Žilinská univerzita v Žilinediplom.utc.sk/wan/642.pdfv diplomovej práci sa rieši konštrukcia...
TRANSCRIPT
Žilinská univerzita v Žiline
Elektrotechnická fakulta
Katedra telekomunikácií
Palubná jednotka motorového vozidla
Radovan Gál
2006
Palubná jednotka motorového vozidla
DIPLOMOVÁ PRÁCA
RADOVAN GÁL
ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE
Elektrotechnická fakulta
Katedra telekomunikácií
Študijný odbor: TELEKOMUNIKÁCIE
Vedúci diplomovej práce: doc. Ing. Martin Vaculík, PhD.
Stupeň kvalifikácie: inžinier (Ing.)
Dátum odovzdania diplomovej práce: 19.5.2006
ŽILINA, 2006
Abstrakt
V práci bude riešená bloková schéma a konštrukcia palubnej jednotky nákladného
motorového vozidla, ktorá bude schopná komunikovať a odovzdávať si dáta s centrálou.
Táto jednotka bude obsahovať GSM a GPRS modul a možnosť sťahovania dát cez USB
rozhranie. V práci bude navrhnutý protokol a zoznam správ, ktorým bude táto jednotka
komunikovať s centrálnou jednotkou a senzormi umiestnenými v automobile. Taktiež budú
v práci popísané všetky funkčné bloky tejto palubnej jednotky.
In diploma will be solved block diagram and construction of electronic control unit of
Truck which will be able to communicate and do transmission data with headquarters. This
electronical control unit will consist GSM and GPRS modul and ability to send data
throught USB interface. In diploma will be to suggest protocol and list of messages,with
which unit will communicate with headquarter unit and sensors siting in car. In work will
be also data desription of all function blocks of this electronical control unit.
Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta,
Katedra telekomunikácií
ANOTAČNÝ ZÁZNAM – DIPLOMOVÁ PRÁCA
Priezvisko, meno: Gál Radovan školský rok: 2005/2006
Názov práce: Palubná jednotka nákladného automobilu
Počet strán: 63 Počet obrázkov: 29 Počet tabuliek: 20
Počet grafov: 0 Počet príloh: 3 Použitá lit.: 7
Anotácia (slov. resp. český jazyk):
V diplomovej práci sa rieši konštrukcia blokovej schémy palubnej jednotky
nákladného motorového vozidla, ktorá komunikuje a odovzdáva si dáta s centrálou. Taktiež
sú v práci popísané všetky funkčné bloky tejto palubnej jednotky, ako napríklad riadiaci
systém S-Max, GSM a GPRS modul.
Anotácia v cudzom jazyku (anglický resp. nemecký):
The diploma work solved about the construction of block diagram electronical
control unit of truck, which communicate and send data with headquarter. Also in the
diploma are descriptions of all function blocks of electronical control unit, like central
system S-Max, GSM and GPRS moduls.
Kľúčové slová: S-Max, GSM, GPS, GPRS, ECU, riadiaca jednotka
Vedúci práce: doc. Ing. Martin Vaculík, PhD.
Reprezentant práce: Dr. Ing. Peter Vestenický
Dátum odovzdania práce: 19.5.2006
Žilinská univerzita v Žiline
Elektrotechnická fakulta
Katedra telekomunikácií
Palubná jednotka motorového vozidla
(textová časť)
Radovan Gál
2005
Zoznam obrázkov a tabuliek
Obr.2.1.: Schéma regulačného okruhu ABS.......................................................... 5
Obr.2.2.: Elektronické komponenty ABS............................................................... 7
Obr.3.1.: Konektor typu J1962 (female)……………………………………….... 14
Tab.5.1.:Tabuľka riadiacich informácií…………………………………………. 21
Obr.5.1.: Riadiaca jednotka……………………………………………………... 26
Obr.5.2.: Bloková schéma riadiacej jednotky………………………………….... 27
Obr.5.3.: Konfigurácia systému Simatic, priestorovo úsporná, modulárna a
Jednoduchá…………………………………………………………….. 30
Obr.5.4.: Pripojenie SIMATICu do rôznych typov priemyselných komunikačných
sietí.......................................................................................................... 34
Tab.5.2.:Značenie PIC procesorov........................................................................ 36
Tab.5.3.:Typy PIC procesorov............................................................................... 36
Obr.5.5.: S-MAX so 6,4" displejom, 12" displejom a vyhotovenie bez displeja.... 40
Obr.5.6.: S-MAX so 6,4“ displejom, pohľad na konektory rozhrania................... 40
Obr.5.7.: Štartovací kit- priemyselný Ethernet ..................................................... 43
Obr.5.8.: Ilustračná zostava komponentov siete Profinet...................................... 44
Tab.6.1.:Rozmery C-Max....................................................................................... 45
Tab.6.2.:Vlastnosti displeja C-Max........................................................................ 45
Tab.6.3.:Vlastnosti PC C-Max............................................................................... 45
Tab.6.4.:Sieťové rozhrania C-Max........................................................................ 46
Tab.6.5.:Počítačové rozhrania C-Max.................................................................. 46
Obr.6.1.: Pohľad na S-MAX, sloty pre Compact Flash modulu............................ 47
Tab.6.6.: BUS rozhranie pre INTERBUS………………………………………… 48
Obr.6.2.: Rozloženie pinov pre rozhranie INTERBUS (9- pinový D- SUB
konektor-samica)..................................................................................... 48
Tab.6.7.: Konfiguráčné rozhranie pre INTERBUS………………………………. 48
Obr.6.3.: Rozloženie pinov pre konfiguračné rozhranieINTERBUS (9- pinový
D- SUB konektor).................................................................................... 48
Tab.6.8.: BUS rozhranie pre PROFIBUS……………………………………….. 48
Obr.6.4.: Rozloženie pinov pre rozhranie PROFIBUS (9- pinový D- SUB
konektor- samica).................................................................................... 48
Tab.6.9.:BUS rozhranie pre PROFIBUS............................................................... 49
Obr.6.5.: Rozloženie pinov pre rozhranie DeviceNetTM (5- pinový
COMBICON konektor)............................................................................ 49
Tab.6.10.:BUS rozhranie pre CANopen................................................................. 49
Obr.6.6: Rozloženie pinov pre rozhranie CANopen (9- pinový D- SUB
konektor)................................................................................................ 49
Tab.6.11.:BUS rozhranie pre CANopen................................................................. 49
Obr.6.7: Rozloženie pinov pre napájanie (3- pinový MINI COMBICON
konektor)................................................................................................ 49
Tab.6.12.:PS2myš/PS2 klávesnica......................................................................... 50
Obr.6.8: Rozloženie pinov pre PS2 klávesnicu a myš (6- pinový DIN
konektor)................................................................................................ 50
Tab.6.13.:LAN1/LAN2 sieťový konektor................................................................ 50
Obr.6.9: Rozloženie pinov pre LAN1 a LAN2(RJ45- konektor- samica)............... 50
Tab.6.14.:USB konektor......................................................................................... 50
Obr.6.10: Rozloženie pinov pre USB rozhranie .................................................... 50
Tab.6.15.:CRT monitor........................................................................................... 51
Obr.6.11: Rozloženie pinov pre pripojenie CRT monitora (15- pinový HD-SUB
konektor- samica)................................................................................... 51
Tab.6.16.:COM1 sériový port................................................................................. 51
Obr.6.12: Rozloženie pinov pre COM1 (9- pinový D-SUB konektor- samec)....... 51
Tab.6.17.:LPT1 paralelný port.............................................................................. 52
Obr.6.13: Rozloženie pinov pre LPT1 (25- pinový D-SUB konektor- samica)...... 52
Obr.6.14.: Bloková schéma prijímania a odosielania dát medzi automobilom a
základňou.............................................................................................. 53
Obr.6.15.: Satelitný systém GPS............................................................................ 54
Obr.6.16.: Schéma zapojenia GPS 18 5Hz a sériového portu PC......................... 58
Obr.6.17.: Modem Maestro 100 GSM/ GPRS 900/1800........................................ 59
Obr.6.18.: Modul WismoQuik................................................................................ 60
Zoznam použitých skratiek a symbolov
Skratky Anglický význam Slovenský význam ABS Antilock Brake System Protiblokovací brzdový systém CD Compact disk Kompaktný disk CMOS Complementary metal-oxide-semiconductor Komplementárna polovodičová súčiastka
CPU Central processing unit Centrálna riadiaca jednotka CRT Cathode ray tube Časť katódovej trubice obrazovky
dBW Decibels relative to one Watt Decibel na jeden Wat
DOS Disk operating system Diskový operačný systém DSP Data Services Profile Profil dátových služieb
D-SUB D-subminiature Typ konektora v PC EBD Electronical Brake-force Distribution Elektronické rozdelenie brzdnej sily
ECU Electronical Control Unit Elektronická riadiaca jednotka
EIB European Installation Bus Európsky štandardizovaný inštalačný systém ESP Electronic Stability Program Elektronický stabilizačný systém
FBD Fully Buffered Dimm Pamäťový modul s plným bufferovaním FC bloky Fibre Channel Blocks Vláknovo kanálové bloky
GPRS General Packet Radio Service Mobilná paketová rádiová služba GPS Global Positioning System Globálny pozičný systém
GSM Global System for Mobile Communicatio Systém globálnej mobilnej komunikácie
HMI Human-Machine Interface Rozhranie človek- stroj HS High Speed Vysoko rýchlostný
HTML HyperText Markup Language Hypertextový internetový jazyk Hz Hertz Hertz
IEC International Engeneering Consortium Medzinárodné inžinierske konzorcium
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
Inštitút elektronického a elektrotechnického inžinierstva
IGEB Interagency GPS Executive Board Integrovaná výkonná GPS doska IP Internet Protocol Internetový protokol
ISDN Integrated Services Digital Network Digitálna sieť integrovaných služieb LAD Language Acquisition Device Jazyk ktorý napodobňuje fungovanie mozgu
LAN Local Area Network Lokálna sieť LED Light-emitting diode Svetlo vyžarujúca dióda
LF Low Frekvency Nízko frekvenčný
LP Low Power Nízko napäťový LPT Line Printing Terminal Výstupný port pre tlač
mA Miliampere Miliampér MB MegaByte MegaByte
MCS Master Control Station Hlavná kontrolná stanica
Mm Millimetre Milimeter MMC Micro Memory Card Mikro pamäťová karta
MPI Multi Point Interface Rozhranie medzi viacerými bodmi NFPA National Fire Protection Association Národná asociácia požiarnej ochrany
OBD On-Board Diagnostics Diagnostika vozidla OLE Object linking and embending Objektové spájanie a vkladanie
OPC OLE for Process Control Objektové spájanie a vkladanie pre procesnú kontrolu
PIC Programmed integrated circuit Programovateľný integrovaný obvod
PLC Power line communication Programovataľbý automat PWM Pulse Wide Modulation Impulzne šírková modulácia
