根据上述设计思想，1个核心设计为车载信息综合处理盒，1个车辆综合电子信息系统接口实现共享车辆总线信息，N个总线式外部数据采集盒以总线的方式与车载信息综合处理盒联通，用以实现对加装的温度、压力、转速、转矩、位移等传感器数据的采集。系统总体组成框图结构如图4-51所示。
图4-51 系统总体组成框图结构
车载信息综合处理盒一方面与车辆综合电子系统连接，通过总线接口卡和总线协议（CAN、FlexRay等）接收车辆总线数据，同时，通过CAN总线连接温度、压力、转速等外部数据采集盒，获取独立加装的传感器数据。所有的数据在车载信息综合处理盒的统一调度下采集，按照文件存储方式将数据写入DOM硬盘。车载信息综合处理盒在接收到总线传输的校时时间后，自动进行时间同步。全系统的原理框图如图4-52所示。
图4-52 系统原理框图
DOM硬盘通过转接线连接至笔记本电脑或外部台式机，直接对硬盘数据进行拷贝，从而实现对大容量数据的快速导出。系统内部数据信息来源及流向，如图4-53所示。
车载信息综合处理盒作为多模式数据采集装置的核心存在，其设计具有较强的特殊性。温度采集盒、压力采集盒以及转速采集盒、转矩采集盒等总线式外部数据采集盒的设计与实现的思想基本是一致的，只是内部数据处理的具体技术不同。这里主要介绍车载信息综合处理盒，并以温度采集盒、压力采集盒为例介绍总线式外部数据采集盒的设计与实现。
（一）车载信息综合处理盒
车载信息综合处理盒由电源板、PC104控制主板、CAN总线接口板、FlexRay总线接口板组成，预留MIC和1553B总线接口板。
PC104主板与总线接口板之间通过控制总线、16路地址/数据总线实现各接口连接。主板直接控制CAN总线接口板、FlexRay总线接口板，实现总线数据的接收与发送。
图4-53 系统数据信息来源及流向
（1）电源板。
电源板负责为整个系统提供工作电源，将外部输入的DC 24 V变换为内部工作电压5 V，最大输出功率为50 W。电源板外接EMI电源滤波器，对输入的外部干扰噪声进行抑制；同时减小由设备产生，影响电源或其他设备的噪声，确保设备通过国军标EMC传导发射标准。
电源板具有电流过流保护和电压过压保护功能，确保设备在短时过流和过压的情况下，不会造成设备损坏。
（2）PC104控制主板。
PC104控制主板是系统核心模块，负责实现同车辆内部总线、外部数据采集盒之间的通信，并存储采集接收数据，协调控制各模块正常工作。设计外引接口有3路串行通信接口、2路USB接口、2路网络接口。
初步设计采用X86架构的PC104主板，使用Intel公司的新一代凌动系列Atom N455/D525处理器，支持多种操作系统，如Linux、Windows等。主板板载DDR3 1GB/2GB内存，并提供SATA接口、USB接口、10/100/1000Base-T以太网接口、Audio接口、6路串口、PS/2键盘鼠标等接口。
（3）CAN总线接口板。
内置2路CAN总线接口，实现同车辆内部CAN总线的通信。
CAN总线控制器采用NXP的SJA1000T、总线驱动器采用NXP的TJA1040实现，并根据CAN设计规范，在控制器与驱动器之间采用光电隔离信号。为防止外界电磁场信号的干扰，设计隔离驱动电路，同时在总线出线端采用共模滤波器进行滤波后再输出至外部总线。实现原理图如图4-54所示。
图4-54 CAN总线接口板实现原理图
（4）FlexRay总线接口板。(www.xing528.com)
内置A、B通道FlexRay总线接口，实现同车辆内部FlexRay总线的通信。
FlexRay总线控制器采用飞思卡尔MFR4310、总线驱动器采用NXP公司的TJA1080实现，并根据FlexRay设计规范，在控制器与驱动器之间采用光电隔离信号。为防止外界电磁场信号的干扰，设计隔离驱动电路，同时在总线出线端采用共模滤波器进行滤波后再输出至外部总线。
FlexRay总线接口板实现功能框图如图4-55所示。
图4-55 FlexRay总线接口板实现功能框图
（5）MIC总线接口板（预留）。
内置A、B通道MIC总线接口，实现同车辆内部MIC总线的通信。
（6）1553B总线接口板（预留）。
内置A、B通道1553B总线接口，实现同车辆内部1553B总线的通信。
（二）温度采集盒
温度采集盒负责采集外部加装的温度传感器测量信号，并将采集数据发送至数据集中采集器；其内部主要由温度主控电路板和温度信号调理板两部分组成，其功能实现原理图如图4-56所示。温度传感器的微信号经温度信号调理板后，转成0～5 V信号输出至温度主控电路板，经单片机A/D采集后，根据当前转换结果计算对应温度值。通过RS485总线或CAN总线回传采集数据至车载信息综合处理盒。
温度采集盒的主要性能指标：
①最大采集路数：8路；
②温度范围：-50～150℃；
③精度： ±0.2℃。
图4-56 温度采集盒功能实现原理图
（三）压力采集盒
压力采集盒负责采集外部加装的压力传感器测量信息，并将采集数据发送至数据集中采集器；其内部主要由压力主控电路板和压力信号调理板两部分组成，其功能实现框图如图4-57所示。压力信号经压力信号调理板后，转成0～5 V信号输出至压力主控电路板，经单片机A/D采集后，根据当前转换结果计算对应压力值。通过RS485总线或CAN总线回传采集数据至车载信息综合处理盒。
压力采集盒的主要性能指标：
①最大采集路数：8路；
②范围：1～5 V；
③精度：1%FS。
图4-57 压力采集盒功能实现原理图
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