,而对旋转式的激光雷达传感器来说,垂直方向的传感器一直是个软肋,而 Cepton 的激光雷达在分辨率上是它们的 4-5 倍。” 去年 2 月份,Cepton 的激光雷达就开始销售给硅谷、亚洲和德国的客户。眼下,Cepton 的团队仅有 30 人,但在快速增长中。去年 5 月份,它还在英伟达的 GPU 技术大会上推出了远程和广角激光雷达产品。 “我们的激光雷达功能上更像摄像头或人类视觉系统,它会将你的像素浓缩进前视视角,这是我们与市售旋转式激光雷达的最大区别。”Cepton CTO Mark McCord 解释道。“我们的主要目标是适应未来汽车行业的需求,因为人们可不想要一个在车顶呼呼旋转的传感器。激光雷达会被整合进车辆其他部位。” Cepton 还有其他优势,比如解决方案用的都是现成零部件,自己有生产制造能力。不过对这些新创公司来说,如何将自家技术商品化是个大挑战,因此 Cepton 也在四处寻找合作伙伴以提升制造能力,而一级供应商们恐怕是最佳选择。 据雷锋网了解,今年 Cepton 将进一步打磨车载激光雷达,2019 年就会和 OEM 商一起做联合系统验证。“与此同时,我们还在其他市场找机会。”Wei 说道。Cepton 已经和一些地图公司进行接洽。 价格战不远了? 另一家硅谷新创公司 Quanergy Systems 则信心满满的提前宣布自己赢得了激光雷达价格战。 了解, Quanergy 的固态传感器芯片定价仅为 250 美元,而且这家公司还拉来了 Sensata 帮忙制造激光雷达。Quanergy CEO Eldada 表示,车用级别的 Quanergy 激光雷达芯片今年 9 月就能在市场上买到。 “毫无疑问,激光雷达是很多工业领域自动化进程中不可多得的强援,向该领域投资绝对是个好选择。”Eldada 说道。“不过,激光雷达行业未来也会发生大动荡,一些公司会迅速崛起,但另外一些则会成为炮灰。” Eldada 强调,他的目标是将激光雷达售价拉低到 100 美元以下,只有这样这款产品才能渗透进智能家居、安保和智慧城市等新市场。“你肯定会听到有人说‘谁在乎成本?’但事实上,每个人都盯着成本。也有人会说,我能搞定能塞进车里的激光雷达,最初定价 40 万美元,最终能降价到 2 万美元。谁又会在乎这些?何况谁又不会画大饼?现在来看这些产品要么是 MEMS 系统,要么是基于反光镜的系统,而它们表现都不怎么样。” 与上面这些新创公司不同,Velodyne 实打实的拿出了产品,也是业内公认的领军企业。它不但在圣何塞有自己的工厂,在加州阿尔梅达还有研发分部。 Velodyne CTO Anand Gopalan 指出,Velodyne 在激光雷达行业已经浸淫十多年,同时它们的产能也有保证。最近它还刚刚签下了奔驰研发部门的感知系统大单。 “激光雷达在研发上的困难是多方面的,我们需要增加其探测距离,提高分辨率和视野,同时还要让 激光雷达适应车辆的日常使用环境。当然,成本也必须有优势。”Gopalan 说。“我们是激光雷达市场老手了,自动驾驶市场需求相当巨大,因此激光雷达未来肯定能大卖。眼下,Velodyne 正在扩充产能提升产量,未来目标是年产百万台激光雷达。” 除了车载电子,Velodyne 也在积极探索激光雷达在高精地图、无人机、机器人和工业设备上的应用。“当然,自动驾驶行业对激光雷达的需求增长最为迅猛。” 该公司的最新产品也是固态激光雷达传感器,不过它还处在原型状态,今年晚些时候或 2019 年才能量产。据悉,这套系统基于 Velodyne 独创的 ASIC 技术。虽然这款产品主要为 Level 4/5 级别自动驾驶车型打造,但依然拥有很多 ADAS 功能。 “激光雷达唤醒了许多半导体技术。”Gopalan 解释。此外,许多光学技术也重新派上了用场。同时,两者的结合也让拉低激光雷达价格成为可能。眼下,Velodyne 位于圣何塞的全自动工厂正在进行旗舰产品的生产。 激光雷达先行者们正在塑造这个市场,公司们的大力投资肯定也将在自动化时代得到兑现。

    时间:2020-07-27 关键词: 无人机 激光雷达 车载电子

  •  AI和无人驾驶需求下的未来汽车电子结构分析

    AI和无人驾驶需求下的未来汽车电子结构分析

    这是一款中级豪华轿车的电子电器架构, 如图1所示, 是一种平行的、由不同带宽和信号传输标准 (protocol) 并通过网关(Gateway)连接而成的网络, 这里有CAN(controller area network)、FlexRay、MOST、LIN、LVDS(Low voltage differenTIal signaling),甚至模拟信号的直接连接。 图1 一款豪华轿车的EE架构 车载电子网络已经有上万个信号在不同传输标准 (protocol)下收发,不同形式的软件在不同的上百个的电子控制模块运行,软件的规模已经超过100 Mio.行,如何把控这样的复杂体系,有效地验证其整体功能和安全, 还同时要把研发和整车成本控制在一定的范围内,这是主机厂现在面临的一个巨大挑战。 让我们回顾一下个人电脑(Personal Computer)的发展历程,自1981年8月IBM发明PC以来, 电脑的硬件架构是基本固定的和可扩展的(scalable), 有CPU、GPU, 有PCI-Bus,有端口USB、VGA、HDMI,还有工作内存、硬盘或SSD; 软件方面,有一个操作系统,有不同的应用软件,而连接这些PC的网络,是以太网(Ethernet) 。 图2 IBM PC5150 这里作者指出,汽车的电子模块对比PC,有如下的巨大区别: 图3 汽车电子模块与PC的对比 面对车联网(V2X) 、驾驶辅助系统ADAS(advanced driver assistance system) 、整车电气化(electrificaTIon) 、以及未来无人驾驶(autonomous driving)的市场,现有汽车的电子电器架构已经不能满足未来的需求了。大量的数据 (雷达、激光雷达、摄像头、以及其它各种传感器的信号,还有V2X的信号)需要接收、处理、并发出相应的指令到执行机构。 对此,笔者提出如下三个观点: 第一:开发和制定一个标准的、可扩展的汽车用电脑,把它称为iPC(车载电脑) iPC如同一个高性能的、可扩展的PC,拥有标准的CPU (central processing unit)、GPU (graphic processing unit) 、SoC(system on chip),和其它可扩展的AI芯片,比如NPU (neuronal network processing unit) 。在2000年,我还在德国戴姆勒集团负责动力总成电子系统,和同事们研讨未来汽车电子时,就有了iPC想法的雏形 。 iPC的操作系统可以统一,比如Linux。iPC的网络端口主要是以太网(Ethernet),带宽1Gbps至100Gbps,集成了未来的5G移动网络, 以及I/O端口。这是属于PC和服务器制造公司、创新科技公司的一次世纪机遇!也是汽车电子行业重新洗牌的时刻! 第二:制定和实施汽车以太网(automoTIve ethernet) 以太网在互联网、个人电脑、工业自动化已经有了广泛的应用。未来的中国制造2025、或者德国工业4.0,物联网(internet of things),它们都有一个共同的载体Ethernet!汽车网络之所以至今少有应用以太网(少数在多媒体的应用除外),其中一个主要障碍就是以太网的实时性 (real TIme capability) 。 以太网一般要等待先传输的一个信号包 (package)投递到达,才能传输第二个信号包,这样,对发动机、转向或制动系统的控制信号,是不能满足要求的。为了使以太网能够实时控制(time trigged),IEEE802.3制定标准,可以发送快递信号包(express package),它可以先暂停在传输中的信号包,让快递信号包实时送达后,再传送暂停了的信号包,以解决发动机、转向、制动系统的实时控制问题。另外,如果利用PoE(Power over Ethernet),可实现不外加线束、直接驱动一些执行器。 第三:开发独立于硬件的应用软件 现有五花八门的车载电子控制模块,因为它们来自不同的Tie1,有不同的硬件、不同的操作系统,更有不同的应用软件,这对于OEM来讲,是一个极高成本的、大风险的、十分复杂的集成和验证工作。 如果有了车载电脑iPC,有了iPC的统一的操作系统,就能给与软件科技公司一次巨大的机遇,开发独立于硬件的应用软件,如同App,可以在不同的硬件环境下正常运行, 客户甚至可以依据个人需求付费下载(new business model), 也使OEM可以简单地集成、验证、再用(re-use) 。我的一些德国汽车主机厂(BBAP)的同行们,同样希望有独立于硬件的应用软件,便于进一步开发、再应用(re-use),甚至便于切换Tie1。 图4 开发独立于硬件的应用软件 图 5 基于iPC的汽车电子 总结 汽车电子的未来架构将是车载(automotive ethernet) 。 作者在这里提出三个观点: 1) 标准化、可扩展的车载电脑iPC 2) 统一的操作系统 (比如Linux) 3) 独立于硬件的应用软件 这将是未来汽车发展的趋势,给与PC、服务器制造商和科技创新公司,以及独立的软件科技公司带来了崭新的商机 。打破系统Tie1的垄断,正是中国零部件企业的世纪机遇! 预测到2025年, 以太网在汽车电子的渗透率将超过50%, 而它带来的不仅是技术的跨越,也是降低成本、轻量化和汽车个性化(iPC的App, 软件更新OTA), 车联网V2X,无人驾驶(routing & map via cloud)的新突破。 作者刘晓毅博士(观昱机电技术(CostKey-Solutions.com)创始人),德国戴姆勒集团(奔驰汽车)21年的资深汽车技术经验(动力总成电子控制系统系列开发和商务车电子架构设计、整车企划、成本工程、新工艺开发、变速箱生产等部门高级经理),主导过奔驰汽车重卡16挡自动化变速箱系列开发、动力总成零部件和空客大型结构件的新工艺开发、电动商务车整车和成本企划、商务车及轿车的多项降低成本重点项目(PKO/OPTIMA,CTX, CORE)。长城汽车技术中心担任高层技术管理,为长城汽车集团组建了中国车企第一个全建制的成本工程体系、方法和流程,并使它融入了集团的整个产品过程。

    时间:2020-07-16 关键词: 汽车电子 车载电子

  • 中国2018年汽车电子市场规模增长

    中国2018年汽车电子市场规模增长

     我国从20世纪90年代开始进行汽车电子产品的研发及产业化,目前已建立了一定的技术基础,汽车电子行业在我国汽车产业蓬勃发展的带动下迅速发展。我国汽车产业仍处于普及期,有较大的增长空间。汽车产业已经迈入品牌向上,高质量发展的增长阶段。 2017年我国汽车电子市场规模为5214.91亿元,2018年我国汽车电子产品市场规模增长至5584.50亿元。2018年,我国汽车产业面临较大的压力,产销增速低于年初预计,行业主要经济效益指标增速趋缓,增幅回落。一方面由于购置税优惠政策全面退出造成的影响;另一方面受宏观经济增速回落、中美贸易战,以及消费信心等因素的影响,短期内仍面临较大的压力。2018年,汽车产销分别完成2780.9万辆和2808.1万辆,产销量比上年同期分别下降4.2%和2.8%。   2018年中国新能源汽车产销分别完成127.05万辆和125.62万辆,比上年同期分别增长59.92%和61.74%。其中纯电动汽车产销分别完成98.56万辆和98.37万辆,比上年同期分别增长47.85%和50.83%;插电式混合动力汽车产销分别完成28.33万辆和27.09万辆,比上年同期分别增长121.97%和117.98%。   虽然国内汽车产量出现一定程度的下滑,但我国汽车电子行业依旧维持较快的增长态势,推动中国汽车电子市场增长的原因有几方面: 1)整车产销将恢复增长态势; 2)因进口替代使汽车电子产能向中国积聚,导致汽车零部件产值增长高于整车增长; 3)渗透率的增长,汽车电子中国起步晚,混动汽车电子化率接近 50%,纯电动车电子化率接近 70%,因此随着新能源汽车(混动+电动)的销量增长,未来汽车电子渗透率将提升; 4)国产汽车产品升级步伐加快; 5)消费者需求不断向汽车电子倾斜。在所有四大类汽车电子产品中,车载电子产品已经成为中国汽车电子市场的一个亮点,车载GPS、TPMS、智能后视镜等新兴车载电子产品市场的潜力逐步释放,这也为本土企业创造了更多的发展机会。 车载电子产品成长的推动力主要来自于后装市场,得益于消费者对于行驶中娱乐和交通信息获取的需求不断发展,娱乐内容载体的更换推动了产品的升级。就细分市场而言,2018年我国车身控制系统市场规模为4378.8亿元(其中发动机控制系统1348.5亿元、底盘与安全控制系统1777.9亿元车、身电子控制系统1252.4亿元),2018我国车载电子装置市场规模达到1205.7亿元。