RAM Random-access memory Pamäť s náhodným (ľubovoľným) prístupom RISC Reduced instruction set computer Počítač s obmedzenou inštrukčnou sadou
ROM Read-only memory Permanentná pamäť SCL Specific ConnectionLess Špecifický nespojovo orientovaný jazyk
SMS Short Message Service Krátka textová správa SUB Subminiature Typ konektora v PC
TCP Transmission Control Protocol Protokol riadenia prenosu TFT Thin film transistor Úzky filmový tranzistor
TIA Totally Integrated Automation Plne integrovaná automatizácia
TTL Transistor-Transistor Logic Logika tranzistor- tranzistor USB Universal Serial Bus Univerzálna sériová zbernica
UTC Coordinated Universal Time Presný svetový čas V Volt Volt
VPW Variable Pulse Width Modulácia s priemernou šírkou impulzu
OBSAH
1. ÚVOD............................................................................................................................ 1
2. AKTÍVNA OCHRANA AUTOMOBILU: ABS, EBD A ESP ................................. 2
2.1 DEFINÍCIA FUNGOVANIA SYSTÉMOV ABS, EBD, ESP............................................ 2 2.2 ABS ( ANTILOCK BRAKE SYSTEM )........................................................................ 2
2.2.1 Protiblokovací brzdiaci systém (ABS) ........................................................... 3 2.2.2 Základná definícia ABS.................................................................................. 4 2.2.3 Požiadavky na ABS ........................................................................................ 4 2.2.4 Funkčné časti ABS ......................................................................................... 5
2.3 ESP......................................................................................................................... 6
3. ECU ............................................................................................................................... 9
3.1 ZÁKLADNÝ OPIS ECU............................................................................................. 9 3.2 FUNKCIE RIADIACEJ JEDNOTKY ............................................................................. 10
3.2.1 OBD ............................................................................................................. 12
4. PASÍVNA OCHRANA AUTOMOBILU................................................................. 14
4.1 ZÁKLADNÉ VLASTNOSTI PASÍVNEJ OCHRANY........................................................ 14 4.2 PRÍKLADY ZARIADENÍ A SYSTÉMOV, KTORÉ JE POTREBNÉ SLEDOVAŤ V AUTOMOBILE..................................................................................................................... 15
4.2.1 Preprava horľavín a nebezpečných látok v cisternových vozidlách ............ 15 4.2.2 Preprava drahocenných predmetov a peňazí .............................................. 16 4.2.3 Preprava väzňov .......................................................................................... 17
5. PALUBNÁ JEDNOTKA MOTOROVÉHO VOZIDLA........................................ 18
5.1 CENTRÁLNA JEDNOTKA MOTOROVÉHO VOZIDLA .................................................. 18 5.2 PROTOKOL DÁT ..................................................................................................... 20 5.3 NÁVRH ZOSTAVENIA PALUBNEJ JEDNOTKY ........................................................... 24
5.3.1 Dizajn palubnej jednotky ............................................................................. 25 5.3.2 Hardwarové zloženie palubnej jednotky...................................................... 26
5.4 MOŽNOSTI RIEŠENIA ZOSTAVENIA PALUBNEJ JEDNOTKY ...................................... 27 5.4.1 Systém Simatic ............................................................................................. 27
5.4.1.1 Nízke inžinierske náklady........................................................................ 27 5.4.1.2 Nízke prevádzkové náklady..................................................................... 28 5.4.1.3 Dizajn....................................................................................................... 28 5.4.1.4 Výkonné, flexibilné sieťové prepojenia................................................... 29 5.4.1.5 MPI (Multi-point interface) ..................................................................... 29 5.4.1.6 Profibus DP.............................................................................................. 30 5.4.1.7 CPU.......................................................................................................... 30 5.4.1.8 Komunikácia Ethernet, Profibus a ďalšie ................................................ 31 5.4.1.9 Integrácia zo svetom IT ........................................................................... 32 5.4.1.10 Použitie Simaticu v riadiacej jednotke................................................. 33
5.4.2 Zostavenie palubnej jednotky pomocou PIC procesorov............................. 34 5.4.2.1 Výber procesora a systém značenia PIC procesora ................................. 35 5.4.2.2 Použitie PIC procesora v riadiacej jednotke ............................................ 37
5.4.3 Systém S-max ............................................................................................... 37 5.4.3.1 Vizualizácia.............................................................................................. 38 5.4.3.2 Komunikácia ............................................................................................ 38
5.4.3.3 Hardvérové vybavenie ............................................................................. 38 5.4.3.4 Riadiaci softvér ........................................................................................ 40 5.4.3.5 S-MAX s technológiou Pentium M ......................................................... 40 5.4.3.6 Softvér na diaľkové riadenie.................................................................... 40 5.4.3.7 Priemyselný ethernet s jednoduchým nastavením ................................... 42 5.4.3.8 Základný systém pre sieť Profinet ........................................................... 42 5.4.3.9 Použitie systému S-MAX v riadiacej jednotke........................................ 43
6. KONKRÉTNE RIEŠENIE RIADIACEJ PALUBNEJ JEDNOTKY AUTOMOBILU ................................................................................................................. 44
6.1 TECHNICKÉ PARAMETRE S-MAX ........................................................................... 44 6.1.1 Rozmery........................................................................................................ 44 6.1.2 Vlastnosti displeja........................................................................................ 44 6.1.3 Vlastnosti PC ............................................................................................... 44 6.1.4 Sieťové rozhrania......................................................................................... 45 6.1.5 Počítačové rozhrania ................................................................................... 45 6.1.6 Compact Flash rozhrania ............................................................................ 46
6.2 GSM A GPS MODUL............................................................................................. 52 6.2.1 Bloková schéma prepojenia GSM a GPS..................................................... 52 6.2.2 Čo je to GPS................................................................................................. 52 6.2.3 On-line GPS lokalizácia v spojení s GSM komunikáciou............................ 54 6.2.4 Popis GPS modulu GPS 18 5Hz .................................................................. 55
6.2.4.1 Technické parametre GPS 18 5Hz........................................................... 55 6.2.4.2 Schéma zapojenia GPS 18 5Hz................................................................ 57
6.2.5 Popis GSM/GPRS modemu Maestro 100 GSM/ GPRS 900/1800 ............... 58 6.2.5.1 Technické parametre modemu Maestro 100 GSM/ GPRS 900/1800...... 59
7. ZÁVER........................................................................................................................ 62
8. ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY................................................................... 63
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 1
1. Úvod
Dynamický rozvoj automobilového priemyslu, neustáleho zvyšovania výkonu
automobilov a vývoj spoločnosti má za následok potrebu zvyšovania bezpečnosti, či
kvality dopravy a prepravy tovaru a nákladu. Úlohou návrhárov, konštruktérov a
automobilových koncernov je teda zdokonaliť pasívnu aj aktívnu ochranu cestujúcich
pasažierov a prepravovaného nákladu. Zároveň je však potrebné mať neustále pod
kontrolou aktuálny stav vozidla a nákladu vzhľadom vo vzťahu automobil a základňa. Toto
všetko by sa malo zameriavať nielen na momentálny stav automobilu pomocou Globálneho
pozičného systému GPS (Global Positioning System) dát- súradnicovej polohy automobilu,
ale aj stavu či už to životných funkcií pasažierov, alebo neporušenosti prepravovaného
nákladu, poprípade vedieť rozoznať nástrahy okolitého prostredia. Neodmysliteľná
je schopnosť vodiča aktuálne informovať centrálu a komunikovať s ňou o nepredvídaných
okolnostiach a udalostiach, ktoré sa vyskytli priamo počas prepravy nákladu a vedieť tieto
udalosti do istej miery predpovedať, a v tom horšom prípade vedieť na ne reagovať a riešiť
tieto problémy po diskusii s centrálou.
Táto úloha je podstatná pri návrhu každého automobilu už od šesťdesiatych rokov,
kedy sa začali vyrábať automobily, ktoré boli schopné presiahnuť rýchlosť nad 60 km/hod.
Dovtedy sa na bezpečnosť automobilov nekládol prílišný dôraz, ale keď výkony motorov
presiahli túto magickú hranicu začali sa konštruktéri čoraz viac zaujímať o bezpečnosť
pasažierov a prepravovanej batožiny. Začali sa budovať autá z pevnejších materiálov,
vyvíjali sa čoraz kvalitnejšie a spoľahlivejšie motory a brzdy. Tento vývoj postupuje stále
viac a viac dopredu a momentálne máme na trhu rôzne druhy pasívnej aj aktívnej ochrany
ako napríklad Airbag či rôzne deformačné zóny, vysoko kvalitné kotúčové brzdy alebo
karosérie z pružných a zároveň pevných materiálov. V posledných rokoch sa vývoj
ochrany pasažierov v automobile začal uberať úplne iným smerom. Pokles cien spotrebnej
elektroniky prináša mnohé prístroje z oblasti profesionálneho nasadenia do sféry
komerčného využitia. Podobne je tomu i v oblasti automobilového priemyslu. Vzhľadom k
tomu, že sa vždy jednalo o veľmi lukratívny obchod, bola vždy oblasť diagnostiky zahalená
rúškom tajomstva. Preto sa čoraz viac začína investovať do vývoja hlavne elektronických
systémov ako protiblokový brzdový asistent ABS (Antilock Brake System), elektronického
rozdelenia brzdnej sily EBD (Electronical Brake-force Distribution) či elektronického
stabilizačného systému ESP (Electronic Stability Program).
