基于LIN節點的車載防盜報警設計與實現

　　隨著汽車工業的迅猛發展，車身上的電子控制單元也越來越多。傳統的車身線束不僅會增加制造成本，而且會降低系統的可靠性和可維護性。于是，汽車車身總線應運而生。采用車身總線設計不僅可以簡化線路、節約制造成本、提高可靠性，同時也節省了系統的維護成本。車載防盜報警模塊是車身控制單元（BCM）的一部分，由于其本身對總線通信的實時性和速率要求不高，所以將其接入低速總線LIN上。

　　LIN總線

　　LIN總線主要用于不需要CAN性能、速率和復雜性的低速系統，是一種低成本的串行通信網絡，采用一個主節點及若干從節點的結構，基于通用的UART/SCI的硬件接口，最高速率可以達到20kb/s。

　　LIN總線通過報文幀進行數據傳輸，一個完整的報文幀包括幀頭和信息響應。報文頭包括間隔場、同步場和標志符場。間隔場由至少13個位時的持續顯性電平（0）組成，標志著一次數據通信過程中報文幀的開始。同步場包含時鐘同步信息，其格式是0x55，所有從機節點在正確接收同步字節場后，準確計算出主機節點將要發送數據的波特率，并以此波特率作為下一步要發送或接收數據的波特率設定值，從而實現從機節點與主機節點時鐘的同步。標志符場定義了信息的內容和長度。報文響應由主機節點或從機節點根據標志符場的信息發出，由2、4或8字節長度的數據和1字節的校驗和構成。校驗通過計算數據的全部字節而得到，用于接收方驗證數據的正確性。

車載防盜系統

　　圖 1完整的LIN信息幀

　　功能描述

　　車載防盜報警模塊是車身控制模塊的一個從節點，主要功能有以下3點：一是與BCM之間保持通信聯系并上報防盜報警模塊的狀態信息；二是接收車身控制模塊的命令并驅動喇叭發出報警聲；三是監測連接防盜報警模塊與BCM之間的電源線、地線和LIN線是否被割斷并發出報警聲。

　　實現方案

　　1 器件選擇

　　本系統的兩個主要器件為LIN收發器和微處理器。由于防盜報警模塊是電池供電的LIN節點，所以在器件選取時需要盡量考慮低功耗的器件。LIN收發器選取TJA1020，它是連接車身控制器與防盜報警模塊之間的物理媒體連接，也是LIN主/從機協議控制器和LIN傳輸媒體之間的接口。協議控制器輸入引腳TXD的發送數據流被LIN收發器轉換為總線信號，而且電平翻轉速率和波形都受到限制，以減少電磁輻射。TJA1020的接收器檢測到LIN總線上的數據流并通過RXD引腳將它傳送到協議控制器。TJA1020 具備低功耗管理模式，它在睡眠模式中幾乎不消耗電流并在錯誤模式中減小功率消耗。所以，TJA1020非常適用于防盜報警模塊這種以電池供電的LIN節點。系統采用意法半導體的8位微處理器STM8S105K4作為主控單片機，靠內部128kHz時鐘驅動運行時，靜態功耗可以低至0.6mA。滿足系統對低功耗要求的同時具備LIN控制器與電池電量檢測10位ADC功能。