    时间:2019-08-30 关键词: 汽车电子 tpms 车载电子

  • DENSO获得Imagination最新的授权,将推进车载电子技术的发展

    DENSO获得Imagination最新的授权,将推进车载电子技术的发展

    Imagination Technologies 宣布,正在加强与 DENSO 的合作关系,为未来的车载系统开发更强大的处理技术。DENSO 已取得 Imagination 的 MIPS I6500 CPU 和 PowerVR Series8XT GT8525 GPU 授权,将用来开发一款测试芯片,借此开拓硬件多线程和虚拟化技术在先进驾驶辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶等汽车电子系统中的功能。 下一代车载电子系统越来越复杂,需要高性能、高效率的异构处理。MIPS I6500 CPU为这些多核设计提供了高性能、高效率、可扩展至64个包含多线程多核 MIPS CPU 的异构集群,并提供接口便于将系统中其他硬件加速器加入此集群。 PowerVR GT8525 是以 Imagination 新的 Furian GPU 架构为基础,专为实现包括汽车系统在内的新一代消费类设备所设计,能够在移动功耗限制内持续地提供高分辨率、沉浸式图形内容和数据计算。两款处理器均内置了硬件虚拟化技术,这是在复杂 SoC 中提高可靠性与安全性的重要基础。 DENSO 公司基础电子技术部半导体 IP 部门总经理 Hideki Sugimoto 表示:“我们很高兴能与 Imagination密切合作,共同研究 MIPS 和 PowerVR 处理器中内置的高度差异化技术,我们相信这些技术将会为下一代的车载电子系统的性能、效率与可靠性带来显著的积极影响。我们正在开展这项计划,旨在加速围绕汽车系统处理领域的行业创新。” Imagination 公司 MIPS 处理器 IP 执行副总裁 Jim Nicholas 表示:“DENSO 是一家高度创新的汽车供应商,投资从半导体到系统级的技术,从而使其能够提供先进的高效率产品。该协议充分展现了 Imagination 对 AI 处理架构的愿景 ─ 异构、高性能、高效和安全。” Imagination 公司 PowerVR 处理器IP执行副总裁 Mark Dickinson 表示:“我们很高兴与 DENSO 这一领先汽车技术供应商合作。这充分显示了 PowerVR Series8XT GPU是车用图形和计算处理器的理想选择。PowerVR Furian 架构在其他 GPU 不匹配的受限功率范围内提供了所需的性能和高级功能,比如硬件虚拟化。” DENSO已投入技术与产品的开发,致力于构建一个没有交通事故的社会。基于这些技术,DENSO 将继续为世界各地的人们——不仅是司机和行人——建立一个安全可靠的汽车社会做出贡献。

    时间:2017-08-10 关键词: 车载电子 denso

  • 富士通针对车载电子和工业控制系统推出全新FRAM存储解决方案

    富士通针对车载电子和工业控制系统推出全新FRAM存储解决方案

    支持宽温并符合AEC Q100验证规范的非易失性内存技术   富士通电子元器件(上海)有限公司今天宣布,推出全新FRAM(铁电随机存储器)解决方案---MB85RS128TY和MB85RS256TY,此为该全新产品系列的首推器件。这两款器件可在高达摄氏125度的高温环境下运作,专为汽车产业和安装有电机的工业控制机械等设计,且符合严苛的汽车行业AEC Q100标准规范。富士通电子希望通过该全新产品系列拓展其汽车市场的各种应用,并支持产品创新的研发项目。   车载电子控制系统对于存取各类传感器资料的需求持续增加,因此对于高效能非易失性内存技术的需求也越来越高,因为当系统在进行资料分析或是其他数据处理时,只有这类内存才能够可靠而无延迟地储存传感器所搜集的数据。由于FRAM属于非失去性内存,不仅能进行高速随机存取,且拥有高耐写度的特性,因此能以最佳的性能满足这类应用的需求。目前,FRAM器件能支持如安全气囊数据储存、事故数据记录器(EDR)、电池管理系统(BMS)、汽车驾驶辅助系统(ADAS)及导航与信息娱乐系统等应用中的实时且持续的数据储存,故能降低系统复杂度并提高数据完整性。 富士通电子的全新车用FRAM 产品MB85RS128TY和MB85RS256TY搭配SPI界面,提供128kbit和256kbit两个容量。其操作电压范围为1.8~3.6V,操作温度范围为摄氏零下40~125度,这样的宽温范围符合车用市场标准及高温环境下的工业应用需求。MB85RS128TY和MB85RS256TY提供高达10兆次的写入次数,采用标准SOP-8封装。 富士通电子产品管理部总监冯逸新表示:“汽车产业正经历史上最大幅度的转型。通过全新FRAM解决方案,我们得以支持创新公司将创意转化为实际产品。我们不只为全球的客户提供器件,更为基于此FRAM的每项开发项目提供顾问服务,与客户一起克服挑战并协助他们加快创新流程。” MB85RS128TY,MB85RS256TY现已提供工程样品。AEC Q100认证预计在2017年7月完成。

    时间:2017-06-05 关键词: 富士通 工业控制 fram 车载电子

  • 英特尔斥巨资在无人驾驶上的原因:看好车载电子

    英特尔斥巨资在无人驾驶上的原因:看好车载电子

     在3月17日,高通发布一则声明,他们决定将“高通骁龙处理器”改名为“高通骁龙移动平台”,高通还表示改名是为了更好地区分高通全部产品线,改变过去人们对于高通是一家移动处理器制造厂商的印象。高通还宣布,他们将把SoC产品分为两个品牌。高通移动将用于所有200级“移动平台”,而所有高端将继续使用骁龙品牌。     高通移动平台 高通公司产品营销副总裁Don McGuire表示:骁龙不仅仅是一颗单独的CPU,它是一块集成了多种技术芯片,包括硬件(CPU,GPU,DSP和调制解调器、RF前端、高通快速充电、高通Aqstic音频DAC、Wi-Fi 802.11ac和11ad、触摸控制器和指纹技术。),同时提供软件和服务(软件解决方案以及专利授权等),这些都不是简单的“处理器”这个词可以替代。     高通技术 高通对外公开宣布骁龙处理器改名及区分的主要原因,是这几年手机发展迅速,高通的处理确实让很多人印象深刻。不过高通并不是一家简单的CPU设计厂商,他们的业务范围还包括了GPU、基带、音频解码等硬件,同时也为提供软件服务专利授权等。在去年以470亿美元收购了恩智浦半导体之后,高通进军汽车半导体的目标就非常明显了。       车载电子 高通进军汽车半导体,主要的原因在于这几年的手机市场日渐成熟,高通虽然在基带、处理器上依旧保持了很大的优势,不过也来越多的厂商开始加入到CPU研发制造当中,对于高通来说所面临的压力相当之大。物联网(IoT)和自动驾驶正在成为下一个风口,高通收购恩智浦可以更好的帮助他们转型,抓住突破口。     车载电子 除了高通看好汽车半导体之外,另一半导体巨头英特尔也看好汽车半导体的前景,英特尔在今年的3月13日斥资153亿美元收购辅助驾驶企业Mobileye。说起Mobileye也许有很多人不知道,不过如果说起特斯拉,那么大家是不是很熟悉呢,特斯拉的自动驾驶技术就是来自于Mobileye,而他们之间的合约并没有履行完成,Mobileye被收购之后是否会受到影响,目前不得而知。     英特尔   英特尔的这一次收购Mobileye在汽车界和科技界的引起了巨大的反响,不过英特尔看好汽车半导体已经可以肯定了。作为桌面处理器行业的巨头,英特尔错失了移动处理器的机遇,虽然并没有对他们造成太多负面影响,不过他们不想再错失下一个可能的发展方向。现在英特尔的主要收入中,有一般来自于桌面处理器业务,另外一半则是来自于互联网计算和云存储服务,他们已经占据了物联网的重要入口,再加上现在看好的自动驾驶技术,他们依旧拥有可期的未来。

    时间:2017-03-21 关键词: 英特尔 mobileye 车载电子

  • 车载智能感知识别,关键就在这三大传感器

    车载智能感知识别,关键就在这三大传感器

     无人驾驶技术现如今其实非常成熟了,就以现在的技术水平看,如果把大城市复杂的交通状况变成实验室特定的格局,场景内有制式统一的车辆以及符合规矩的行人正常通行,那么不用方向盘,全程自动行驶的汽车当下就可以面世了。 问题就出在了汽车如何能对现实中复杂的交通状况了如指掌,如何可以像人的眼睛和大脑一样灵活应变。关键就在需要各种各样的传感器合作来解决,它们最终将监测到的数据传给高精密的处理器,识别道路、标示和行人,做出加速、转向、制动等决策。 在智能感知识别的部分,车载光学系统和车载雷达系统是保证行车安全最为重要的,目前,主流的用于周围环境感测的传感器有激光雷达(LiDAR)、毫米波雷达(millimeterwave)、视觉传感器三种。     激光雷达(LiDAR) 通过扫描从一个物体上反射回来的激光来确定物体的距离,可以形成精度高达厘米级的3D环境地图,因此它在ADAS(先进驾驶辅助系统)及无人驾驶系统中起重要作用。从当前车载激光雷达来看,机械式的多线束激光雷达是主流方案,但受制于价格高昂的因素尚未普及开来。 在百度无人驾驶汽车车身上,除了部署了毫米波雷达、视频等感应器,其车顶就安置了一个体积较大、价值70万余人民币的64位激光雷达,谷歌同样也是采用的相同高端配置激光雷达。车载激光雷达系统的优劣主要取决于2D激光扫描仪的性能。激光发射器线束的越多,每秒采集的云点就越多。然而线束越多也就代表着激光雷达的造价就更加昂贵。 就以Velodyne的产品为例,64线束的激光雷达价格是16线束的10倍。激光雷达除了成本高昂,遇到烟雾介质以及雨雪天气中表现一般,将掣肘它的发挥。 不过作为核心传感器,低成本方案将加速无人驾驶的到来。目前,高精度的车用激光雷达产品的生产厂商主要集中于国外,包括美国的Velodyne、Quanegy以及德国的IBEO公司等。国内的激光雷达产品目前相对落后,中国航空汽车系统控股有限公司高级专务周世宁曾表示,博世、大陆、法雷奥、英飞凌、德尔福等外资零部件企业早已抢占ADAS技术制高点,特别是在传感器的市场布局上,我国汽车零部件企业已经输在起跑线上了。 原理 与雷达原理相似,激光雷达使用的技术是飞行时间(TOF,TimeofFlight)。具体而言,就是根据激光遇到障碍物后的折返时间,计算目标与自己的相对距离。激光光束可以准确测量视场中物体轮廓边沿与设备间的相对距离,这些轮廓信息组成所谓的点云并绘制出3D环境地图,精度可达到厘米级别,从而提高测量精度。 而事实上,激光雷达作为“机械之眼”,也大量应用在无人机、机器人等等方向上,只不过今天我们只讨论自动驾驶这个范畴。 优势 高级辅助驾驶系统(ADAS)及无人驾驶系统中常用的环境传感器包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达等。相比于摄像头,激光雷达的最大优势在于使用环境限制较小,即不管在白天或是夜晚都能正常使用。 毫米波雷达(millimeterwave) 毫米波是指30~300GHz频域(波长为1~10mm)的电磁波,毫米波的波长介于厘米波和光波之间,因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。同厘米波导引头相比,毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比,毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的特点,这能与激光雷达的作用产生互补。另外,毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头。 缺点是毫米波雷达由于波长原因,探测距离非常有限,也无法感知行人,而激光雷达可以对周边所有障碍物进行精准的建模。为了克服不同缺点缺点,车企势必要将这些传感器组合在一起。 目前看毫米波雷达也是智能汽车ADAS系统的标配传感器,按照目前主流分类,毫米波雷达可分为24GHz雷达和77GHz雷达。参照其特性,通常车辆周围的车辆检测使用24Ghz,前方车辆检测使用77GHz。以中国的实际国情以及芯片研发进度等行业特点来看,未来三年内24GHz毫米波雷达在国内仍有市场空间。望眼全球,我国77GHz毫米波雷达的大规模应用将稍微推后。 由于ADAS的功能,往往是通过传感器+处理器的方式捆绑销售,国内汽车毫米波雷达系统的芯片、算法还主要依赖进口,成本很高。加快开发国产的77GHZ毫米波雷达芯片并尽快车载应用,将是我国汽车毫米波雷达产业的机遇。同济大学汽车学院白杰教授认为,相对在摄像头方面的激烈竞争,毫米波雷达更有创新性,潜在的市场空间更大,机会更多。 视觉传感器 ADAS应用摄像头作为主要传感器是因为摄像头分辨率进高于其他传感器,可以获取足够多的环境细节,帮助车辆进行环境认知,车载摄像头可以描绘物体的外观和形状、读取标志等,这些功能其他传感器无法做到。从降低成本的角度看摄像头是识别用传感器的有力候补之一,在一切清晰的情况下当然摄像头是最好的选择,但是受环境因素以及外部因素影响较大,比如隧道中光线不足,天气因素导致的视线缩小等。 采集图像信息的重要工具,部分类似路标识别、车道线感应等功能智能由摄像头实现。目前摄像头的应用主要有:单目摄像头、后视摄像头、立体摄像头或称双目摄像头、环视摄像头,按照2015年全球超过8000万辆新增车辆与单车6-8颗摄像头需求,未来总体需求有望超6亿颗,对应千亿市场空间。 视觉算法在ADAS技术路线中必不可少,毫米波雷达等主动式传感器对算法依赖程度较低,算法较为简单,摄像头等被动式传感器对算法依赖程度较高,一般由第三方企业单独提供。比如视觉算法企业Mobileye。 此前,Tesla和Mobileye终止合作的事沸沸扬扬,Mobileye提供标准的传感器安装方式+地图数据云服务+软件体系平台构建,但是Tesla是想通过在线收集数据的众包模式优化自动驾驶体验,EyeQ3芯片限制了Tesla建立自己的地图,所以Tesla未来要自己研发图像算法以及图像处理芯片。 不过Mobileye还是凭几款产品占领了90%的市场份额,这家以色列的企业在当地的江湖地位相当于BAT。算法和硬件是ADAS系统的核心,也是Mobileye的核心竞争力所在。Mobileye站在ADAS的顶端,甩出竞争对手好几条街,ADAS和传统车载视觉产品对软件技术、硬件要求不同,传统车载电子公司要切入ADAS市场并不容易。国内团队如从零开始至少需要3、4年才可能完成初步的技术积累。 当然为了提高环境感知的准确度,通常需要多种传感器的组合,最终提供一个稳定耐用的解决方案。当下比较典型的就是毫米波雷达、激光雷达和车载摄像头,其他的超声波技术和红外线技术以及这些技术的算法融合都将让传感器产业带来巨大的市场。不过毋庸置疑,在汽车实现完全智能化的这几年中,传感器产业链应该是最先获得收益的。