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2
2. Aktívna ochrana automobilu: ABS, EBD a ESP
2.1 Definícia fungovania systémov ABS, EBD, ESP
Na automobile s pohonom všetkých kolies môžu prekĺzať na šmykľavých cestách
všetky štyri kolesá. To znamená, že zo žiadneho kolesa sa nemôže priamo vytvoriť
referenčná rýchlosť vozidla. Skutočná rýchlosť vozidla je teda neznáma. Pri prekĺzaní
kolies, či už počas spomaľovania alebo pohonu vozidla, však potrebujeme presne poznať
skutočnú rýchlosť vozidla, kvôli správnej regulácii systémov ABS, EBD a ESP. Pravdaže
dôležitú úlohu tu majú tiež vlastnosti podvozku a správanie sa karosérie, ktoré sú dané
zladením pruženia a tlmenia.
2.2 ABS ( Antilock Brake System )
Jedným z najdôležitejších systémov na vozidle je brzdový systém vozidla, ktorý sa
radi medzi najvýznamnejšie prvky aktívnej bezpečnosti. Bezpečné zastavenie alebo
spomalenie vozidla je jeden zo spôsobov, ako je možné zabrániť dopravnej nehode. Úlohou
bŕzd je vyvolať taký brzdiaci účinok, ktorý dokáže zmariť významnú časť kinetickej
energie vozidla. Brzdiaci účinok je vyvolaný mechanickým spôsobom, keď dochádza k
treniu brzdových segmentov o oceľový bubon alebo kotúč. Brzdy sú ovládané mechanicky,
hydraulicky alebo pneumaticky stlačeným vzduchom. Možné sú aj kombinácie týchto
spôsobov ovládania. Každé vozidlo musí byť vybavené minimálne dvomi nezávislými
brzdovými systémami, a to prevádzkovým a parkovacím.
Elektronika v moderných automobiloch sa dnes významne podieľa aj na činnosti bŕzd
a podvozku. Dômyselné zariadenia sa dokážu starať o čo najlepšie využitie priliehavosti k
vozovke, a to najmä v kritických situáciách a zlepšenie jazdných vlastností a ovládateľnosti
vozidla. Elektronických systémov v podvozkoch moderných automobilov je dnes celé
množstvo a na riadenie svojej činnosti využívajú snímače ABS v kolesách. Podľa ich
funkcie ich môžeme rozdeliť do troch skupín:
- ABS: protiblokovacie brzdové systémy.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 3
- EBD: protikĺzové systémy, zabraňujúce nežiadúcemu pretáčaniu kolies pri
akcelerácii .
- ESP: systémy ovplyvňujúce stabilitu jazdy.
2.2.1 Protiblokovací brzdiaci systém (ABS)
Prevádzkové podmienky vyžadujú rýchlo a bezpečne znížiť rýchlosť jazdy alebo
zastaviť vozidlo pri kritických situáciách, medzi ktoré patria:
- mokrá vozovka
- mrznúci povrch
- prudké reakcie vodiča na náhodnú prekážku
- chybné správanie sa ostatných účastníkov prevádzky a pod.
týchto prípadoch môže dôjsť ku zablokovaniu kolies, čo spôsobuje neovládateľnosť
vozidla. Zablokovanie kolies je sprevádzané šmykom kolies. Skratka ABS pochádza z
anglického Antilock Braking System a znamená protiblokovací systém bŕzd. Vznik tohto
systému je datovaný do roku 1978, keď bol vynájdený firmou BOSCH. Najväčším
prínosom ABS je zachovanie ovládateľnosti a stability pri intenzívnom brzdení, čo
umožňuje v prípade potreby vyhnúť sa prekážke. U vozidla bez ABS nie je možné počas
intenzívneho brzdenia meniť smer pohybom volantu. Mimo to sa vďaka čiastočnému
odvaľovaniu kolesa počas brzdenia rozloží prenos brzdiacich síl na väčšiu plochu povrchu
pneumatiky, ktorá je tak ušetrená enormného namáhania. Na obr. 1 je základná schéma
protiblokovacieho regulačného systém ABS. Je vhodné upozorniť na to, že ABS neskracuje
na suchej vozovke brzdnú dráhu, ako je niekedy mylne prezentované . Výhody ABS sa
naopak prejavujú na mokrej, snehom pokrytej alebo
zľadovatenej vozovke.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 4
2.2.2 Základná definícia ABS
ABS je sústava, ktorá automaticky reguluje veľkosť sklzu kolesa na jednom alebo
niekoľkých kolesách vozidla pri brzdení. Schéma regulačného okruhu ABS je na obr.1.
Systém ABS, zabraňuje zablokovaniu kolies pri brzdení. ABS automaticky reguluje brzdnú
silu pôsobiacu na jednotlivé kolesá vozidla tak, aby nedošlo k ich zablokovaniu a s tým
súvisiacej neovládateľnosti vozidla. V krajnej situácii, keď už hrozí zablokovanie kolies,
systém znižuje a následovne zvyšuje tlak v brzdovej sústave 12 – 16 krát za sekundu, a tým
zaistí stále otáčanie kolies a ovládateľnosť vozidla.
Obr.2.1.: Schéma regulačného okruhu ABS
2.2.3 Požiadavky na ABS
Systém ABS, ktorý má zamedziť blokovaniu kolies, je zložený z niekoľkých častí,
ktoré sa navzájom ovplyvňujú a doplňujú. Musia spĺňať tieto požiadavky:
- regulácia brzdenia musí zaistiť stabilitu jazdy vozidla a jeho ovládateľnosť na
všetkých druhoch povrchu, od mokrej vozovky až po námrazu.
- ABS musí maximálne využívať súčiniteľ trenia medzi vozovkou a kolesami a
stabilita jazdy a ovládateľnosť vozidla je dôležitejšia ako brzdná dráha. Sila, ktorou
vodič pôsobí na brzdový pedál a rýchlosť jeho reakcie sú hodnoty, ktoré
neovplyvnia výsledný tlak, pôsobiaci na brzdové čeľuste.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 5
- regulácia brzdenia musí prebiehať v celej rýchlostnej oblasti vozidla až do
minimálnej.
- regulácia sa musí rýchlo prispôsobiť zmenám priliehavosti (adhézie), na čo
najmenší časový úsek reakcie tak, aby neovplyvnila ovládateľnosť a stabilitu jazdy
vozidla. Na suchej vozovke musí umožniť maximálne možné hodnoty ovládacej
sily
- pri brzdení na vozovke s nerovnakou priliehavosťou kolies na pravej a ľavej strane
vozidla má vozidlo tendenciu vychyľovať sa priečne ku smeru jazdy (tzv.
gyroskopické momenty).
- pri brzdení v zákrute musí vozidlo ostať stabilné a ovládateľné s čo najkratšou
brzdnou dráhou. To isté platí aj pre vozovky s nerovným povrchom.
- regulácia brzdenia musí rozoznať aquaplaning a podľa toho vhodne reagovať, musí
zachovať priamu jazdnú stabilitu.
- brzdenie po uvoľnení pedálu brzdy (hysterézia), a vplyv brzdenia motorom sa musí
objaviť na ovplyvnení brzdenia čo najmenej.
- bezpečnostné obvody musia stále kontrolovať bezchybnú funkciu systému ABS.
- Vodič je kontrolkou okamžite informovaný o poruche a o tom, že má k dispozícii
len základný funkčný systém bŕzd vozidla.
2.2.4 Funkčné časti ABS
Súčasťou ABS je elektronická riadiaca jednotka, snímače otáčok jednotlivých kolies a
hydraulický agregát. Elektronické komponenty ABS sú znázornené na obr.2. Riadiaca
jednotka nepretržite porovnáva údaje zo snímačov otáčok na jednotlivých kolesách. V
prípade zistenia náhlej zmeny ich otáčok, ako je prudké spomalenie sledovaného kolesa,
vydá príkaz hydraulickému agregátu, aby dané koleso odbrzdil. Tým sa koleso začne opäť
odvaľovať a snímač otáčok vyšle opäť do riadiacej jednotky signál, že dané koleso je zase
v pohybe. Koleso je tak opäť schopné prenášať brzdnú silu a preto je vydaný riadiacou
jednotkou príkaz k jeho opätovnému pribrzdeniu. Tento cyklus sa môže opakovať až 16
krát za sekundu.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 6
Obr.2.2.: Elektronické komponenty ABS
1 – elektronická riadiaca jednotka, 2 – hydraulická
jednotka, 3 – snímače na kolesách
ABS je podporný subsystém v automobile, kontrolujúci činnosť brzdovej sústavy
s cieľom zabrániť zablokovaniu kolies v prípade brzdenia na klzkom povrchu (čo spôsobí
šmyk a neovládateľnosť vozidla). ABS systém sleduje počas brzdenia pohyb kolies a v
prípade, že zistí, že niektoré z kolies sa na vozovke začína šmýkať, zmenší alebo úplne preč
vypne brzdnú silu. Tým sa snaží medzi vozovkou a pneumatikou udržať valivé trenie a
zabrániť klznému treniu, čo dáva predpoklad lepšej ovládateľnosti vozidla. Nevýhodou
ABS asistencie je v niektorých prípadoch dlhšia brzdná dráha (čo vyplýva zo samotného
princípu ABS). Problém s ABS nastáva i na tzv. roletách na ceste, kedy kolesá nadskakujú
na nerovnostiach vozovky a tým predávajú senzorom informáciu o nepomere rýchlosti
otáčania, ktorú ABS (v tomto prípade nesprávne) vyhodnotí ako nebezpečie šmyku.
