一種基于中控屏的空調應急控制措施

王嬰 倪海艷 徐笑 姬存慧 黃梟

摘 要：文章基于中控屏提出一個空調控制方法，將傳統的空調物理按鍵集成到中控屏上，通過CAN網絡收發信號進而實現對空調的控制。考慮到中控屏有損壞風險，文章設計一種空調應急方案，進而避免了無法啟動空調的風險。該方法不僅節約了駕駛室儀表臺空間，而且同樣能夠達到空調傳統物理按鍵的效果。經實驗反復驗證，基于中控屏的空調控制在各種環境條件下能夠有效控制空調的工作狀態。

關鍵詞：CAN網絡;中控屏;空調控制

中圖分類號：U463.7? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）15-48-03

Abstract： In recent years， with the development of automotive electronics towards intelligence， integration and personaliza -tion， the interaction between human and vehicle is more simple and convenient.This paper presents an air conditioning control method based on the Multi-Media： the traditional physical buttons of air conditioner are integrated into the central control panel， and the air conditioner is controlled by sending and receiving signals through CAN network. Considering that the central control panel has the risk of damage， this paper designs an air conditioning emergency plan to avoid the risk of starting the air conditioner. This method not only saves the space of the instrument panel in the cab， but also can achieve the effect of traditional physical buttons in the air conditioner. Through repeated experiments， the air conditioning control based on the MMI can effectively control the working state of the air conditioning under various environmental conditions.

Keywords： CAN network; MMI; Air conditioning control

CLC NO.： U463.7? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）15-48-03

引言

近年來，隨著科技的發展，汽車行業的發展也逐步向智能化、舒適化發展。中控屏作為人機交互的窗口之一，其操作的便捷化及智能化大大提高了駕駛員行車過程的娛樂性及舒適性。現如今，車輛成為人生活中不可或缺的一部分，在要求車輛穩定、安全的前提下，還需要有更高的舒適性、娛樂性及智能性[1]，車內的中控大屏應運而生。早期，車輛儀表臺只涉及到收音機及空調的實體按鍵，功能簡單單一，而后又發展為帶有6吋到8吋左右的中控大屏，雖然娛樂性大有提高但應用功能極少，隨著智能AI、人機交互、5G網絡等技術的發展，人機交互的概念也逐漸進入大眾視野，中控屏的功能越來越豐富，全液晶的中控大屏已成為今后發展趨勢。

本文提出了一種基于中控屏的空調控制方法，將空調控制按鈕集成在中控屏上，基于CAN網絡通訊[2]實現對空調控制器的控制，該方法能夠在中控屏未完全開機的前提下控制空調的開啟，避免不能及時開空調的弊端，另外，在溫度過低環境下導致中控屏不能開機的情況下也能打開空調。

1 基于中控屏的空調控制方法

1.1 空調按鍵的布置

空調控制按鈕位于主屏幕的左側下方，便于駕駛員控制。短按時，直接進入空調界面，長按時長按3s時可開啟空調（需在發動機電點火狀態下），空調開啟時直接進入AUTO模式，該模式下可根據當前環境溫度智能設置空調溫度，使駕駛室內達到舒適的駕駛溫度。

當中控開機進入首頁時，空調的控制按鍵位于頁面底部，考慮到傳統車空調按鍵的布置順序及控制按鍵的使用頻次，中控屏首頁將空調的吹風模式、A/C開關、溫度設置、AUTO模式、風量大小、內外循環及最大除霜模式依次置于底部。

空調主界面按鍵分布及效果如圖3所示：

1.2 空調控制原理

1.2.1 CAN網絡通信

汽車電子系統大多使用CAN通信實現各個模塊之間的交互，CAN通信是一種串行通信方式，該技術具有實時性高、可靠性高、硬件簡單的優點。CAN協議通過報文編碼，可實現對不同的網絡節點分配地址，可體現信息類型、仲裁規則、故障檢測、處理方式等，各個節點通過報文濾波的方法確定是否接收相關信息，基于此，當某一控制器發出報文時，多個節點均可收到報文信息，進而實現有效控制與響應。本文將基于CAN網絡通信實現中控對空調的控制。

1.2.2 硬件電路設計

由圖4可知，中控屏的觸摸控制分為兩部分，第一部分主要為屏幕的觸摸控制，即中控屏的顯示范圍內，信號的發送與接收均是由MPU串口將相關的控制信息發往MCU，由MCU進行處理并反饋給MPU，觸摸屏進行相關的狀態顯示。該種處理是基于中控屏完全開機的情況下進行信息交互。

空調應急開關處理為中控屏的第二種控制方法，也是中控屏信號控制的特色之處。空調應急開關信號的發送不經過MPU的串口，而是直接由MCU檢測，即中控屏沒有完全開機的情況下，當MCU檢測到空調應急開關信號時，MCU將該信息發送至總線上，當空調控制器接收到報文信息時，作出相應的反應，進而實現空調的控制。這里的中控屏未完全開機，是指以下情況：

（1）ACC電源下，中控處于開機過程中;

（2）ACC電源下且環境溫度較低（-50℃以下），中控屏不能及時進入首頁。

2 實驗分析

2.1 CAN單節點測試

圖5為測試環境，將CANoe與中控屏連接在同一網絡下，并外接60Ω的終端電阻，利用CANoe模擬空調控制器向總線發報文信息，測試中控屏是否能接收，測試過程如下所示：

由圖6可知，當空調應急開關按下時，中控屏快發三幀報文到總線上，完成控制命令的發出;圖7利用CANoe模擬空調控制器給中控屏發送反饋報文，中控屏檢測到了反饋報文，對應的按鈕狀態高亮，如圖8所示，完成了信息交互，即完成了一次空調狀態的控制。

2.2 不同環境溫度下的空調控制

為充分說明中控屏在不同溫度條件下均可對空調實現有效控制，將中控屏放置在恒溫箱進行測試，實驗中每次調節

溫度時，先將中控屏在該溫度環境下放置2h然后開機測試，實驗結果如下：

實驗結果可以看出，當環境溫度處于較低的情況下時，中控屏仍舊可以發出報文，實現空調的控制。

3 結束語

本文提出了一種基于中控屏的空調控制方法，該方法基于CAN網絡通信實現中控屏與空調控制器之間的信號交互，進而到達中控對空調控制的目的。此外，中控還設計了空調應急開關，即使中控未及時開機，也可以實現對空調的控制，經試驗證明，在各種環境溫度下，中控均能有效控制空調，不僅節省了儀表臺空間，而且可靠性也滿足要求。

參考文獻

[1] 謝芳鈴.豐富駕駛體驗的汽車電子通信網關系統[D].復旦大學， 2012.

[2] 楊宏.基于智能網聯汽車的CAN總線攻擊與防御檢測技術研究[D].天津理工大學，2017.