    时间:2017-01-04 关键词: 传感器 智能感知 车载电子

  • Linux软件加速消费与车载电子融合

     汽车与电子两大行业的两大冲突 市场与需求的巨变,将为车载电子设备厂商带来前所未有的机会。目前,摆在车载电子产品厂商的关键问题在于,如何才能在最适当的时机推出消费者想要的产品?其中最重要的挑战在于灵活性,也就是怎样获得一个能够适应快速多变的市场需求的开发平台。更进一步,在同质化产品泛滥的市场环境中,车载电子设备厂商如何才能以独特的功能特性脱颖而出,而且必须达到车载产品所要求的极高的安全性。 综合起来看,目前在车载电子产品市场存在着两大冲突。首先是技术冲突。消费者已经品尝到消费电子产品所带来的便利和诱人的功能,他们急切地期望在汽车中也能享有这些功能便利。但是,与电子工业相比,汽车工业显然是一个比较传统的工业,而且是以硬件为导向的工业。近年来,电子与软件正在打破汽车工业原有的平衡,在汽车总造价中占据着越来越大的比重,同时也成为消费者选购商品时越来越重要的因素。在汽车厂商的销售总利润中,软件所做的贡献越来越多,如导航功能、iPod互连能力、视频、地图、兴趣点等等正在成为新的价值和利润贡献点。如今,汽车制造商已经很难像以往那样,以10年为单位来规划新产品的节奏。他们必须向消费电子产品市场那样,以季度或者月度来规划新产品。这些因素将会导致整个汽车供应链的重新组合。汽车整车制造商正在不断开出新的“处方”,要求上游的提供商必须拥有灵活可扩展的软件平台,以便随时增加新的功能。这就是说,在车载嵌入式软件市场中,软件平台的选择比以往任何时候都更为重要。 其次是商业模式的转变。在以往的传统汽车市场,如果一个消费者购买了一辆新车之后,他的维护和保养基本上与新车的提供商不会有什么关系了。这就是说,车商在汽车交付给客户后的5~7年内,很难再从这个客户那里赚到钱。如今,汽车的销售模式正在向更长的时间延伸,力图形成一个持续性的营业收入流,这正是计算机工业中软件所采用的商业模式,而不是传统硬件厂商所采用的商业模式。 以上两大冲突必然导致市场环境的变迁。值得注意的是,软件业的后起之秀Linux将会在这种新的环境中生存。整个汽车工业界都发觉Linux可以提供理想的软件平台,不论是消费电子与汽车工业的融合问题,还是两个产业在开发周期方面的鸿沟,乃至解除成本方面的困扰,都将因为Linux的引入迎刃而解,这对于嵌入式软件业和汽车业来说,其意义都是极为重大的。 Linux适逢其时 广泛的互连能力、先进的多媒体功能、更低的开发成本以及繁荣的应用与开发者社区,这将是汽车业拥抱Linux的最大动力,而Linux也将会显著加快车载信息娱乐市场的技术创新。 从移动通信等相邻产业的演变,我们可以发现汽车产业正在呈现出相同的趋势。如果你需要一个开放、可扩展的软件平台,Linux显然是最正确的答案。因为围绕着Linux,存在着一个繁荣的生态体系,而且在不断地进化着,从而允许新的商业模式层出不穷。 专有的、单独厂商解决方案的日子即将成为过去。具备厂商之间、开放软件之间的互操作与互连能力的协同式软件平台将是未来市场的主流。因此,Linux对于车载电子产品来说是最中立的选择。开放源码的Linux车载电子设备制造商带来了成本的节省和厂商独立性。无数开发者们都在为开放源码社区不断贡献着,这个工程技术的宝库是无限巨大的,其中的核心技术是成熟的,也是与时俱进的。实践证明,Linux是一个安全、可靠并且进入门坎又比较低的操作系统,它也支持软件重用和多媒体扩展。 许多全球知名的电子设备软件和硬件厂商都认识到这个趋势,并且已经通过良好的商业化为Linux增添了巨大的价值。在硬件领域,我们已经看到Intel,在设备软件领域,我们则看到了Wind River。 以Linux架起汽车与电子两大行业的桥梁 在汽在汽车业和软件业之间承担起桥梁的角色,已经成为一些设备软件商的既定战略,并由此形成三大特征: 第一,在车载电子产品领域须积累丰富的经验。在汽车工业的供应链中,作为软件供应商,应积极服务于第一级供应商和OEM厂商,而且增加与OEM厂商的互动交流,对他们的需求的理解足够深。 第二,在开放源码和开放标准方面能扮演重要角色。通过这种标准化,电子设备制造商可以显著地降低产品开发和维护成本。 第三,建立以需求为核心的战略合作伙伴体系。为了向汽车厂商、第一级供应商和OEM厂商提供完整的集成化技术解决方案,设备软件商必须与许多世界级的芯片厂商和车载软件厂商建立密切的协作联盟,涵盖了语音识别、GPS、导航和多媒体等广泛的技术领域。通过这些合作伙伴体系,软件商才能极大地丰富和完善汽车电子解决方案。 结束语 总之,软件商必须将其在传统嵌入式软件开发方面的普遍经验、Linux开源社区的新动力融为一体,促成汽车电子产业从传统的封闭方法向开放标准化的方法的转变。开放的技术、先进的车载互连能力、丰富的多媒体功能、全球范围的技术支持与服务以及充满活力的合作伙伴生态体系,这些价值将会帮助车载电子产品厂商显著降低功能特性集成所需的工作量与成本,让他们全心投入于自身独特功能的开发,并且快速占领市场。