2.3 ESP
ESP je systém podobný ABS avšak, má opačný spôsob fungovania, pretože zaberá pri
rozjazd. V prípade pohonu automobilu sa môže z krútiaceho momentu motora a z prevodu i
účinnosti prevodového mechanizmu vypočítať krútiaci moment na hnacích kolesách. Tento
hnací moment na náprave dovoľuje urobiť závery na maximálne možné zrýchlenie
automobilu. Tak napríklad pri malých hnacích momentoch nemôže byť veľké zrýchlenie
vozidla. Ak v takom prípade majú všetky kolesá značné zrýchlenia, znamená to, že všetky
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 7
kolesá sa prekĺzajú. V tejto fáze sa z vypočítaných nápravových momentov vypočíta
rýchlosť vozidla (referenčná rýchlosť).
Keď systém ESP na základe impulzov zo svojich snímačov spozná, že ide o jazdu v
zákrute, túto informáciu môže odovzdať ďalej na regulátor podvozku. Ten potom môže
hneď nato ovplyvniť tlmiče pruženia ešte predtým, ako to dokáže zistiť svojimi vlastnými
snímačmi (napr. snímačmi zrýchlenia náprav). Taký postup naznačuje, že podľa možnosti
je potrebné presne poznať moment motora, moment želaný vodičom, otáčky motora,
informácie prevodovky a podobne. Presnosť týchto veličín sa odzrkadľuje v tvorbe
modelov vozidla, v referenčnej rýchlosti vozidla atď., v prípadoch, v ktorých nastávajú
resp. musia nastať jazdno-dynamické regulačné zásahy. Z informácií pohonu všetkých
kolies, zo stupňa závernosti medzinápravovej spojky môžu práve tak nasledovať závery na
rozdelenie momentov na nápravy. Tieto opäť dovoľujú nastaviť bilancie nápravových
momentov, ktoré umožňujú poznanie jazdných situácií.
Na druhej strane, spomínané riadiace jednotky ovplyvňujú rovnakým spôsobom kvalitu
regulácie a jazdné vlastnosti vozidla. Tak sa, pre dosiahnutie optimálneho pohonu a
stability, od systémov ASR aj ESP vyžaduje veľkosť krútiaceho momentu motora, ktorá je
pod veľkosťou momentu, ktorý zadal vodič. Naproti tomu, pri systéme MSR sa vyžaduje
moment, ktorý sa môže nachádzať nad momentom zadaným vodičom.
Ak riadiaca jednotka motora reaguje príliš neskoro (po dlhšom čase ako 0,10 až 0,15
s) napr. na moment motora požadovaný regulátorom hnacieho sklzu, alebo ak sa tento
požadovaný moment motora nastaví nekorektne, môže nastať nestabilita vozidla, resp.
obmedzená riaditeľnosť a/alebo nehomogénne správanie sa vozidla.
Keď regulátor podvozku nereaguje zodpovedajúco rýchlo (napr. v rámci času 0,1 s), tak sa
nadstavba vozidla kolíše so všetkými ďalšími nepriaznivými následkami. Ak je systém
vybavený riaditeľnou spojkou pohonu všetkých kolies, tak na požiadanie systémov ABS,
ASR a ESP musí spojka splniť tieto požiadavky v rámci dopredu daného času (napr.
menšieho ako 0,2 s), teda napríklad, že sa spojka vypína. Keď sa to nestane, tak sú pri hore
uvedených systémoch následkom toho zle vypočítané modely resp. chybné interpretácie.
Z doteraz spomínaných úvah vyplývajú tri základné poznatky:
- Optimum medzi trakciou, stabilitou, riaditeľnosťou a brzdným výkonom pre vozidlá
s pohonom všetkých kolies je možné len vtedy, keď sa dá elektronicky ovplyvniť
pohon všetkých kolies.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 8
- Snímače systému ESP sú schopné zachytiť jazdné dynamické stavy, špecifické pre
pohon všetkých kolies a korekčne zasiahnuť do daných regulačných systémov.
- Komunikácia a interakcia so systémami zúčastnenými na podvozku a pohone
umožňuje zvládnuť aj spojenie kolies vozidla.
Podstatným predpokladom pre spolupôsobenie systémov je spojiť optimálne funkčné
rozdelenie s komunikáciou a poznaním veľkých rýchlostí.
Riadiace jednotky musia pracovať ako „čierna skrinka“, teda musia splniť definované
špecifikácie, aby sa minimalizovali neznáme beztak komplikovaného nelineárneho
regulačného systému. Regulátor, ktorý obsahuje chybné vstupné informácie a ktorého
požiadavky sa nekorektne presadia, nemôže splniť svoju úlohu v definovanom čase a v
potrebnej kvalite regulácie.
Pre budúce systémy, ktoré budú mať k dispozícii inteligentný pohon všetkých kolies
spojený s automatickým riadením uzávierok, sa javí ako optimálne použitie riadenia
uzávierok integrovať do regulátora stability. Tento má predsa už všetky dôležité
bezpečnostné prvky, vysokovýkonné procesory, ako aj modulárne rozšíriteľné vstupné a
výstupné zapojenia pre nutné prídavné snímače, resp. výkonné členy. Okrem toho,
regulačné okruhy lepšie môžu zvládnuť vynútené požiadavky.
Napokon spoluprácou motora, bŕzd, pohonu všetkých kolies, a systému pruženia/tlmenia sa
môže dosiahnuť optimum brzdného výkonu, pohonu, stability, riaditeľnosti i jazdného
komfortu. Všetky tieto systémy aktívnej ochrany riadi a obsluhuje elektronická riadiaca
jednotka automobilu ECU (Electronical Control Unit).
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 9
3. ECU
3.1 Základný opis ECU
Elektronická riadiaca jednotka ECU v automobile je počítač s pamäťami a
procesormi, ktorý je spojený s motorom pomocou čidiel, z ktorých získava potrebné
informácie o teplote chladiacej kvapaliny, teplote oleja, množstve nasávaného vzduchu,
polohe plynového pedálu, teplote výfukových plynov, atď., ktoré zabezpečujú chod
jednotlivých funkcií vo vozidle Okrem už spomínaných riadi napríklad aj riadiace
jednotky motora, posilňovača riadenia, airbagov, klimatizácie, je zodpovedná za celý
motorový manažment. Ovláda všetky dôležité funkcie motora s ohľadom na príslušné
zaťaženie, v závislostí od všetkých okolitých parametrov, ako napr. vonkajšia teplota a tlak
vzduchu, teplota motora, chladiacej zmesi a oleja atd. K správnej funkcii potrebuje
získavať údaje pomocou čidiel, ktoré merajú tlaky, teploty, otáčky, rýchlosť a množstvo
vzduchu, atd. . Informácie z týchto čidiel sa vyhodnotia podľa programu uloženého v
pamäti EPROM v riadiacej jednotke a tá vie následne zabezpečiť dodanie zmesi paliva so
vzduchom, načasovať jej zapálenie, riadiť tlak turba, pri niektorých motoroch aj
nastaviť polohu vačkovej hriadele. Takto sú priebežne v závislosti od záťaže a okolitých
podmienok vypočítavané hodnoty pre optimálny čas vstreku, čas zážihu, potrebné
množstvo paliva a príslušný plniaci tlak.
Tento program je optimalizovaný na základe najnovších poznatkov (ktoré nemuseli
byt k dispozícii v čase výroby automobilu), tak aby bol zabezpečený maximálny výkon,
maximálny krútiaci moment, minimálna spotreba paliva a minimálne emisie pri
nezmenenej životnosti motora. Tým je dosiahnutý vyšší výkon motora, najmä však výrazne
vyšší krútiaci moment a zlepšenie jeho priebehu v závislosti na otáčkach. Pri
turbomotoroch je možné zvýšenie výkonu a krútiaceho momentu o 20 % až 40 %, pri
atmosferických motoroch o 8 % až 12 %, čím sa podstatne zlepší zrýchlenie, pružnosť a
maximálna rýchlosť. Motor sa stane celkovo živším a silnejším, pričom životnosť, ako aj
vhodnosť pre každodenné použitie pri primeranom tuningu, zodpovednom užívaní a
pravidelnej údržbe bude životnosť rovnaká ako pri sériovom motore. Často je diskutovaná
otázka zníženia životnosti chipom ladeného motora. V skutočnosti je oveľa horšia razantná
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 10
jazda pri studenom motore a hovorit o znížení životnosti vplyvom chiptuningu je
bezpredmetné.
3.2 Funkcie riadiacej jednotky
A) Nastavenie okamihu zapaľovania
Aby mohlo byt palivo optimálne využité, je dôležitý správny okamih zážihu - u
dieselových motorový optimálny okamih vstreku - v závislosti od otáčok, záťaže, teploty a
iných riadiacich parametrov.
B) Riadenie uhlu kontaktov rozdeľovača
Časový rozostup riadiacich signálov sa mení v závislosti od poctu otáčok. Na
dosiahnutie konštantnej zapaľovacej energie je ale potrebný určitý prúd. Pre tento je zas
potrebný určitý čas styku kontaktov, ktorý pri vyšších otáčkach nie je vždy dosiahnutý.
Tým môže vznikať prerušovanie zapaľovania pri vyšších otáčkach.
C) Obmedzovanie klepania
Moderné motory pracujú pri vysokých kompresných pomeroch, aby dosiahli vyšší
krútiaci moment a nižšiu spotrebu. Pritom sa ale zvyšuje nebezpečenstvo
nekontrolovateľného samovznietenia, čím vzniká "klepajúce" spaľovanie. Riadiaca
jednotka sníma chvenie na bloku motora a usmerňuje vstrekovanie, tak aby k chveniu
nedochádzalo.