    时间:2014-01-29 关键词: Linux 车载电子 加速消费

  • 双轴加速度传感器在车载电子罗盘应用中的抗干扰设计

    引言 随着定位导航技术的飞速发展和日臻成熟,电子罗盘在相关领域得到了越来越广泛的应用。车载电子罗盘的功能是帮助用户确定车辆行驶方向,精确显示方位角度并提供正确的操作指示,因此导航的精确程度成为衡量系统性能优劣的重要指标。本文介绍的基于AMR磁阻传感器和加速度传感器ADXL202的电子罗盘,是捷联式惯性导航系统中的一种。在电子罗盘系统中,单片机VRS51L3074完成对加速度传感器输出信号脉宽和周期的计数,获得车辆瞬时加速度值,然后利用三角函数关系计算出当前位置相对于已知参考位置之间的横滚和俯仰角度,进行姿态解算,得到车辆的前进方向和方位角。但是汽车电磁环境复杂,特别是汽车的震动和瞬时功率变化会对ADXL202输出的占空比信号产生尖峰脉冲干扰,严重影响计数的精度。因此,抑制脉冲干扰在提高计数精度、增强系统性能方面显得尤为重要。 1 ADXL202工作原理 ADXL202传感器是由震荡器,X、Y方向传感器,相位检波电路以及占空比调制器组成,具有数字输出接口和模拟电压信号输出接口。X、Y方向传感器是2 个相互正交的加速度传感器。ADXL202相对于地平面方向变化时,X、Y方向对应不同的输出,从而可以测量动态变化的加速度和恒定的加速度。传感器的后级连相位检波器,主要是用来修正信号,并对信号的方向作出判断。检波器输出的信号通过1个32 kΩ的电阻来驱动占空比调制器,设计时可以通过在XFILT和YFILT引脚外接电容CX和CY来改变带宽。同时,外接电容对于滤除噪声和抑制零点漂移都有一定的效果。 信号通过低通滤波器之后,占空比调制器把信号转换为数字信号输出。通过T2脚的外接电阻可以改变T2的周期T2(1~10 ms),这就方便在精度要求不同的场合下使用。输出的占空比信号通过计数器可以计算出占空比。加速度的计算可以通过公式(1)得到。     当加速度为Og时,输出信号的占空比为50%;灵敏度每1g所引起的脉宽占空比变化12.5%。在应用中Og时的失调和系统误差影响实际输出值。则根据测得的加速度值即可求得X和Y轴的倾角:     当加速度计被定向,那么它的X和Y轴就和地球表面平行可用来作为具有翻滚和倾斜两个轴的双轴斜度传感器,被测物体的俯仰角记为γ和横滚角β。将磁阻传感器的3个敏感轴沿载体的3个坐标轴安装,分别测量地磁场磁感应强度H在载体坐标系3个坐标上的投影分量(HX,HY,HZ),然后利用俯仰角和横滚角进行姿态解算就可以得到电子罗盘的方位角。 2 ADXL202的抗干扰设计思想 根据ADXL202使用手册知,传感器与微处理器共用电源时会引起干扰,因此在电路设计时采用了抑制干扰的解决方案。设计时采用1个0.1μF的电容和1 个小于或等于100 Ω的电阻来抑制干扰。实验测试显示,仍然存在电路其他部分电源和传感器电源互相影响的情况,干扰抑制效果并不理想。经过反复试验,传感器采用独立的电源供电,并且在布线时把器件和调理信号的电阻、电容放在1块单独的板上或用粗地线将其围在线路板的某一区域,在实验室条件下得到较好的干扰抑制效果。但实际应用中,汽车的震动和瞬时功率变化对ADXL 202E输出的占空比信号产生尖峰脉冲干扰(脉宽约1~2 ms)并不能消除,这就需要对其更多的处理。抑制和消除尖峰脉冲干扰影响的措施较多,常见的有硬件方法和软件方法,或两者相结合。考虑到电子罗盘整体体积和磁阻传感器信号对干扰较为敏感,如果采用高效的硬件滤波,系统电路将变得非常庞大;使用简易的硬件电路,滤波效果又不彻底。实际上,还可以借助于微处理器进行软件滤波消除尖峰脉冲干扰。软件滤波算法的采用,无疑会在简化电路结构的同时使系统的硬件资源得到更加充分的利用,并达到降低产品设计成本的要求。 ADXL202E输出的信号占空比调节(DCM)周期由外接电阻决定,一般低于1 kHz,因此计数输入端高低电平持续时间长达几ms甚至几十ms,可见传感器输出的正常计数信号高、低电平变化较慢;而控制器脉宽计数时间小于1μs,干扰尖峰脉冲是突变的,所以能把干扰从正常计数中辨别出来。因此,使用软件滤波来消除尖峰脉冲干扰是可行的。 VRS51L3074单片机是由美国Ramtron(瑞创)公司推出的8位单片机家族VRS51L3xxx系列的成员。VRS51L3074提供了2个与定时器O和1关连的独立的脉宽计数器(PWC)模块,用户可通过对PWC模块和定时器的配置,灵活地控制定时器启动或停止计数,从而方便地实现对 ADXL202E输出的脉宽和周期的计数。 从单片机计数输入端,观察信号波形。为便于分析,在高、低电平段设置了几个干扰尖峰脉冲,分别标示为Section A和Section C,占空比信号下降沿、上升沿分别标示为Section B和Section D。单片机按计数时钟周期性采样,采样值中“1”表示采到的是高电平,“O”表示低电平。I/O口采样占空比信号输出端口中状态,利用1个字节型变量R来动态存储采样值。控制器每采样1次,变量R中数据向左移1个二进制位,R原最高位电平状态被移除,而当前时刻新的采样状态保存到R的最低位,变量R被更新了,状态存储器R中保存着最近8个采样周期的采样值。     在图1中,从正常下降沿过程(Section B),可以看到变量R中的数据经历了从各位全为1,到1、O共存,再变化到全为O的过程;然而,在高电平段的干扰部分(Section A),变量R经历了从全为1,到1、0混合,再回到全为l的过程。类似地,正常上升沿(Section D)变量R经历了各位全为0,到O、1共存,再变化到全为1的状态变化过程;在低电平段的干扰部分(Section C),变量R经历了采样状态从全为O,到O、1混合,再回到全为O的过程。通过判断此4种情况下变量R中数据的不同变化过程,可以达到从正常变化中辨别出干扰的目的。这就是本设计所采用的软件滤波抗干扰方法的基本思想。 3 软件滤波算法的实现 3.1 软件滤波分析 根据软件滤波设计思想,滤波子程序由主程序在信号状态发生变化,进入中断时调用,图2给出了滤波程序流程。对照图1中4种Section来分析流程图。当有边沿或干扰信号(信号周期大于计数时钟周期)到来时,VRS51L3074单片机的PWC计数停止条件满足,系统进入中断服务子程序。在中断子程序中,首先重置脉宽计数条件,然后对当前状态进行采样,采样1次,状态寄存器左移1位,采样到高电平记为“1”,采样到低电平记为“O”。如正常下降沿 Section B,前面处于高电平段,初始状态变量Flag全为1,当出现低电平,控制器进入中断,紧接着进行16次采样。前已提及系统处理的尖峰干扰约1~2 ms,每个采样周期约为O.4 ms,其尖峰干扰脉宽达不到8个采样周期。系统设计时采样16次,只取最后8次的存储状态与原状态进行比较,如果最后采样的状态全为“O”则与原状态相反,就可判断出这是1个正常下降沿。如果是干扰信号引起计数中断,前面8个采样状态不全为“1”,后面8个状态全为“1”,最后采样的状态与原状态相同,就可判断出这是1个干扰信号,如Section A。在信号状态采样期间,计数条件满足PWC继续计数,直到真正的下降沿到来,计数停止并保存,计数寄存器还原为初始值,这样干扰信号即被滤除。类似地,正常上升沿Section D,存储器原状态为“O”,上升沿来临后存储器状态为“1”,与原状态相反,PWC计数停止并保存,计数寄存器还原为初始值,退出中断子程序。有干扰信号出现后采样状态与原状态相同,干扰尖峰脉冲可被滤除。如果要使脉宽计数更精确,可判断前8个采样周期中系统不正常计数的周期,然后与最终计数周期相加即可。此时,程序流程体现出软件滤波功能。     3.2 源程序代码分析 对应程序流程图,给出了单片机通过P4.2口对ADXL202某一输出通道采样滤波并完成脉宽计数的源程序。源程序如下:     源程序中定义了3个变量,其中变量Flag存储原状态值;FlagReg存储当前采样值;变量i记录采样次数;改变i的值可控制滤除尖峰脉冲的等待时间。程序通过对原状态与当前采样状态异或之后的值来判断当前信号是有效信号还是干扰信号,从而对上升沿、下降沿的中间过度或尖峰脉冲干扰进行相应处理,退出中断子程序。实现了对正常信号计数、滤掉尖峰脉冲干扰的目的。 4 测试结果 由于条件限制以及干扰的随机性,对基于ADXL202构成的车载电子罗盘进行的测试,无法对所测量的角度以及方向角进行精确标定。实验时,通过相同条件下同一物理量多次测量值的标准差来对相应算法进行评估。测试结果如表1所列。     从实验测试的标准差可以看出,经过软件滤波后σ小了很多,这种软件滤波算法对滤除尖峰脉冲干扰是非常有效的。 结语 本文提出的软件滤波算法速度快,代码效率高,滤波效果理想,是一种实用的数字滤波设计方法,体现了将算法与具体硬件相结合的思想。另一方面,当脉冲干扰较宽时可将存储器变量适当扩展成多字节变量。这个算法还可以与FPGA结合,用于其他计数精度要求较高、易受尖峰脉冲干扰的应用场合。

    时间:2012-12-10 关键词: 度传感器 罗盘 车载电子 双轴加速

  • 新款押送车配行车记录仪等车载电子产品

    日前,江苏吴江警方与地方厂家合作开发了5辆全国最先进的警用押送车,目前分别在该市5家派出所投入使用。 据了解,新款押送车,集规范化、人性化、科技化于一体,比以往押运车节约了警力,同时全方位、全过程的摄录功能保证了被押送人员的合法权利,特别是GPS、3G等科技通讯技术的运用,让押运过程更安全、高效。 规范化,降低工作强度警力资源节约一半 在吴江经济开发区派出所,记者见到了这辆全国最先进押送车的“庐山真面目”。乍一看,它与其他押送车辆没有特别明显的区别,只有车窗显得较为特殊,由于采用了特殊的贴膜,凑近一看,里面黑乎乎一片,什么都看不见,而在车里面却可以将外面的情况看得清清楚楚。 打开车门后,它的与众不同就完全显现了出来。车内配备有4间单独的囚室,每间囚室内都安装有与审讯椅功能相似的设备,上面还配备有手铐。 派出所民警薛为峰试用过押运车,他这样告诉记者,押送车给他们最深刻的印象就是执法规范化,维护民警与被押送人员的合法权益,同时,可以最大程度地保障民警的安全,降低民警的劳动强度,节约警力资源。 “以前我们押送违法犯罪嫌疑人时精神都要高度集中,一旦被押送者逃跑,民警需要承担很大的责任。”薛为峰说,“当时我们押送嫌疑人的时候,必须得两个民警押送一个嫌疑人,押送3个嫌疑人需要至少6名民警。而使用这辆押送车后,押送3名嫌疑人只需要3名民警,可以节约一半的警力资源。” 薛为峰介绍,这些单独的囚室可以将嫌疑人隔离开来,防止嫌疑人之间相互串供,对于押送后审讯也是非常有效的,另外,这些单独的囚室采用的都是软质的材料,可以有效防止被押送者自残,囚室配备的安全带也能在出现交通事故等极端情况下,保障他们的生命安全,在囚室内还可以将被押送着的手脚都铐起来,防止他们逃跑或者相互打斗,更可以将他们与民警隔离起来,防止他们对民警造成伤害。 人性化,全程摄像保障被押送者合法权益 “这些单独的囚室只是这辆车功能中很小的一部分。”说着,薛为峰发动了车辆,坐到了副驾驶位置上,并将副驾驶位置的遮阳板翻下,原来,遮阳板上还安装着一个超薄显示器,显示器正在不停地转换着画面,车厢内的每个角落,每个囚室内的一举一动民警都能看得一清二楚。 原来,车厢内安装有5个摄像头,其中4个对着4间单独的囚室,另外一个安装在门口,可以看到车厢内的全景,除了车厢内,副驾驶上方也安装有一个摄像头,可以看到前方的情况,也可以作为行车记录仪使用,而车后方也配备有摄像头,可以有效防止被其他车辆跟踪。 这些摄像头拍摄下的影像将被保存下来,可以记录下押送全程车内的情况,这也在一定程度上保障了被押送者的合法权益。 在该车门口,还安装有一个保险柜。“这里放置着我们常用的警用器械,一旦有需要可以随时打开使用。”薛为峰说,“出于对被押送者人性化的考虑,我们还在里面准备了一些急救药品,在必要的时候可以救治伤员。” 科技化,3G智能通信系统1秒实时对接 吴江市公安局警务保障科副科长周春平告诉记者,这批押送车是市公安局与厂家共同合作研发的,光座位就改了好几次,采用的材质都是最坚固的。这次首批投入的押送车共有5辆,分别被送到了松陵派出所、吴江经济开发区派出所、汾湖派出所、盛泽派出所、震泽派出所五个中心派出所。 这车最大的特点,就是配备了3G智能通信系统,可以在1秒内与指挥中心对接,同步传输车上摄像头拍下的视频,通过这一系统,指挥中心可以实时掌握车内情况,一旦发生紧急情况,指挥中心可以立即调集周边警力增援。 除了3G通信系统,该车还配备有GPS卫星定位系统,指挥中心可以实时掌握该车行车轨迹和行驶速度,车内还配备有警用电台,可以实现实时呼叫,这样指挥中心可以边看车内传来的实时视频图像,边使用电台进行指挥。 万一遇到特殊情况,押送车被劫持了怎么办呢?周春平介绍,这种情况基本上是不会出现的,但为确保万无一失,车辆在研发时也考虑到了这一点,遇到特殊紧急情况,指挥中心可以发布指令,对押送车进行断油断电,防止违法犯罪分子逃逸。 “配备全国最先进的警用押送车是吴江公安今年实施科技强警战略,推进警务现代化的一项重要举措。”周春平说,“下一步,我们还将配备2辆长途押送车,目前已经进入合作研发阶段,预计年内可以正式投用,这种长途押送车适用于跨省追捕犯罪嫌疑人,并可以在车内完成对嫌疑人的审讯工作,更有利于节约警力资源。”