D) Vstrekovanie paliva
V závislosti od signálov senzorov otáčok, záťaže a ďalších korekčných faktorov
vypočíta elektronika potrebný okamih a množstvo vstreku, tak aby bola dosiahnutá
optimálna spotreba, emisie a maximálny výkon motora.
E) Lambda- regulácia
Zmes palivo- vzduch je regulovaná riadiacou jednotkou v závislosti od zloženia
výfukových plynov (merané lambda- sondou) a je nastavená na ideálnu hodnotu
(lambda=1), aby bol dosiahnutý vysoký stupeň účinnosti katalyzátora a tým aj nízky obsah
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 11
škodlivín. V konečnom dôsledku meria lambda- sonda pred katalyzátorom obsah zbytku
kyslíku vo výfukových plynoch. Tieto namerané hodnoty sú priebežne prenášané do
riadiacej jednotky, ktorá tieto namerané hodnoty zohľadní do svojich výpočtov.
F) Regulovanie voľnobežných otáčok
Rôzne teploty motora a s tým spojené rôzne súčinitele trenia, ako aj znečistenie
sacieho potrubia a veľa iných faktorov vedú k rôznym otáčkam voľnobehu. Riadiaca
jednotka reguluje množstvo paliva tak, aby boli zachované voľnobežné otáčky na
konštantne definovanej hodnote. Takisto sú vypočítané aj parametre pre teplý a studený
štart.
G) Regulácia plniaceho tlaku - turba
Pri vozidlách s turbo- preplňovaním je navyše potrebné, aby riadiaca jednotka
vypočítala výšku plniaceho tlaku a potrebné plniace množstvo a pomocou príslušných
snímačov regulované na požadovanú hodnotu.
H) Spätná väzba výfukových plynov
Aby sa zvýšila kvalita výfukových plynov, je nasávanému čerstvému vzduchu
primiešaný výfukový plyn.
I) Servis a bezpečnostné funkcie
- sledovanie nastavených hodnôt
- kontrola "Drive by wire - systémov", medzičasom vo všetkých moderných vozidlách
známy ako egas - elektronický plyn
- rozpoznávanie chýb v senzorike alebo aktorike spojené s ich záznamom do
diagnostického systému.
Toto všetko by sa malo zdokonaliť bez úroku na pohodlie cestujúcich. Preto je
potrebné zabezpečiť čo najefektívnejšie riadenie a prepojenie senzorov a čidiel s riadiacou
jednotkou palubného počítača a pravidelne kontrolovať stav čidiel senzorov a samotnej
ECU. Táto diagnostika sa deje pomocou Diagnostiky vozidla OBD (On-Board Diagnostic).
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 12
3.2.1 OBD
Diagnostika (zistenie stavu) jednotlivých komponentov vozidla je zjednodušene
povedané súhrn technických, najčastejšie elektronických prostriedkov, ktoré umožňujú
zistiť základné informácie o vozidle, či nastaviť niektoré jeho prevádzkové parametre.
Jedná sa napríklad o počet najazdených kilometrov, stav oleja, vystrelený AirBAG alebo
nastavenie charakteristiky zmesi motoru a tým zmenu výkonu motoru. Podľa skúseností sa
jedná väčšinou o zmenu výkonu a nie o zvýšenie. K tomu, aby sme úspešne komunikovali
s riadiacim počítačom vozidla potrebujete niekoľko vecí. Informácie z riadiacej jednotky sú
posielané na univerzálny konektor umiestnený väčšinou pod prístrojovou doskou. Tento
konektor nesie označenie OBD II a podľa výrobcu komunikuje niektorým z protokolov.
OBD-II je skratka z anglického "On-Board Diagnostics" a "II" vyjadruje 2. generáciu
tejto normy, ktorá popisuje elektronické riadiace jednotky pre motorové vozidlá. Táto
norma zavádza jednotný systém diagnostiky pre všetky motorové vozidlá. Zatiaľ čo v USA
bola táto norma povinne zavedená už k 1.januáru 1996, v Európe bola táto diagnostika
povinne zavedená najprv u benzínových osobných vozidlách v roku 2000. V roku 2003
nasledovali osobné vozidlá s dieselovým motorom a od roku 2005 nasledovali nákladné
vozidlá.
Vozidla vyrobené v Európe v rokoch 1996 až 1999 môžu, ale nemusia spĺňať normu
OBD-II. Skutočnosť, či konkrétny model má riadiacu elektronickú jednotku, či nie (a ak
áno, akého protokolu) je veľmi individuálne. To isté sa týka i vozidiel vyrobených v USA v
rokoch 1994 a 1995.
Norma OBD-II má naviac tri rôzne komunikačné protokoly:
PWM - Impulzne šírková modulácia (Pulse Wide Modulation)
VPW - Modulácia s premennou šírkou impulzu (Variable Pulse Width)
ISO 9141/14230 - európska norma ISO, pričom ISO 14230 je tiež známa pod označením
KWP2000
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 13
Elektronické riadiace jednotky spĺňajúce normu OBD-II sa vyznačujú diagnostickým
konektorom typu J1962 (female):
Obr.3.1.: Konektor typu J1962 (female)
Z tohoto konektoru sú využité podľa protokolu 2 - 4 piny po ktorých sa uskutočňuje
dátový prenos. Ostatné piny konektoru môžu byť použité výrobcom pre špecifické účely a
nemusia mať vzťah k OBD-II norme. Parametre a dáta čítané z rôznych elektronických
riadiacich jednotiek pod rôznymi protokolmi sú vždy rovnaké. Odlišuje sa len spôsob ich
získavania (protokol čítania) diagnostikou.
K tomu aby sme údaje z vozidla obdržali v zrozumiteľnej forme, potrebujeme
prevodník (čítačku), ktorá vyššie uvedené protokoly prevedie do formy spracovateľnej
počítačom. K počítaču sa čítačka pripája pomocou USB alebo sériového portu. Cena
takejto čítačky sa podľa toho ako moc je univerzálna pohybuje medzi 1.500- 9.000 Sk. V
súčasnosti sú na našom trhu dostupné i stavebnice na chipe.
K čítačke sa dodáva i program, ktorý nám umožní zobrazovať merané parametre, zisťovať
chyby a prípadne mazať pamäť chýb. Pokiaľ nám nevyhovuje, dá sa podľa typu čítačky
zakúpiť alebo stiahnuť na internete niektorý z volne šíriteľných programov.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 14
4. Pasívna ochrana automobilu
4.1 Základné vlastnosti pasívnej ochrany
Všetky automobilové koncerny sa dnes začínajú zamýšľať nie len nad aktívnou
ochranou pasažierov v automobile, ktorú som opísal v predchádzajúcej kapitole, ale prišlo
sa na to, že je potrebné, aby sa v automobile zdokonalila aj pasívna ochrana. Pod pojmom
pasívna ochrana automobilu mám na mysli schopnosť automobilu a posádky sledovať stav
momentálnej funkčnosti automobilu, či neporušenosť nákladu, alebo dokonca schopnosť
reagovať na nepredvídané situácie, ktoré môžu nastať pri preprave a o všetko informovať
centrálnu stanicu. Toto je dôležité najmä vtedy, ak sa jedná o automobily, ktoré sú
špecializované na prepravu nebezpečného materiálu, ako napríklad rôznych horľavých či
výbušných látok, ale aj látok, ktoré sú škodlivé pre životné prostredie a v prípade havárie
dokážu zamoriť prostredie a tým ohroziť obyvateľstvo, či prírodné zdroje vody a podobne.
Táto otázka sa týka aj ďalších špecializovaných áut, ktoré sa používajú na prepravu peňazí,
či rôznych iných drahocenností, alebo preprave väzňov, či rôznych štátnych úradníkov, či
dôležitých diplomatických návštev. Vo všetkých týchto prípadoch je potrebné, aby bol
tento prevoz čo najbezpečnejšia a za čo najmenších problémov. Posádka by mala mať pod
kontrolou každú maličkosť a vedieť o stave všetkých zariadení, každého člena posádky
a samozrejme aj nákladu. Zároveň by posádka mala byť v priamom spojení so základňou
z ktorej vychádzalo vozidlo, alebo s nejakou centrálou, ktorá by spravovala tieto
automobily a na diaľku pomocou Mobilnej paketovej rádiovej služby GPRS (General
Packet Radio Service) dát komunikovala s posádkou, poprípade riešila s nimi spoločne
problémy. Centrála by mala presné a online informácie ohľadom aktuálneho diania sa
v automobile a na trase, vedela by aktuálne súradnice automobilu a mohla kontrolovať
dodržiavanie vopred stanovenej trasy a sledovať prípadné nepredvídané odbočenia či
prerušenia jazdy. Vedela by kontrolovať stav na diaľku a mala by k dispozícii presné info
o aktuálnom stave vozidla. Vodič by mal k dispozícii panel s informáciami a tlačidlami
priamo v kabíne a vedel by o aktuálnych súradniciach, trase a stave automobilu a posádky
priamo zo sedadla vodiča.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 15
Informácie, ktoré je potrebné sledovať v automobile a spracovávať sú rôzne, taktiež
záleží od druhu prepravovaného tovaru a charakteru prepravovaných osôb.
4.2 Príklady zariadení a systémov, ktoré je potrebné sledovať v
automobile
V každom z týchto automobilov je potrebné zaoberať sa sledovaním určitých
parametrov, ktoré sú rovnaké všade, a sú dôležité pre bezpečnosť, ako napríklad
- tlak a hustota vzduchu v pneumatikách
- uzatvorenie všetkých dverí automobilu
- aktuálny fyziologický stav vodiča a posádky ako napríklad tep srdca
a frekvencia dýchania, z ktorých sa dá vyčítať, či je posádka v stresovej
situácii, alebo nie
- stav súčastí motora ako počet fungujúcich valcov, ventilov a benzínových
trysiek.
- opotrebenie a funkčnosť brzdových kotúčov
Avšak v každom špecializovanom dopravnom prostriedku je potrebné sledovať aj
veľa ďalších funkcií, ktoré sú špecifické pre ten ktorý automobil.
4.2.1 Preprava horľavín a nebezpečných látok v cisternových
vozidlách
Cisternové vozidlá sú špecifické automobily, ktoré prepravujú niekoľko hektolitrov
tekutín, ktoré pri havárii vozidla a pri vytečení do životného prostredia, alebo u horľavých
látok a výbušnín už pri menšom náraze či otrase môžu spôsobiť obrovskú škodu, či už
materiálneho, alebo iného charakteru. Preto je potrebné, aby táto preprava bola čo
najbezpečnejšia. V tomto prípade treba sledovať niekoľko parametrov
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 16
- neporušenosť nádoby cisterny, jej dôkladné a vzduchotesné uzavretie, toto
všetko sa dá sledovať tlakom v cisterne, ktorý by mal byť pri prevoze
nemenný.
- náklon cisterny v priečnom aj pozdĺžnom smere. Tu však treba brať ohľad
na nerovnosti vozovky a stúpania a klesania vozovky, preto je dobré brať do
úvahy len dlhodobejšie a stále naklonenie cisterny, ktoré by mohlo nastať
pri prevrátení, alebo havárii automobilu.
4.2.2 Preprava drahocenných predmetov a peňazí
Na túto prepravu existujú automobily, ktoré sú priamo špecifikované na túto činnosť,
v Slovenskej Republike existuje zákon o preprave peňazí, ktorý sa týka tejto činnosti.
Tento zákon sa zaoberá výbavou, ktorú by mal obsahovať automobil, ktorým sa tieto veci
prenášajú, dotýka sa však aj osôb, ktoré túto činnosť vykonávajú. Aj keď sa všetky tieto
podmienky dané zákonom dodržujú, čas od času sa stane, že neznámy páchatelia prepadnú
konvoj s takýmto vozidlo a odnesú si cennosti, či peniaze. Preto je potrebné, aby naša
riadiaca jednotka sledovala mnoho ďalších vecí a čo možno v najväčšej možnej miere
zabránila takejto krádeži. Tu je potrebné sledovať:
- elektronické uzavretie dverí a pohyb v automobile hlukovými a pohybovými
senzormi, ak vo vozidle nie je posádka
- senzormi rozbitia skla a tlakovým senzorom kontrolovať neporušenosť
karosérie a opancierovania auta
- senzorom otlačku prsta a očnej zrenice kontrolovať autorizáciu vstupu
a výstupu osôb z automobilu
- priečny či pozdĺžny náklon automobilu pri prípadnom bombovom útoku
- pomocou GPS dát sledovať dodržiavanie trasy a rýchlosti automobilu zo
strany centrály
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 17
4.2.3 Preprava väzňov
Táto preprava je špecifická v tom, že je potrebné sledovať kontrolovať a chrániť
vozidlo nielen čo sa týka vonkajších vplyvov, či útokov, ale je potrebné sledovať aj
správanie a chovanie sa prevážaných cestujúcich. Tento druh prepravy podobne ako
prepravu peňazí zahŕňa zákon, avšak aj napriek zákonu je potrebné sledovať mnoho iných
ukazovateľov, ktoré sú z zhodné z predchádzajúcim bodom, ale doplnil by som k nim ešte:
- senzormi pohybu a hluku sledovať prepravovaných pasažierov
- senzormi tlaku a tepu, či teploty organizmu sledovať fyziologický stav
prepravovaných osôb
- elektronické uzavretie všetkých dverí, ktoré by boli uzatvárané a otvárané
súčasne dvoma ľuďmi a to jedným človekom z vonku, druhým z vnútra na
začiatku a na konci prepravy. Bolo by možné ich otvoriť v kritických
situáciách len zadaním kódu, alebo na diaľku z centrály pomocou
Globálneho systému pre mobilnú komunikáciu GSM (Global System for
Mobile Communication) brány.
- senzor kovu, ktorý by bol umiestnený pri vstupných dverách, cez ktorý by
museli pri vstupe prejsť prepravovaný väzni, aby sa zabránilo vneseniu
nebezpečných nástrojov do vozidla
Toto všetko by mala zvládať centrálna palubná riadiaca jednotka, podobná ECU ktoré
som opisoval v predchádzajúcej kapitole.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 18
5. Palubná jednotka motorového vozidla
5.1 Centrálna jednotka motorového vozidla
Palubná centrálna jednotka vozidla by mala spĺňať niekoľko základných kritérií
a požiadaviek, ktoré sme si pred realizáciou projektu zadali a ktoré chceme, aby po
zostavení táto jednotka zahŕňala a aby tieto funkcie aj vykonávala, ako napríklad:
- umožnenie nahrania konfiguračných údajov cez sieťové rozhranie,
- nahranie údajov o prepravovanom tovare cez USB- kľúč,
- získanie informácií o okamžitej polohe zo systému GPS,
- komunikáciu zo snímačmi vozidla,
- vysielanie informácií o preprave cez rozhranie GSM/GPRS,
- uschovanie informácií o vyskytnutých udalostiach v internej pamäti
jednotky aspoň 6 mesiacov,
- možnosť stiahnutia údajov cez USB- kľúč,
- priame spojenie so základnou stanicou cez GSM/GPRS rozhranie,
- jednotka bude napájaná z napájacej sústavy vozidla.
Palubná jednotka by mala plniť niekoľko základných funkcií. Táto jednotka by mala
zabezpečiť prepravu od začiatku až po vykládku tovaru. Na začiatku dňa, alebo pred
naložením tovaru a vydaním sa na trasu, by mala jednotka mať možnosť o prihlásenie sa
vodiča. Mala by obsahovať čítačku kariet, alebo softvér,v tom lepšom prípade snímač
otlačku prsta, alebo skener očnej rohovky, v ktorom by sa každý člen posádky vedel
prihlásiť pod svojím kontom, alebo heslom, bez zadania správneho hesla toho ktorého
vodiča by táto jednotka nedovolila motoru naštartovať. Fungovalo by to na princípe
imobilizéra, ktorý by odomkol vozidlo len vtedy, ak by sa prihlásil vodič, ktorý je
oprávnený jazdiť s týmto automobilom. Podobne by to fungovalo v opačnom prípade pri
odhlásení sa, po ukončení jazdy. Tieto prihlásenia a odhlásenia by boli pomocou GSM dát
vysielané centrále, ktorá by automaticky začala sledovať tento automobil na mape
a kontrolovať ho pomocou GPS navigácie. Po prihlásení sa vodiča by systém automaticky
prekontroloval všetky systémy, senzory a čidlá v automobile, ak by sa vyskytla nejaká
chyba, skúsil by skontrolovať ešte raz a ak by táto chyba bola aj po opätovnom
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 19
skontrolovaní systémov, rozsvietila by sa kontrolka toho ktorého systému, po prípade by
sa táto chyba zobrazila na displeji pre vodiča a informácia a chybe by bola odoslaná
pomocou GSM na základňu, následne by sa prehodnotila situácia a navrhlo by sa riešenie.
Takto by sa malo zabrániť akémukoľvek narušeniu systémov a prípadnej kamufláži, či
predpríprave možných narušiteľov. Ak by všetky systémy fungovali správne a údaje sedeli,
palubná jednotka by následne dala podnet imobilizéru, ktorý by odomkol štartovanie
vozidla, a až potom by bolo možné sa s týmto vozidlom pohnúť z miesta. Počas jazdy by
palubná jednotka neustále sledovala a vyhodnocovala všetky systémy a posielala údaje
v určitých časových intervaloch základni. Pri vyskytnutí sa nejakej poruchy, alebo pri
zmene parametrov z niektorého senzoru, či čidla, by jednotka začala prehodnocovať
situáciu a automaticky by dala vedieť vodičovi, že sa niečo deje, a po nájdení konkrétnej
chyby by túto chybu zobrazila na monitore vodičovi a taktiež by hlásenie o chybe odoslala
základni. Pri chybe systému, by sa jednotka snažila spojazdniť sama, poprípade by sa dala
riadiť a programovať priamo zo základne. Ak by nastala chyba na nejakom senzore,
jednotka by vyhodnotila jeho dôležitosť a ak by to bolo nevyhnutné, zastavila by prítok
paliva do motora a následne odstavila automobil a vyzvala by vodiča na prekontrolovanie
správnosti údajov, ktoré jednotka obdržala zo senzora, čiže ak by napríklad senzor na
cisterne signalizoval, že klesol v nádobe tlak, čo by bol výsledok prasknutia, alebo na
rušenia obalu, jednotka by zastavila automobil, poslala údaje základni a zároveň by začala
kontrolovať tieto údaje z iných senzorov, poprípade, ak by bol senzor len jeden, požiadala
by o prekontrolovanie údajov a stavu nádoby vodičom. Táto jednotka by mala obsahovať
tlačidlo, ktoré by slúžilo ako záchranné, a bolo by použiteľné v prípade núdze šoférom.
Toto tlačidlo by zohralo veľkú rolu, napr. pri prepade konvoju z peniazmi alebo väzňami.
Po stlačení tohto tlačidla by bolo odoslaná správa SOS na základňu, následne by boli zo
základne alarmované záchranné zložky, a vyslaný špeciálny záchranný tím. Jednotka by
mala obsahovať pamäť, do ktorej by sa vkladali všetky informácie, či už o vstupoch
a prihláseniach sa vodičov na to ktoré vozidlo, o konkrétnych údajoch z trasy,
o problémoch, ktoré sa vyskytli, ale aj o tovare, ktorý bol prepravovaný. Tieto informácie
by sa ukladali do pamäte, alebo na Hardisk, z ktorého by sa dali stiahnuť pomocou
univerzálnej sériovej zbernice dát USB (Universal Serial Bus). Tieto informácie by sa
pravidelne sťahovali a mazali v určitom časovom rozhraní. Cez USB rozhranie by bolo
možné do riadiacej jednotky informácie aj nahrávať, poprípade dopĺňať softvér
a aktualizovať údaje programov o senzoroch a čidlách. Táto jednotka bude prepojená
pomocou zbernice zo všetkými čidlami a senzormi, ktoré bude obhospodárovať a zároveň
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 20
bude komunikovať aj s elektronickou riadiacou jednotkou automobilu, ktorá riadi systémy
ABS, ESP a ďalšie, ktoré som opisoval v predchádzajúcej kapitole, pretože riadiaca
jednotka by mala vyhodnocovať aj situácie a poruchy na týchto systémoch, ktoré tiež
vplývajú na bezpečnosť jazdy a prepravy nákladu.