    时间:2012-08-22 关键词: 产品 行车记录仪 车载电子

  • 两会热议汽车焦点为车载电子带来发展契机

    又是一年两会时,每年两会期间,都有汽车方面的热点话题,成为委员、专家、媒体、民众唇枪舌剑的重点;今年“例外”的是,很多汽车议题涉及到汽车电子领域;作为汽车业界未来最重要增长点,汽车电子日益受到重视,一方面,一些话题其实已经在日常发酵,到两会是一个爆发点;例如车内污染、校车安全的话题,使普罗大众不得不关心汽车电子的发展;另一方面,2012短短两个月新政策已经令汽车电子企业更关注整车市场的发展,下面让我们来细看这些话题的出发和落脚点。 3月5日,2012年全国两会在北京召开。汽车行业的全国人大代表、全国政协委员将齐聚北京,并提出自己的相关提案。无疑,汽车行业的热点话题又会成为关注的重点话题出现在各种报刊、网络甚至是微博的头条;解读两会汽车行业议案,不难发现,对汽车电子业界来说,今年的两会提案有五大发展契机。 首先,政府采购向自主品牌倾斜几乎已经板上钉钉,但是进入政府采购目录并不一定就是自主品牌的成功。政府采购固然能够为自主品牌提升部分市场帮助,但是由于政府采购数量越来越受到限制,同时其在整个市场中的比重越来越小,因此,自主品牌的市场表现将会因为政府采购的倾斜得到部分缓解,却不能获得根本性的突破。 汽车电子企业,特别是车载导航厂家,在与自主品牌车型合作中,又会面临什么机遇呢?政策对自主品牌的倾斜,能使车载主机厂加大与自主品牌合作的力度吗?当中会有什么博弈呢? 显然,这个不只是两会关注的热点。 第二,汽车社会由于汽车保有量越来越多,引发了诸多问题,交通拥堵、停车紧张、公交系统改革、道路交通建设等,都需要提上议事日程。 “智能交通”的话题回放到汽车后市场,不得不让人联想到“炒”得很火热的车联网,是否能抓住国家大力发展物联网的契机,融合“道路救援”、“实时交通资讯”、“语音导航”等网络技术,加上最热的LBS位置技术,真正推动车载导航界的新一波发展呢? 第三,随着中国社会汽车保有量的增加,汽车消费者权益保护越来越成为全社会普遍关注的焦点。导航质量、地图升级严重滞后、4S店、汽车修理厂价格不透明,成为消费者心中一块“石头”。 但是,由于目前的汽车权益保护政策法规相对滞后,已经不能适应当前汽车产销规模的增长。因此,必须加快相关法规的建设力度。比如,汽车三包、汽车召回等法规不能一拖再拖。值得关注的是,由于汽车后市场在整个汽车社会中占有越来越大的比重,因此,关于汽车后市场的相关法规政策当前的空白必须引起重视。“行业自律”的呼声高喊了多年,临近2012年的3.15,政府能出台相关法规规范汽车后装市场的“野蛮生长”吗? 第四,2011年校车问题已经成为所有人关注的焦点,但是关于校车的诸多问题却没有得到解决。无疑,这个关系到全国所有中小学生的安全问题,应该成为当前需要解决的头等大事。 2011年校车事故血的教训,使行车记录仪、胎压监测、360°全景可视摄像系统的汽车安全电子类产品关注度一路走高,业界期盼政府能够出台政策,规范公车、校车、客车等大中型车辆必须要安装车载安全装置;如果政策能出台,对于千万家用车普及安全电子电器有极大的促进作用;问题是呼声甚高,能否落到实处呢?相信汽车电子安全类厂家现在已翘首以盼了。 第五,车内污染何事了?车内污染的提议不再是新鲜事了,今年能得热议,缘起吉利大鳄李书福的一份提议,建议《乘用车内空气质量评价指南》能够升级为强制标准,“该指南并非强制性标准,还没有法律约束力,不能从实质上对车内有害物质进行抑制,”他表示。 在车内污染这一块,后市场相对比整车市场薄弱,不过产品灵活,概念一直赚足去嚼头,空气净化器、绿色车载导航、引擎过滤等种种概念似乎有季节性地成为行业关注的对象;归根溯源,车内清洁电器不能火一把,也是跟目前国内没有出台一部强有力的车内空气质量标准法规;这次李书福的开枪发声,不仅对吉利、对整车产业有促进作用,对于汽车后市场的发展,也是有规范行业秩序的作用,但能走多远?我们期待国家标准规范出台的同时,也拭目以待今年的两会最终能有多少汽车行业的议案能落到实处。  

    时间:2012-03-07 关键词: 发展 带来 汽车 车载电子

  • 德赛西威——从“背靠大树”到“自主先锋”的车载电子引领者

     “与消费类产品相比,车规产品对元器件的选择、选用、高可靠性等方面的要求,都是完全不同的另一套标准。”彭宏志表示,“我们相信TI在汽车电子领域的实力。未来1-2年内,大家也将看到德赛西威基于TI平台的具有高技术含量的汽车电子产品的问世。” ——德赛汽车电子事业部技术中心先期研发部总监彭宏志 2011年9月7日,惠州市德赛西威汽车电子有限公司的官方微博“德赛西威SVAUTO”发出一条信息:9月15-17日,凭德赛西威生产的任何一款功能完好的磁带机/收音机/CD/DVD导航(含Philips、VDO、SIEMENS VDO和SVAUTO品牌),在广州国际汽车后市场博览会期间可凭机器和个人身份证明免费置换导航新机!微博发出后,瞬间吸引了不少网友进行点评与转发。网友热议的重点,不仅在于此次被称为“用历史换现实”的活动,还在于括号内标注的一系列品牌名称。 而这一系列品牌正是德赛西威发展史的一个写照。“我们是一家超过25年发展历史的实体公司,也是最早进入中国车载多媒体娱乐系统的跨国公司。”德赛汽车电子事业部技术中心先期研发部总监彭宏志介绍道,“我们的前身,是由飞利浦汽车音响、香港金山、惠州市工业总公司(德赛集团前身)于1986年成立的中欧电子工业有限公司。” 据彭宏志介绍,公司自成立后股权几经变迁,直到2001年,西门子和德赛集团成为该公司的两大股东,分别拥有70%和30%股份,公司更名为西门子威迪欧汽车电子(惠州)有限公司。2010年1月,德赛集团经过两年谈判,成功收购了西门子威迪欧(惠州)的全部外方控股股份;3月23日,公司正式更名为惠州市德赛西威汽车电子有限公司。 连续多年前装市场No.1 自1986年以来,德赛西威陆续通过与飞利浦、曼内斯曼以及西门子的合作,学习了先进的技术及管理经验。目前,德赛西威是世界主流汽车厂商的合作伙伴以及中国最大的汽车电子产品设计和制造商之一,持续保持在中国乘用车市场领先的地位,也是包括大众、通用、福特、标致,五十铃,马自达,克莱斯勒等,以及一汽、上汽、东风、长安、北汽、奇瑞、吉利等大、中型汽车制造厂商的主要汽车电子配套商。 早在1993年,德赛西威(当时的中欧电子)就开始给一汽的奥迪轿车提供收放机;1996年,二者联合研发了第一款拥有自主知识产权的磁带机以及CD机;1999年,开发国内首款K-BUS总线收放机;2003年,第一个为国产奥迪供应空调控制器;2004年,开发国内首款CAN-BUS总线CD机;2005年,开发全球首款储存式CD的汽车音响…… “车载多媒体行业的前装(OEM)市场有很高技术门槛,包括与车厂合作时需掌握的总线技术等,都需要投入大量人力物力。此外,车厂对我们还有更严苛的EMC/EMI等一系列测试要求,这些都需要企业具备一定实力,例如要有自己的测试实验室和测试环境。”彭宏志表示,“此外,前装市场更大的不同在于车载OEM所有开发过程基本都要持续一年以上时间,而且车厂对生产制造过程的要求非常高,车规电子品牌缺陷率要低于100PPM(万分之一)。” 据彭宏志介绍,德赛西威拥有全球一流的技术中心和得到大众、通用和福特等跨国企业认可的国家级实验中心。两个中心的总投资超过数千万,装备了诸如EMC电磁辐射与抗干扰、EMI测试、三维尺寸测量、三轴振动、灯光和波长、按键耐久性测试等数十台测试仪器。“未来,我们还将建立模拟阳光、风、雪等等的整车环境试验。”彭宏志透露。 目前,德赛西威已经掌握了总线技术、导航引擎及软件、全自动空调控制算法、组合仪表等多项核心技术,获得了上百项国家专利。 寻找后装市场价值点 许多人都认为德赛西威是在走上自主发展之路后,才开始全力进军后装市场。其实,德赛西威在后装领域曾经一度呼风唤雨,多个单项产品做到行业领先。“在01年以前的飞利浦时代,我们一直都是前装、后装两条路在走。圈子里的人都知道,德赛西威在2000年的时候,在后装市场都还有着不错的占有率。但是进入西门子威迪欧时代后,由于总部策略关系,慢慢将前装市场列为了公司发展的重点。现在我们重新重视后装市场的发展,“我们的‘SVAUTO’品牌也是专门为后装市场而准备的。”彭宏志说。 重回后装市场,对德赛西威意味着更加激烈的竞争,据不完全统计,目前国内该行业的从业公司已经达到了1700家之多。“今天的后装市场已经陷入了山寨手机的状态,比拼价格,缺乏功能差异化。我们会重视价格和成本,但不会像竞争对手那样拼到血本无归。因为我们认为产品一定要有差异化,一定要引领客户的需求。”彭宏志表示,“我们会静下心来研究消费电子品,总结其在过去半年,甚至是一年的起落,从而获得启示。根据我们过去做车载信息娱乐系统的经验,消费类电子产品上出现的功能总是会慢慢转移到汽车电子中。尤其是在中国市场,这种转移速度越来越快,而且会首先在后装市场出现,经过验证后反推前装,影响前装决策。”   由于对前装标准的深入理解,德赛西威在后装的产品融入了“车规级”理念,以可靠的元器件和稳定的质量打造后装精品,推出具有差异化的大众、通用、神龙系列产品及音乐e栈、音效大师、全景倒车摄像等首创并独具竞争力卖点的功能及配件受到广大用户的首肯和青睐,目前德赛西威在产品创新方面已经做出了一些成绩,其经过两年多自主研发的国内首款Telematics系统,已经成为中国汽车电子企业掌握高端汽车电子核心自主技术的里程碑。通过德赛西威的Telematics系统,车主能轻松在车内实现移动互联,获得符合车载环境的各项网络服务内容以及与行驶车辆相关的各种在线信息。 先进预研项目启动,TI推波助澜 在后装市场,德赛西威有很多理念,包括GPS地图自动升级、车辆跟踪防盗、车身自我诊断,以及疲劳驾驶和夜晚开灯时的机器视觉等等。“我们对公司汽车电子技术制定了5年规划,通过和TI相关人员了解其产品的roadmap和他们对市场和未来发展趋势的看法,目前我们已经与TI就某些先期研发项目进行紧密合作,进行技术储备。”彭宏志透露。  “我们与TI一直都有联系,早年TI在进行全球技术巡演时,也曾到我们这儿做过演示。”彭宏志回忆道。08年股权谈判开始,总部对中国研发团队的支持减弱,彭宏志的团队加大了独立从事最前沿的开发力度。而那个时候,恰逢TI内部遵循“selling across the board”原则,将更多销售和支持网络深入到二线城市,TI的产品战略重点之一也开始向汽车应用倾斜。德赛西威的新一代GPS导航产品,就采用了TI的平台。“我们双方都有很强的合作意愿,我们看好TI本身的技术实力和TI中国团队的努力,而TI具有丰富和整齐的产品线,也是我们选择TI的重要原因。”彭宏志说。 目前,德赛西威产品用到的TI芯片多种多样,包括MCU、DSP等。“TI能够及时了解我们的需求,制定出我们真正需要的规格和功能。与消费类产品相比,车规产品对元器件的选择、选用、高可靠性等方面的要求,都是完全不同的另一套标准。”彭宏志表示,“我们相信TI在汽车电子领域的实力。未来1-2年内,大家也将看到德赛西威基于TI平台的具有高技术含量的汽车电子产品的问世。”    