5.2 Protokol dát
Senzory a riadiaca jednotka by mali pracovať na rovnakom protokole, v ktorom by
bolo definovaných niekoľko nosných slov a príkazov, pomocou ktorých by sa dali
jednotlivé časti systému riadiť. Ja som navrhol niekoľko týchto riadiacich info
Tab.5.1.:Tabuľka riadiacich informácií
LOG ON/ LOG OFF Prihlásenie, odhlásenie sa vodiča
SETUP IN Prekontrolovanie a následné spustenie systému
SETUP OUT Prekontrolovanie, zálohovanie dát a následné vypnutie
systému
BEGIN Odblokovanie imobilizéra
END Zablokovanie imobilizéra
HELP Žiadosť a volanie o pomoc
SEN XY CHECK Prekontrolovanie senzoru s názvom, parametrami XY
SEN XY OK Potvrdenie, že senzor XY je v poriadku
SEN XY DOWN Potvrdenie, že senzor XY je poškodený
SEN XY DATA Prekontrolovanie dát a údajov zo senzoru XY
SEN XY DATA OK Potvrdenie, že údaje zo senzora XY v norme
SEN XY DATA DOWN Potvrdenie, že údaje zo senzora XY nie sú v norme
ERROR SEN XY Signalizácia chyby zo senzora XY
ERROR DATA XY Signalizácia chyby dát zo senzora
DATA IN Nahranie dát pomocou USB kľúča
DATA OUT Stiahnutie dát na USB kľúč
DATA SEND OUT Odoslanie dát na základňu
DATA SEND IN Stiahnutie dát zo základni, dáta poslané zo základne
ERROR DATA SEND OUT Odoslanie chybového hlásenia základni
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 21
SOS Hlásenie hmotnej núdze, vyslanie žiadosti o pomoc
a o záchrannú jednotku
Tok dát, ktorý by prebiehal od začiatku až po koniec prepravy nákladu bez poruchy
a problémov by sa dal rozdeliť do 3 základných častí a vyzeral by takto:
časť 1. – kontrola dát pred jazdou a prihlásenie vodiča
LOG ON – vodič sa pomocou vstupného zariadenia prihlási na automobil
SETUP IN – systém sa spustí a začne kontrolovať stav senzorov a zariadení
SEN 01 CHECK – prekontrolovanie senzora s číslom 01
SEN 01 OK – potvrdenie, že senzor 01 je v poriadku a je funkčný
SEN 02 CHECK - prekontrolovanie senzora s číslom 02
SEN 02 OK – potvrdenie, že senzor 02 je v poriadku a je funkčný
....
(toto by sa opakovalo až po konečný počet senzorov)
SEN 01 DATA – stiahnutie a prekontrolovanie dát zo senzora 01, porovnanie týchto dát
z tabuľkou, ktorá je daná pre konkrétny senzor, a vyhodnotenie, či sú dáta v norme
SEN 01 DATA OK – potvrdenie, že dáta zo senzora 01 sú v norme s tabuľkou hodnôt a že
sa nevyskytla žiadna chyba
SEN 02 DATA – stiahnutie a prekontrolovanie dát zo senzora 02, porovnanie týchto dát
z tabuľkou, ktorá je daná pre konkrétny senzor, a vyhodnotenie, či sú dáta v norme
SEN 02 DATA OK – potvrdenie, že dáta zo senzora 02 sú v norme s tabuľkou hodnôt a že
sa nevyskytla žiadna chyba
....
(toto by sa opakovalo až po konečný počet senzorov)
DATA IN – nahranie dát z USB kľúča, nahranie informácií o trase a o prevážanom tovare
DATA SEND OUT – odoslanie dát a informácií základni, že automobil aj so senzormi je v
poriadku
BEGIN – odomknutie a odblokovanie imobilizéra, začiatok jazdy automobilu
časť 2. – preprava nákladu
(tu by sa mala neustále vykonávať kontrola dát na senzoroch a neustále odosielanie dát
a informácií základni)
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 22
SEN 01 DATA – stiahnutie a prekontrolovanie dát zo senzora 01, porovnanie týchto dát
z tabuľkou, ktorá je daná pre konkrétny senzor, a vyhodnotenie, či sú dáta v norme
SEN 01 DATA OK – potvrdenie, že dáta zo senzora 01 sú v norme s tabuľkou hodnôt a že
sa nevyskytla žiadna chyba
SEN 02 DATA – stiahnutie a prekontrolovanie dát zo senzora 02, porovnanie týchto dát
z tabuľkou, ktorá je daná pre konkrétny senzor, a vyhodnotenie, či sú dáta v norme
SEN 02 DATA OK – potvrdenie, že dáta zo senzora 02 sú v norme s tabuľkou hodnôt a že
sa nevyskytla žiadna chyba
....
(toto by sa opakovalo až po konečný počet senzorov)
DATA SEND OUT – odoslanie dát a informácií základni, že automobil aj so senzormi je
v poriadku
(celá časť 2 by sa opakovala počas celej jazdy neustále dookola)
časť 3. – koniec prepravy, odhlásenie vodiča
LOG OFF – odhlásenie vodiča a spustenie odhlasovacej časti
SETUP OUT – systém spustí kontrolnú sekciu, kde ešte raz skontroluje dáta zo všetkých
senzorov a dát zo senzorov
SEN 01 CHECK – prekontrolovanie senzora s číslom 01
SEN 01 OK – potvrdenie, že senzor 01 je v poriadku a je funkčný
SEN 02 CHECK - prekontrolovanie senzora s číslom 02
SEN 02 OK – potvrdenie, že senzor 02 je v poriadku a je funkčný
....
(toto by sa opakovalo až po konečný počet senzorov)
SEN 01 DATA – stiahnutie a prekontrolovanie dát zo senzora 01, porovnanie týchto dát
z tabuľkou, ktorá je daná pre konkrétny senzor, a vyhodnotenie, či sú dáta v norme
SEN 01 DATA OK – potvrdenie, že dáta zo senzora 01 sú v norme s tabuľkou hodnôt a že
sa nevyskytla žiadna chyba
SEN 02 DATA – stiahnutie a prekontrolovanie dát zo senzora 02, porovnanie týchto dát
z tabuľkou, ktorá je daná pre konkrétny senzor, a vyhodnotenie, či sú dáta v norme
SEN 02 DATA OK – potvrdenie, že dáta zo senzora 02 sú v norme s tabuľkou hodnôt a že
sa nevyskytla žiadna chyba
....
(toto by sa opakovalo až po konečný počet senzorov)
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 23
DATA SEND OUT – odoslanie dát a informácií základni, že automobil aj so senzormi je
v poriadku
END – zablokovanie imobilizéra
DATA OUT – stiahnutie dát o prebehnutí transportu a o údajoch z trasy na USB kľúč kvôli
zálohovaniu údajov.
Ukončenie transportu a celej prepravy.
V prípade vyskytnutia sa poruchy, by tok dát v protokole vyzeral podobne, táto
chybová časť by sa mohla vyskytnúť v ktorejkoľvek z 3 častí prepravy, ktorú som opisoval
vyššie. Chybové hlásenia by sa dali rozdeliť do dvoch skupín. Prvou skupinou by bolo
chybové hlásenie, ktoré by hlásilo či už softvérovú, alebo hardverovú chybu senzoru, čiže
by naznačovala, že senzor, alebo čidlo je chybné, alebo poškodené. V tom prípade by
hlásenie vyzeralo asi takto:
....
SEN XY CHECK – prekontrolovanie senzora XY, a jeho parametrov, či je v poriadku
SEN XY DOWN – potvrdzovacie hlásenie, že senzor je chybný a nie je v poriadku
SEN XY CHECK – opätovné prekontrolovanie senzora XY, a jeho parametrov, pre
kontrolu a pre vylúčenie náhodnej chyby
SEN XY DOWN – potvrdzovacie hlásenie, že senzor je chybný a nie je v poriadku
SEN XY CHECK – opätovné prekontrolovanie senzora XY, a jeho parametrov, pre
kontrolu a pre vylúčenie náhodnej chyby
SEN XY DOWN – potvrdzovacie hlásenie, že senzor je chybný a nie je v poriadku
ERROR SEN XY – vyhlásenie chyby senzora XY
ERROR DATA SEND OUT – Odoslanie chybového hlásenia na základňu
HELP – žiadosť o pomoc pri riešení vzniknutého problému
....
Druhou skupinou chybových hlásení, by bolo hlásenie, ktoré by poukazovalo na
chybné dáta zo senzora, čiže by poukazovalo na zmenu vlastností nákladu, alebo posádky,
záleží na tom, že čo konkrétne ten senzor sledoval. Toto hlásenie by znamenalo, že dáta,
ktoré dostala riadiaca jednotka od senzora či čidla sú mimo tabuliek a povoleného
rozmedzia, teda nastala porucha na náklade, prípadne nejaká havária, alebo zdravotná ujma
člena posádky. V tom prípade by toto chybové hlásenie vyzeralo takto:
....