    时间:2011-12-06 关键词: 德赛 车载电子

  • 中国成全球汽车产业新亮点 自主车载电子成主导

    加入世界贸易组织10年来,我国汽车产业抓住机遇,适时调整了抑制性的消费政策和严格的市场管制政策,顺应、利用汽车产业全球化的潮流,消除各种阻碍汽车产业发展的体制机制障碍,在WTO的框架下逐步融入全球分工体系并不断发展壮大。我国汽车产业从2000年的产销200多万辆,经过10年发展,到2010年已实现产销1800多万辆,成为全球汽车产业新的亮点。 自主创新步伐加速 2011年1月14日,一汽集团高品质J6重型车及重型柴油机自主研发与技术创新项目获得2010年度国家科学技术进步一等奖,这是我国民用车技术成果首次登上国家最高科技领奖台,更是我国商用车自主创新的典型。 随着我国汽车企业自主创新能力的不断提升,10年来我国商用车领域出现了两大可喜变化:一是产品格局从原来的较为单一车型,向重、中、轻型全面发展;二是产销量和生产集中度明显提高。以2010年为例,国产商用车销量达到430.4万辆,是2001年的3.8倍。经过10年发展,一汽、东风等商用车生产龙头企业已跻身世界载货车产销量前5位,宇通客车销量位列世界第二。目前,在97个载货汽车品牌中,自主品牌占90%,在158个客车品牌中,自主品牌占76%,自主品牌商用车牢牢地占据着市场主导地位。“我国商用车总体技术水平与国外先进企业差距大幅度缩小,直接推动了中国商用车产品的出口。”中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长付于武说。 在乘用车领域,我国汽车企业与国际车企广泛展开合作,不仅扩大了生产规模,而且通过引进技术,促进了产品质量的持续提升。从2001年至今获得中国汽车工业科学技术进步奖二等奖以上的成果名单中,我们既可以看到一汽、东风、上汽、长安等企业的新产品开发成果,也可以看到神龙、上海通用的新车开发项目。 核心技术日益提升 核心技术的缺失一直是我国汽车产业发展之痛。在不断严格的汽车节能、环保和安全强制性技术规范的引导下,近10年,我国汽车企业围绕自主攻关核心技术积极开展工作,不断加强与高校和科研机构合作,使企业缺乏核心技术的局面正在逐步得到扭转。 从动力总成看,我国已经摆脱了产品技术完全依赖国外的局面。其中商用车发动机和变速器从技术引进的消化吸收开始走向自主开发,潍柴动力、玉柴机器、法士特等企业产品表现突出。乘用车发动机开发也从完全依赖国外走向联合开发,在自动变速器方面也有新的突破。 从汽车电子技术看,10年来,中国在汽车电子领域也取得了较大进步。在车载汽车电子产品领域,目前我国企业自主研发的产品已在市场居于主导地位。在汽车电子控制系统方面,尽管自主开发的产品实现大批量应用仍然面临一些困难,但企业在这一领域的研发工作并没有停滞,在整车集成控制技术、ABS技术、安全气囊技术、车身电子技术等方面都有所发展。 产品开发上新台阶 加入世界贸易组织10年,中国汽车工业的产品开发能力也得到新的提高,特别是整车正向设计开发体系基本建立,标志着我国整车产品开发已经摆脱模仿阶段,进入到真正意义的产品开发阶段。突出表现在: 建立了符合企业自身特点的完整开发流程,为确保产品开发质量提供了保障。目前我国已具备自行设计、产品技术集成能力,能够依靠自己的能力开发出新的轿车平台。到2010年共有14个企业生产自主品牌轿车,市场占有率已经接近40%,品种达60多个。 试验验证能力全面提升。目前我国主要整车企业均已拥有比较完整的从发动机试验、关键零部件性能测试到整车性能试验的能力,一些企业还投资建设了具有当前国际水平的电磁兼容试验室和NVH(噪声、振动与舒适性)试验室。 企业产品数据库建设已经起步。近年来,我国汽车企业将数据库建设纳入自主开发能力建设重要内容,一些科研单位也启动了行业共用数据库建设。 事实上,加入世界贸易组织之后的市场开放和跨国公司的进入,并没有制约企业技术进步和自主创新能力提升。中国汽车工业协会常务副会长兼秘书长董扬表示,中国汽车规模的迅速扩大,使得跨国车企对以满足中国市场特定要求为目的的研发活动更加重视,向中国转移部分研发能力并逐渐加快技术转移速度,已成为跨国车企的共同选择。  

    时间:2011-11-29 关键词: 汽车产业 车载电子

  • 车载电子设备电磁兼容设计方法

         随着科学技术的不断发展,电子设备的数量及应用逐渐增多,结果必将造成电磁干扰越来越严重。   在日趋恶劣的电磁环境中,如若不采取恰当的电磁屏蔽措施,会导致设备之间的电磁干扰日益严重,电子设备的性能下降,甚者会危及到信息的安全。为了保证电子设备在复杂的电磁环境中既不干扰其他设备,而又不受其他设备干扰的影响而能正常工作,这就要求在设备研制的初期阶段必须从结构、技术等方面进行严格的电磁兼容设计。   1   电磁兼容设计的基本要求   电磁兼容性是电子设备的主要性能之一,在进行设备功能设计的同时,还应进行电磁兼容设计。   电磁兼容设计的目的是使所设计的设备在复杂电磁环境中实现电磁兼容,因此在进行电磁兼容设计时应满足以下要求: 首先明确设备所满足的电磁兼容指标,然后确定设备的敏感器件、干扰源及干扰途径,有针对性地采取措施,最后通过试验了解设备是否达到了电磁兼容指标要求。   2   电磁兼容设计所采取的方法   对于通信车而言,通常其所装载的设备量很多,包括配电设备、通信设备及终端设备等,各设备间很容易形成电磁干扰,进而影响通信质量,因此设备在进行电磁兼容设计时要从3 要素( 干扰源、耦合途径和敏感设备) 出发,采取各种有效手段,抑制干扰源,消除或减弱干扰耦合,增加敏感设备的抗干扰能力。   以某车载电子设备为例,由数字电流表、数字电压表、转换开关、断路器、控制保护单元、互感器、接触器等单元及元器件组成,其中数字电流表、数字电压表、转换开关、断路器布置于前面板上,控制保护单元、互感器、接触器等单元及元器件放在机箱内部。此设备要满足GJB151A- 97 有关的电磁兼容指标要求,在结构设计等方面采取的主要措施有: 仪表窗口的屏蔽; 机箱缝隙的屏蔽; 各单元合理布局及其屏蔽; 电缆敷设以及电源线滤波等。   2.1   仪表窗口的屏蔽   仪表窗口对设备来说是比较大的泄漏口,必须采取有效的措施将其屏蔽,为此采用加装丝网屏蔽玻璃的方法对数字电流表、数字电压表进行外部屏蔽。丝网屏蔽玻璃是由一种低阻抗的金属丝网通过特殊工艺夹在两层玻璃之间制成,丝网筛孔的密度决定其主要的屏蔽效能。如图1 所示,由于玻璃周边预留了10~ 20 mm 金属丝网毛边,通过螺装金属外框将它紧紧压在机箱上,从而获得连续的导电表面,以达到减少电磁泄露的目的。 图1  仪表窗口的屏蔽   2.2   机箱缝隙的屏蔽   影响屏蔽完整性的主要因素是屏蔽体上的接缝。此车载电子设备的框架是采用铝板折弯后对焊而成,焊缝平滑连续,属于永久性接缝,这种接缝处的射频电阻几乎与金属板本身的射频电阻相同,从而保证了屏蔽体接合处的电气连续性。对于可拆式接缝,如机箱、盖板接合处,往往采用螺钉紧固方式,由于螺钉的间距不宜太小,接合表面的不平整以及盖板材料的翘曲变形等原因,使接合面处不可避免地产生了缝隙,降低了机箱的屏蔽效能,为此采取了2 种方法来解决此问题: 增加缝隙深度,为了增加缝隙深度,机箱的弯边宽度取15 mm,重叠尺寸越大,屏蔽效能越好; 减小缝隙长度,由于钣金机箱很难做到接合面处的高精度,为了弥补此缺陷,采用了经济、实用的方法,在接合面处粘贴带背胶的铍青铜簧片,由于簧片具有一定的弹性,装配后簧片变形,接触面产生一定的压力,使接合面具有了一定的电气连续性。   2.3   机箱内部各单元布局及其屏蔽   合理布置设备内各单元及元器件的位置,可以做到既经济又实用地减小干扰程度。首先必须明确干扰源和受感器,在本设备中干扰源是控制保护器,敏感设备是数字电流表和电压表,为了避免二者紧邻,把它们分别放置于机箱的后部和前部,用空间距离减弱彼此的电磁干扰。为了达到更有效的屏蔽效果,又在电流、电压表的表体外围罩有屏蔽盒,表头紧贴前面板的屏蔽玻璃,玻璃的丝网毛边通过螺装金属外框将它和机箱、屏蔽盒联成一体,从而使表体完全处于电气连续的金属罩中( 如图1 所示) ,而电流、电压表引线则由装在屏蔽盒上的穿心电容引入,这样使引线所感应的干扰信号被旁路接地。同样控制保护器也用屏蔽盒对其进行了屏蔽,进一步减小了它对外的辐射能量,从而获得较好的屏蔽效果。   2.4   电缆选用及敷设   因为电缆是高效的电磁波接收和辐射天线,也是干扰传导的良好通道,绝大多数设备的电磁兼容问题是电缆造成的,解决电缆问题的主要方法之一是对电缆进行屏蔽,所以此设备选取了屏蔽层质量好( 低阻抗) 的电缆,并且保证电缆屏蔽层与机箱360..低阻抗搭接,使屏蔽层与机箱构成一个完整的屏蔽体,这样在一定程度上能够解决电缆辐射的问题。与此同时,在电装布线时,要求电源配电线路与其它各类线路保持150mm 距离,敏感电路和干扰电路各自单独敷设,不能交叉重叠,且加大线束的间距,避免线缆间的耦合。   2.5  电源线滤波   为了抑制电源输入端高频干扰信号对本系统的影响,加装了EMC 电源线滤波器。滤波器不同于其他电子元器件,它的性能与其安装方式有很大关系,所以在滤波器的安装方式上采取了一系列措施。如图2 所示,首先滤波器输入与输出线要远离,以避免由于两端耦合而导致高频滤波效果变差等现象产生; 其次滤波器外壳与机箱低阻抗接触,同时要减短电源端口到滤波器的连线,当电流进入机箱后,先流经滤波器进行滤波,然后再到其他各单元; 最后电源端口与滤波器之间连线也要进行屏蔽,这样外界的电磁干扰不能沿电源线进入设备,机箱内的电磁干扰也无法传出机箱,造成干扰发射超标。 图2   电源滤波器安装方式   2.6   接地   接地是电子设备的一个很重要的问题,它可以使整个电路系统中所有单元电路的地之间没有电位差,保证设备能稳定地工作。   此车载设备的后面板上安装有接地柱,即机壳地。机壳地可以使由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放,避免由于静电放电时产生的大电流流进设备的电路对其造成干扰和危害,合理的接地点对于整个机箱的屏蔽效能十分重要。   3   测试结果及完善措施   此车载设备在采取了以上电磁兼容措施后,按GJB151A- 97 有关的电磁兼容指标要求进行测试,发现除了RE102 试验项目超标外,其余各项指标均合格。   对RE102 试验项目进行观察,发现测试结果图的超标点为24 MHz、36 MHz 两点,而这两点分别是12 MHz 频率点的二三次谐波。为了找到这一频率点的元器件,对机箱内各单元进行了分析,发现控制保护单元中有一个12MHz 晶振,由于晶振属于高噪声元器件,能够产生较强的辐射,从而使其周边充满着近场辐射场。如果辐射场内有器件或走线,晶振及其谐波信号将耦合到器件或走线上而辐射出去;再者又发现控制保护单元的PCB 板未采取就近接地措施,只是通过一根长引线和机壳地相连,造成信号的环路面积增大,产生了很强的辐射,所以对控制保护单元采取措施应该是行之有效的。首先对晶振进行屏蔽且屏蔽体就近接地,弱化辐射发射强度; 然后控制保护单元的PCB 板同样采取就近接地措施,并且在屏蔽盒出口处的信号线上安装一个铁氧体磁环,可以将不需要的高频干扰抑制掉。通过采取以上措施后,RE102 试验指标合格,如图3 所示。 图3  测试结果图   4   结束语   由上所述可以看出,电磁兼容是一门实践性很强的综合性学科,无论是结构设计,还是印制板设计,都需要采取行之有效的方法。该车载设备在采取了以上各种有效措施后,终于达到了更为理想的电磁兼容效果。    

    时间:2011-03-10 关键词: 设备 电磁兼容 设计方法 车载电子

  • 车载电子罗盘中的一种新型抗干扰设计

    摘要:介绍了双轴加速度传感器ADXL202在车载电子罗盘应用中的干扰抑制和软件滤波方法。基于VRS51L3074单片机的软件滤波方案,只需1个字节型变量就能动态存储1个通道的周期采样值,并根据此变量二进制位的数值变化,判断出有效信号上升沿、下降沿和干扰尖峰脉冲,达到有效计数和滤除干扰的目的。这一设计思想在电子罗盘测试中取得了较好的实验结果。关键词:加速度传感器;电子罗盘;尖峰脉冲;ADXL202引言    随着定位导航技术的飞速发展和日臻成熟,电子罗盘在相关领域得到了越来越广泛的应用。车载电子罗盘的功能是帮助用户确定车辆行驶方向,精确显示方位角度并提供正确的操作指示,因此导航的精确程度成为衡量系统性能优劣的重要指标。本文介绍的基于AMR磁阻传感器和加速度传感器ADXL202的电子罗盘,是捷联式惯性导航系统中的一种。在电子罗盘系统中,单片机VRS51L3074完成对加速度传感器输出信号脉宽和周期的计数,获得车辆瞬时加速度值,然后利用三角函数关系计算出当前位置相对于已知参考位置之间的横滚和俯仰角度,进行姿态解算,得到车辆的前进方向和方位角。但是汽车电磁环境复杂,特别是汽车的震动和瞬时功率变化会对ADXL202输出的占空比信号产生尖峰脉冲干扰,严重影响计数的精度。因此,抑制脉冲干扰在提高计数精度、增强系统性能方面显得尤为重要。1 ADXL202工作原理    ADXL202传感器是由震荡器,X、Y方向传感器,相位检波电路以及占空比调制器组成,具有数字输出接口和模拟电压信号输出接口。X、Y方向传感器是2个相互正交的加速度传感器。ADXL202相对于地平面方向变化时,X、Y方向对应不同的输出,从而可以测量动态变化的加速度和恒定的加速度。传感器的后级连相位检波器,主要是用来修正信号,并对信号的方向作出判断。检波器输出的信号通过1个32 kΩ的电阻来驱动占空比调制器,设计时可以通过在XFILT和YFILT引脚外接电容CX和CY来改变带宽。同时,外接电容对于滤除噪声和抑制零点漂移都有一定的效果。    信号通过低通滤波器之后,占空比调制器把信号转换为数字信号输出。通过T2脚的外接电阻可以改变T2的周期T2(1~10 ms),这就方便在精度要求不同的场合下使用。输出的占空比信号通过计数器可以计算出占空比。加速度的计算可以通过公式(1)得到。        当加速度为Og时,输出信号的占空比为50%;灵敏度每1g所引起的脉宽占空比变化12.5%。在应用中Og时的失调和系统误差影响实际输出值。则根据测得的加速度值即可求得X和Y轴的倾角:        当加速度计被定向,那么它的X和Y轴就和地球表面平行可用来作为具有翻滚和倾斜两个轴的双轴斜度传感器,被测物体的俯仰角记为γ和横滚角β。将磁阻传感器的3个敏感轴沿载体的3个坐标轴安装,分别测量地磁场磁感应强度H在载体坐标系3个坐标上的投影分量(HX,HY,HZ),然后利用俯仰角和横滚角进行姿态解算就可以得到电子罗盘的方位角。2 ADXL202的抗干扰设计思想    根据ADXL202使用手册知,传感器与微处理器共用电源时会引起干扰,因此在电路设计时采用了抑制干扰的解决方案。设计时采用1个0.1μF的电容和1个小于或等于100 Ω的电阻来抑制干扰。实验测试显示,仍然存在电路其他部分电源和传感器电源互相影响的情况,干扰抑制效果并不理想。经过反复试验,传感器采用独立的电源供电,并且在布线时把器件和调理信号的电阻、电容放在1块单独的板上或用粗地线将其围在线路板的某一区域,在实验室条件下得到较好的干扰抑制效果。但实际应用中,汽车的震动和瞬时功率变化对ADXL 202E输出的占空比信号产生尖峰脉冲干扰(脉宽约1~2 ms)并不能消除,这就需要对其更多的处理。抑制和消除尖峰脉冲干扰影响的措施较多,常见的有硬件方法和软件方法,或两者相结合。考虑到电子罗盘整体体积和磁阻传感器信号对干扰较为敏感,如果采用高效的硬件滤波,系统电路将变得非常庞大;使用简易的硬件电路,滤波效果又不彻底。实际上,还可以借助于微处理器进行软件滤波消除尖峰脉冲干扰。软件滤波算法的采用,无疑会在简化电路结构的同时使系统的硬件资源得到更加充分的利用,并达到降低产品设计成本的要求。    ADXL202E输出的信号占空比调节(DCM)周期由外接电阻决定,一般低于1 kHz,因此计数输入端高低电平持续时间长达几ms甚至几十ms,可见传感器输出的正常计数信号高、低电平变化较慢;而控制器脉宽计数时间小于1μs,干扰尖峰脉冲是突变的,所以能把干扰从正常计数中辨别出来。因此,使用软件滤波来消除尖峰脉冲干扰是可行的。    VRS51L3074单片机是由美国Ramtron(瑞创)公司推出的8位单片机家族VRS51L3xxx系列的成员。VRS51L3074提供了2个与定时器O和1关连的独立的脉宽计数器(PWC)模块,用户可通过对PWC模块和定时器的配置,灵活地控制定时器启动或停止计数,从而方便地实现对ADXL202E输出的脉宽和周期的计数。    从单片机计数输入端,观察信号波形。为便于分析,在高、低电平段设置了几个干扰尖峰脉冲,分别标示为Section A和Section C,占空比信号下降沿、上升沿分别标示为Section B和Section D。单片机按计数时钟周期性采样,采样值中“1”表示采到的是高电平,“O”表示低电平。I/O口采样占空比信号输出端口中状态,利用1个字节型变量R来动态存储采样值。控制器每采样1次,变量R中数据向左移1个二进制位,R原最高位电平状态被移除,而当前时刻新的采样状态保存到R的最低位,变量R被更新了,状态存储器R中保存着最近8个采样周期的采样值。    在图1中,从正常下降沿过程(Section B),可以看到变量R中的数据经历了从各位全为1,到1、O共存,再变化到全为O的过程;然而,在高电平段的干扰部分(Section A),变量R经历了从全为1,到1、0混合,再回到全为l的过程。类似地,正常上升沿(Section D)变量R经历了各位全为0,到O、1共存,再变化到全为1的状态变化过程;在低电平段的干扰部分(Section C),变量R经历了采样状态从全为O,到O、1混合,再回到全为O的过程。通过判断此4种情况下变量R中数据的不同变化过程,可以达到从正常变化中辨别出干扰的目的。这就是本设计所采用的软件滤波抗干扰方法的基本思想。3 软件滤波算法的实现3.1 软件滤波分析    根据软件滤波设计思想,滤波子程序由主程序在信号状态发生变化,进入中断时调用,图2给出了滤波程序流程。对照图1中4种Section来分析流程图。当有边沿或干扰信号(信号周期大于计数时钟周期)到来时,VRS51L3074单片机的PWC计数停止条件满足,系统进入中断服务子程序。在中断子程序中,首先重置脉宽计数条件,然后对当前状态进行采样,采样1次,状态寄存器左移1位,采样到高电平记为“1”,采样到低电平记为“O”。如正常下降沿Section B,前面处于高电平段,初始状态变量Flag全为1,当出现低电平,控制器进入中断,紧接着进行16次采样。前已提及系统处理的尖峰干扰约1~2 ms,每个采样周期约为O.4 ms,其尖峰干扰脉宽达不到8个采样周期。系统设计时采样16次,只取最后8次的存储状态与原状态进行比较,如果最后采样的状态全为“O”则与原状态相反,就可判断出这是1个正常下降沿。如果是干扰信号引起计数中断,前面8个采样状态不全为“1”,后面8个状态全为“1”,最后采样的状态与原状态相同,就可判断出这是1个干扰信号,如Section A。在信号状态采样期间,计数条件满足PWC继续计数,直到真正的下降沿到来,计数停止并保存,计数寄存器还原为初始值,这样干扰信号即被滤除。类似地,正常上升沿Section D,存储器原状态为“O”,上升沿来临后存储器状态为“1”,与原状态相反,PWC计数停止并保存,计数寄存器还原为初始值,退出中断子程序。有干扰信号出现后采样状态与原状态相同,干扰尖峰脉冲可被滤除。如果要使脉宽计数更精确,可判断前8个采样周期中系统不正常计数的周期,然后与最终计数周期相加即可。此时,程序流程体现出软件滤波功能。3.2 源程序代码分析    对应程序流程图,给出了单片机通过P4.2口对ADXL202某一输出通道采样滤波并完成脉宽计数的源程序。源程序如下:            源程序中定义了3个变量,其中变量Flag存储原状态值;FlagReg存储当前采样值;变量i记录采样次数;改变i的值可控制滤除尖峰脉冲的等待时间。程序通过对原状态与当前采样状态异或之后的值来判断当前信号是有效信号还是干扰信号,从而对上升沿、下降沿的中间过度或尖峰脉冲干扰进行相应处理,退出中断子程序。实现了对正常信号计数、滤掉尖峰脉冲干扰的目的。4 测试结果    由于条件限制以及干扰的随机性,对基于ADXL202构成的车载电子罗盘进行的测试,无法对所测量的角度以及方向角进行精确标定。实验时,通过相同条件下同一物理量多次测量值的标准差来对相应算法进行评估。测试结果如表1所列。    从实验测试的标准差可以看出,经过软件滤波后σ小了很多,这种软件滤波算法对滤除尖峰脉冲干扰是非常有效的。结语    本文提出的软件滤波算法速度快,代码效率高,滤波效果理想,是一种实用的数字滤波设计方法,体现了将算法与具体硬件相结合的思想。另一方面,当脉冲干扰较宽时可将存储器变量适当扩展成多字节变量。这个算法还可以与FPGA结合,用于其他计数精度要求较高、易受尖峰脉冲干扰的应用场合。

    时间:2010-06-25 关键词: 抗干扰设计 罗盘 车载电子

  • 奥迪采用车载电子设备新技术 汽车可避开红灯

    综合外电报道,德国大众旗下奥迪(Audi)进一步扩大了Travolution车载电子系统的测试范围,并在15辆测试汽车和25处红绿灯上安装了该系统,以帮助车辆避开红灯。Travolution车载电子系统安装Travolution系统后,当汽车行驶至红绿灯时,就会收到交通灯发射的信号,Travolution系统便根据此信号内包含的信息,计算出车辆在当前情况下穿过路口所应行驶的时速。顺利的话,车辆按照这个时速驾驶就能直接通过路口,免受红灯阻碍。Travolution系统通过接收红绿灯发出的信号,可适时提醒车辆减速,以避免在下一个路口等候红灯。通过减少在红绿灯处停车时间及次数,可以降低17%油耗。如果奥迪正式将这项技术投入使用,一年将节油70万升(约18.5万加仑)。

    时间:2010-06-09 关键词: 设备 汽车 奥迪 车载电子

  • 如何对车载电子产品进行电压瞬变测试

       随着汽车产业的快速发展,为满足人们对汽车安全、环保、节能及舒适性等要求,车载电子产品的应用越来越普及。由于汽车供电系统的输出复杂,大电流马达、电磁阀等元件导致供电电压输出经常发生波动,大电压脉冲或跌落现象频繁发生(图 1),这将对车内电子产品的稳定工作带来挑战,尤其是与安全相关的电子产品,如安全气囊控制电路、ABS控制电路等。非正常电压波动将造成这些设备的 CPU或其它芯片进入重启、锁死或者未知状态,直接影响到车内人员的安全。图1实测汽车启动时输出电压的跌落过程电压跌落最大达到5V时间持续超过2秒   如何在实验室里仿真出实际供电系统中出现的电压瞬变现象,以便尽早发现车载电子产品在可靠性方面存在的隐患成为广大汽车电子产品研发和设计验证人员非常关心的问题。为方便测试,国际标准化组织提供了一系列电压瞬变波形测试模版(图2),用以仿真各种情况下的电压波形。如ISO-7637、ISO-16750等文挡,对汽车在各种运行环境下的电压瞬变波形进行预测,工程师可以在实验室里,按照模版定义的电压波形对待测件进行测试,以判断产品是否达到要求。       图2ISO-16750-2中定义的几种典型电压瞬变波形完成此类测试通常难度较大,因为瞬间电压跌落或过冲现象往往速度快,波形特殊,并带有一定的功率输出。使用函数发生器虽然带宽足够,也方便地产生各种波形,但输出功率非常小(通常在毫瓦级别),无法用于驱动待测件。普通电源虽然功率大,但是输出电压变化速度慢,通过编程控制电源输出,只能产生简单的以秒为单位变化的波形,无法达到测试模版中定义的电压瞬变速度。选用带有模拟编程功能的电源,在一定程度上可提高电源输出波形的频率范围。带有模拟编程功能的电源在系统中的作用相当于一个功率放大器,将模拟编程端输入的波形信号成比例放大并输出,系统结构如图3所示:       图3采用模拟编程法输出电压瞬变波形通过这种方法可以产生一些复杂波形,函数发生器驱动电源产生带有功率的电压瞬变波形。但是由于电源速度的限制,输出波形的频率被限制在几十赫兹的范围内。另外,模拟编程法会导致输出电压精度的下降。高速电源是完成电压瞬变测试最理想的方法。例如安捷伦N6705A直流功耗分析仪,带有丰富的前面板功能,无须编程即可定义各种电压瞬变波形(图4)。并在前面板屏幕上直接观察到电源输出电压电流实际曲线。       图4通过安捷伦N6705A直流功耗分析仪直接产生电压瞬变波形复杂的电压瞬变波形可以通过描点方式实现。图5中,左边的输出对应ISO-16750-2中定义的发动引擎时典型的电压跌落波形。右边波形中,每次电压跌落幅度增加5%,直到待测电子设备发生重启为止,该测试用以判断车载电子设备的重启电压。       图5通过描点法利用高速电源产生复杂电压瞬变波形ISO提供的测试模版可以预测大多数情况下供电系统中产生的电压瞬变波形,但模版测试仍然无法完全覆盖真实供电环境下的电压变化。由于实际应用环境各不相同,车载电子产品必须经过真实环境测试后,才能被认为真正达到设计要求。真实环境测试需要将待测件放置在车内环境中,甚至与发动机、实际车内负载等设备连接,测试条件非常复杂,而偶发的电压变化波形出现频率很低,难以控制,需要反复测试才能得到所需要的测试条件。为了简化测试方法,工程师希望能在实验室中通过仪器复现出这些偶发电压波形,更方便的完成实际环境测试。

    时间:2009-09-21 关键词: 产品 测试 电压 车载电子

  • Linux软件开发平台加速消费电子与车载电子融合

    汽车与电子两大行业的两大冲突 市场与需求的巨变,将为车载电子设备厂商带来前所未有的机会。目前,摆在车载电子产品厂商的关键问题在于,如何才能在最适当的时机推出消费者想要的产品?其中最重要的挑战在于灵活性,也就是怎样获得一个能够适应快速多变的市场需求的开发平台。更进一步,在同质化产品泛滥的市场环境中,车载电子设备厂商如何才能以独特的功能特性脱颖而出,而且必须达到车载产品所要求的极高的安全性。 综合起来看,目前在车载电子产品市场存在着两大冲突。首先是技术冲突。消费者已经品尝到消费电子产品所带来的便利和诱人的功能,他们急切地期望在汽车中也能享有这些功能便利。但是,与电子工业相比,汽车工业显然是一个比较传统的工业,而且是以硬件为导向的工业。近年来,电子与软件正在打破汽车工业原有的平衡,在汽车总造价中占据着越来越大的比重,同时也成为消费者选购商品时越来越重要的因素。在汽车厂商的销售总利润中,软件所做的贡献越来越多,如导航功能、iPod互连能力、视频、地图、兴趣点等等正在成为新的价值和利润贡献点。如今,汽车制造商已经很难像以往那样,以10年为单位来规划新产品的节奏。他们必须向消费电子产品市场那样,以季度或者月度来规划新产品。这些因素将会导致整个汽车供应链的重新组合。汽车整车制造商正在不断开出新的“处方”,要求上游的提供商必须拥有灵活可扩展的软件平台,以便随时增加新的功能。这就是说,在车载嵌入式软件市场中,软件平台的选择比以往任何时候都更为重要。 其次是商业模式的转变。在以往的传统汽车市场,如果一个消费者购买了一辆新车之后,他的维护和保养基本上与新车的提供商不会有什么关系了。这就是说,车商在汽车交付给客户后的5~7年内,很难再从这个客户那里赚到钱。如今,汽车的销售模式正在向更长的时间延伸,力图形成一个持续性的营业收入流,这正是计算机工业中软件所采用的商业模式,而不是传统硬件厂商所采用的商业模式。 以上两大冲突必然导致市场环境的变迁。值得注意的是,软件业的后起之秀Linux将会在这种新的环境中生存。整个汽车工业界都发觉Linux可以提供理想的软件平台,不论是消费电子与汽车工业的融合问题,还是两个产业在开发周期方面的鸿沟,乃至解除成本方面的困扰,都将因为Linux的引入迎刃而解,这对于嵌入式软件业和汽车业来说,其意义都是极为重大的。 Linux适逢其时 广泛的互连能力、先进的多媒体功能、更低的开发成本以及繁荣的应用与开发者社区,这将是汽车业拥抱Linux的最大动力,而Linux也将会显著加快车载信息娱乐市场的技术创新。 从移动通信等相邻产业的演变,我们可以发现汽车产业正在呈现出相同的趋势。如果你需要一个开放、可扩展的软件平台,Linux显然是最正确的答案。因为围绕着Linux,存在着一个繁荣的生态体系,而且在不断地进化着,从而允许新的商业模式层出不穷。 专有的、单独厂商解决方案的日子即将成为过去。具备厂商之间、开放软件之间的互操作与互连能力的协同式软件平台将是未来市场的主流。因此,Linux对于车载电子产品来说是最中立的选择。开放源码的Linux车载电子设备制造商带来了成本的节省和厂商独立性。无数开发者们都在为开放源码社区不断贡献着,这个工程技术的宝库是无限巨大的,其中的核心技术是成熟的,也是与时俱进的。实践证明,Linux是一个安全、可靠并且进入门坎又比较低的操作系统,它也支持软件重用和多媒体扩展。 许多全球知名的电子设备软件和硬件厂商都认识到这个趋势,并且已经通过良好的商业化为Linux增添了巨大的价值。在硬件领域,我们已经看到Intel,在设备软件领域,我们则看到了Wind River。 以Linux架起汽车与电子两大行业的桥梁 在汽在汽车业和软件业之间承担起桥梁的角色,已经成为一些设备软件商的既定战略,并由此形成三大特征: 第一,在车载电子产品领域须积累丰富的经验。在汽车工业的供应链中,作为软件供应商,应积极服务于第一级供应商和OEM厂商,而且增加与OEM厂商的互动交流,对他们的需求的理解足够深。 第二,在开放源码和开放标准方面能扮演重要角色。通过这种标准化,电子设备制造商可以显著地降低产品开发和维护成本。 第三,建立以需求为核心的战略合作伙伴体系。为了向汽车厂商、第一级供应商和OEM厂商提供完整的集成化技术解决方案,设备软件商必须与许多世界级的芯片厂商和车载软件厂商建立密切的协作联盟,涵盖了语音识别、GPS、导航和多媒体等广泛的技术领域。通过这些合作伙伴体系,软件商才能极大地丰富和完善汽车电子解决方案。 结束语 总之,软件商必须将其在传统嵌入式软件开发方面的普遍经验、Linux开源社区的新动力融为一体,促成汽车电子产业从传统的封闭方法向开放标准化的方法的转变。开放的技术、先进的车载互连能力、丰富的多媒体功能、全球范围的技术支持与服务以及充满活力的合作伙伴生态体系,这些价值将会帮助车载电子产品厂商显著降低功能特性集成所需的工作量与成本,让他们全心投入于自身独特功能的开发,并且快速占领市场。

    时间:2008-07-09 关键词: 软件 Linux 开发平台 车载电子

  • 对车载电子系统电路保护的考量(图)

    对车载电子系统电路保护的考量(图)

    新型车载信息娱乐系统和导航系统能提供更多的内容,让你体验到更高质量的音频和视频节目,并且改善了个人通信装置的连接性能。为了适应很高的数据传输速率,满足当前通信的要求,要对这种设备进行保护,避免因为顾客误用、危险性的环境和电源波动而造成损坏。 在信息娱乐系统中广泛使用了自复PPTC(聚合物正温度系数)器件,用它们保护精密的电子元件及周边设备。在自复功能不可取或不实际的应用系统中,通常使用片式表面贴装熔断器。 信息娱乐设备也容易因为过高的瞬变电压而损坏,其中包括它所在的工作环境及周边设备产生的静电放电(ESD)脉冲。通常使用ESD保护器件、金属氧化物变阻器(MOV)和齐纳二极管来保护汽车电子设备,例如天线、背光加热器、电池、按键、电路板上的印制线、CD/DVD播放器,数据线端口、硬盘驱动器以及输入/输出端口和触摸屏。   对于汽车电路保护器件在设计上的考虑● PPTC过流/过热保护广为流行的PPTC器件具有自复功能,可以把它装在汽车中便于接近的位置。它有很多种不同电气性能和尺寸的产品,便于实现各种精确的保护设计方案。而在选择PPTC器件时,主要考虑的问题是,器件的保持电流额定值要和设备在正常工作时的初级电流匹配。 图1 各种电路保护器件 ● ESD保护器件高速输入/输出端口要求使用电容小的ESD保护器件,尽量保持信号质量不会下降。选用的器件应当适合高速数据传输线路和无线电频率数据线路,能够经受无数次的ESD瞬变电压。要符合RoHS 和IEC61000-4-2的要求,电容要小、触发电压要低、响应时间要短,这些也是ESD保护器件的重要特性。 图2 PolyZen器件结构 ● 表面贴装熔断器电流大、尺寸小的表面贴装熔断器有熔断快和慢的两种产品,它们的熔断特性都应当干净利落,整个熔断过程在封装里面进行。它们抑制电弧的特性应当良好,并且能够承受冲击和振动。 ● 金属氧化物变阻器金属氧化物变阻器(MOV)有各种直径和电压范围的产品。MOV器件可以流过很大的电流,能够吸收很大的能量,从而实现过压保护。在选择MOV时,主要根据钳位电压电平(受抑制的电压额定值)和响应时间。   直流电源端口的保护汽车电源总线很“脏”,这是大家都知道的。汽车电源的额定值是12V,但是在正常工作时,会在8~16V的范围内变化。还有,电池的电流会超过100A,而且会因为继电器动作或者熔断器熔断而中断,因而在电源总线上产生很大的感应电压尖脉冲,电压会增大5倍以上。 图3 熔断器和PolySwitch器件AGR500的性能比较 汽车电源在运作过程中,会因为电池接错或者在双电池启动时接到电压高一倍(24V)的电池上而造成损坏。有一种情况称作“抛负载”,它可能会在电源总线上产生很高的电压。典型的第三方电源转换器会把它滤掉一些,但是泰科电子公司的测试表明,这些电源转换器抑制瞬变电压的能力变化很大。通常USB接口充电的装置一般不是针对这种类型的电压波动而设计的,因而需要过压保护。 图4 熔断器和PolySwitch器件ASMD150的性能比较 在车内充电的便携设备对过流和过压保护的需求越来越大,很多公司为此推出了新器件,泰科电子的新型PolyZen器件就是其一。这种器件与类似于齐纳二极管的保护器件一起使用时,具有协同保护的作用,能够承受功率非常高的故障情况。 如图2所示,微型PolyZen器件中包含一个稳定的齐纳二极管和一层非线性的电阻性PPTC层。齐纳二极管能够精密地对电压进行钳位,而电阻性的PPTC层会对二极管的发热或者过电流事件作出响应,从低电阻状态转变到高电阻状态。 对于电感性电压尖脉冲的钳位和平滑,PolyZen器件特别有效。在出现电感性尖脉冲时,齐纳二极管把电流旁路到地,直到电压降低到正常的工作范围。在供电电压出错的情况下,PolyZen器件对电压进行钳位,把过大的电流旁路到地,防止电源的错误造成影响。PolyZen器件的电压与电流响应特性比较平坦,有利于对输出电压进行钳位,即使输入电压和电源电流同时变化的情况下也能做到这点。 因为在汽车应用系统中电流有可能会很大,要很小心谨慎,保证有妥善的保护。对于选用的器件,要检查它的IFLT最大值和Vout峰值,确保器件能够提供所需要的保护能力。   保护电子模块的PCB板市场要求更多的电子器和更多的内部空间,面对这个要求,汽车制造商把更多电路装到更小的封装里面。为了用更小和更密集的印刷电路板面积提供越来越多的功能和连接线,必须减少电路板上的印制线宽度。 这些控制模块是个“黑盒子”,现在用来控制越来越多的大功率配件,例如电动车窗、电动座椅、遥控车门锁,以及无线电收音机和GPS天线。因为这些配件的电源是由电流很大的电路提供的,而印刷电路板上印刷线很细,又要流过很大的电流,烧坏的可能性增大了。 印刷电路板上的印制线起的作用是把电流从一个地方送到另一个地方。一般使用自复PPTC器件来保护电路板上这些细小的印刷线,因为这类器件能够迅速而有效地把电流限制在安全的数值上,同时尺寸又很小,可以直接装到电路板上。利用这项技术,模块中的每一个单独电源电路都可以用一个PPTC器件来保护,把电流限制在一个安全的数值上,不会将它烧断。 在图3和图4中对熔断器和PolySwitch器件作了比较。这里我们假定,电路板设计人员把印制线的最高温度规定在100℃。因此,随着印刷线的温度接近100℃,它上面可以流过的电流越来越小。 图3所示是一个35μm、2.5mm的印刷线,用了一个插装PolySwitchTM器件AGR500来保护。在图3中,印制线的宽度减少到0.5mm,用一个PolySwitch系列表面贴装器件ASMD150来保护它。 PPTC电路保护器件得到广泛的采用,作为一种实用的、经济有效的解决办法,在电子模块中用作过流和/或过热保护。在GPS、DVD或者收音机和汽车通信信息系统(telematics)的电路板中,常常用这种器件来限制电流。   结语利用过电流、过电压和ESD协同保护,可以减少元件数量,提高电子元器件和网络的效率和可靠性。

    时间:2008-01-11 关键词: 系统 电路保护 车载电子

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