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 24
SEN XY DATA – prekontrolovanie dát zo senzora XY, či spadajú do normy
a normovaných tabuliek
SEN XY DATA DOWN – potvrdzovacie hlásenie, že dáta sú chybné a že niečo nie je
v poriadku, teda že dáta nespadajú do normovaných hodnôt
SEN XY CHECK – prekontrolovanie senzora XY, a jeho parametrov, či je v poriadku, pre
vylúčenie chyby senzora
SEN XY OK – potvrdenie, že senzor je v poriadku, teda vylúčenie vady senzora
SEN XY DATA – opätovné prekontrolovanie dát zo senzora XY, pre kontrolu a pre
vylúčenie náhodnej chyby
SEN XY DATA DOWN – potvrdzovacie hlásenie, že dáta sú chybné a že niečo nie je
v poriadku, teda že dáta nespadajú do normovaných hodnôt
SEN XY DATA – opätovné prekontrolovanie dát zo senzora XY, pre kontrolu a pre
vylúčenie náhodnej chyby
SEN XY DATA DOWN – potvrdzovacie hlásenie, že dáta sú chybné a že niečo nie je
v poriadku, teda že dáta nespadajú do normovaných hodnôt
ERROR DATA XY – vyhlásenie chybných dát zo senzora XY
ERROR DATA SEND OUT – Odoslanie chybového hlásenia na základňu
HELP – žiadosť o pomoc pri riešení vzniknutého problému
....
Ak by bol problém závažný, alebo by to boli údaje z dôležitého senzora, napr. pri
preprave horľavých látok zo senzora, ktorý sleduje celistvosť nádoby, mohla by po tomto
hlásení chyby nasledovať ešte správa SOS.
5.3 Návrh zostavenia palubnej jednotky
Pri zostavovaní palubnej jednotky sme museli prihliadať nie len na softvérové
parametre, ktoré potrebujeme ale aj na to, ako tá jednotka bude vyzerať, aké bude mať
rozmery a podobne, teda aký hardware si vyberieme. Keďže sa táto jednotka bude
montovať do automobilov, ktoré už v dnešnej nemajú moc voľného miesta, kam sa dá
umiestniť väčšie zariadenie, aby to neobmedzovalo iné systémy a navyše potrebujeme mať
ovládacie prvky po ruke priamo na mieste vodiča, je potrebné, aby celá palubná jednotka
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 25
zaberala čo najmenej miesta. Ďalej musí spĺňať podmienky, za ktorých musí táto jednotka
ostať funkčná, a to napríklad rozdiely teplôt a otrasy. Jednotka musí vydržať
teploty od –45 °C až po teploty + 100 °C, pretože automobil sa v zimných nociach
nevykuruje a tak klesne teplota hlboko pod bod mrazu a naopak v lete, alebo naopak v lete,
alebo počas jazdy, keď sa motor vozidla zahrieva, sa táto teplota vyšplhá vysoko nad 50
°C. Počas jazdy a za chodu motora nastávajú vo vozidle otrasy, na ktoré musí byť táto
jednotka odolná. Ak by celkové zariadenie a jej súčiastky nespĺňali niektorý z týchto
parametrov, bolo by potrebné vybudovať ďalšie zariadenie, ktoré by slúžilo ako obal na
riadiacu jednotku, kde by sme však museli zohľadniť aj zahrievanie súčastí jednotky, preto
by bolo potrebné dodatočné chladenie.
5.3.1 Dizajn palubnej jednotky
Jednotka by mala obsahovať riadiaci panel, najlepšie vo forme dotykového displeja,
ktorý by bol zabudovaný priamo do palubnej dosky automobilu a niekoľkých ovládacích
tlačidiel, ktoré sú nevyhnutné na ovládanie. Ďalej je potrebné, aby bol priamo z jednotky
vyvedený USB slot na zápis a sťahovanie údajov pomocou USB kľúča. Návrh dizajnu
jednotky je zobrazený na obr.3..
Obr.5.1.: Riadiaca jednotka
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 26
5.3.2 Hardwarové zloženie palubnej jednotky
Palubná jednotka musí obsahovať procesor, ktorý bude zabezpečovať riadiacu
funkciu, ďalej operačnú pamäť s náhodným prístupom RAM (Random-access memory)
a samozrejme harddisk, na ktorý by sa ukladali programy a dáta. Táto jednotka musí
obsahovať menič napätia z 12V na hodnotu, ktorú bude zariadenie potrebovať, pretože
jednotka bude napájaná z autobatérie vozidla. Ideálne by bolo, keby obsahovala aj vlastný
záložný zdroj, pre prípad zlyhania autobatérie, alebo aby bolo pri útoku na automobil
a odpojení systému od autobatérie možné poslať varovné hlásenia a výzvu o pomoc.
Súčasťou systému by mali byť GSM modul, pomocou ktorého bude jednotka komunikovať
s ústredňou a GPS modul, pomocou ktorého budú priamo zisťované geografické súradnice
polohy automobilu. Jednotka musí obsahovať USB port a výstupný port pre zbernicu
pomocou ktorej bude jednotka komunikovať zo senzormi a čidlami v automobile. Bloková
schéma riadiacej jednotky je zobrazená a obr.5.2..
Obr.5.2.: Bloková schéma riadiacej jednotky
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 27
5.4 Možnosti riešenia zostavenia palubnej jednotky
Pri riešení zadania a hľadaní konkrétneho riešenia som narazil na niekoľko možností
zostavenia palubnej jednotky. Existuje mnoho systémov, ktoré by sa dali použiť na stavbu
palubnej jednotky. Tieto systémy sú už konkrétne zariadenia, ktoré obsahujú procesor
a pamäte a ďalšie prídavné moduly, ktoré môžeme použiť ako diely skladačky a vyskladať
si systém z vlastnosťami ktoré potrebujeme. Avšak je tu aj možnosť použitia PIC procesora
a postavenia celej riadiacej jednotky z konkrétnych elektrotechnických súčiastok. Zo
všetkých možností sú najvhodnejšie 3, z ktorých sa v konečnom dôsledku vyberá tá
najvýhodnejšia
- systém Simatic
- pomocou PIC procesorov
- systém S - max
všetky majú svoje výhody a nevýhody, ktoré sú popísané v ďalších kapitolách.
5.4.1 Systém Simatic
Riadiaci systém SIMATIC je určený pre riešenie rozmanitých automatizačných úloh
stredného rozsahu. Poskytuje univerzálnu automatizačnú platformu pre systémové riešenia
s hlavným dôrazom na výrobnú technológiu. Táto platforma je optimálnym riešením ako
pre centralizované tak aj pre distribuované riadenie. Neustále zlepšovanie parametrov robí
túto automatizačnú platformu veľmi žiadanou.
5.4.1.1 Nízke inžinierske náklady
Pre Simaticy sú typické efektívne spôsoby konfigurácie a programovanie, ktoré vo
výsledku prinášajú zníženie inžinierskych nákladov. Vďaka širokému spektru centrálny
riadiacich jednotiek CPU (Central processing unit) je táto platforma ideálna pre využitie
úlohovo orientovaných inžinierskych nástrojov pre programovací jazyk STEP 7
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 28
(Engineering Tools), ktorý spĺňa štandardy IEC61131-3, napríklad vyššie programovacie
jazyky ako je špecifický nespojovo orientovaný jazyk SCL (Specific ConnectionLess).
Ďalej sa dá použiť technologicky orientovaný runtime software, napríklad Easy Motion
Control pre úlohy mierené na riadenie pohybu. Inžinierske nástroje umožňujú modulárne
programovanie a opätovné použitie už existujúceho softwaru. Tieto nástroje však
nepodporujú len vývoj, ale taktiež zvyšujú čitateľnosť napísaného softwaru, uľahčujú jeho
údržbu a evidencii. Výkonná integrovaná diagnostika zaisťuje vyššie využitie riadiaceho
systému. Konfigurovateľné diagnostické funkcie pre analýzu procesných chýb skracujú
prestoje a tak ďalej zvyšujú produktivitu výroby.
5.4.1.2 Nízke prevádzkové náklady
Mikro pamäťové karty MMC (Micro Memory Card), fungujúce ako programové a
dátové pamäte, nepotrebujú zálohovaciu batériu a čiastočne teda znižujú náklady na
údržbu. Na MMC sa dá uložiť celý projekt vrátane symboliky a komentárov, čo umožňuje
ľahšiu údržbu (servisné zariadenia nemusia obsahovať projekt). MMC tiež uľahčujú
aktualizáciu programu. Dovoľujú prístup aj pre čítanie aj pre zápis za prevádzky, takže
napríklad archivovanie meraných hodnôt alebo spracovávanie dát je oveľa ľahšie.
5.4.1.3 Dizajn
Simatic umožňuje priestorovo úsporné, modulárne usporiadanie riadiacich systémov
pre rôzne typy úloh, pričom nezáleží na poradí jednotlivých modulov. Počas prevádzky nie
je potrebný ventilátor. Okrem modulov samotných je ďalej potrebná len DIN lišta, na ktorú
sú moduly umiestnené a zaistené šroubami. Takéto usporiadanie je potom považované za
patrične robustní a spĺňajúce požiadavky elektromagnetickej kompatibility. Spojovacia
zbernica je integrovaná do jednotlivých modulov. Spojenie je urobené prostredníctvom
zbernicového konektoru, ktorý je súčasťou dodávky každého modulu. Rozmanité spektrum
komponentov Simatic je možné použiť ako pre rozšírenie centralizovaných systémov, tak i
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 29
pre jednoduchú konfiguráciu distribuovaných štruktúr s ET 200M; výsledkom je potom
cenovo výhodná a jednoduchá správa náhradných dielov.
Obr.5.3.: Konfigurácia systému Simatic, priestorovo úsporná, modulárna a jednoduchá
5.4.1.4 Výkonné, flexibilné sieťové prepojenia
Rozhrania, ktoré sú integrované priamo na CPU, umožňujú konfiguráciu výkonných
komunikačných štruktúr vďaka využitiu štandardných zbernicových technológií, napríklad
pre pripojenie zariadení s rozhranie človek- stroj HMI (Human-Machine Interface) a
programovacích prístrojov. Je možno pripojiť i väčší počet HMI zariadení. Programovacie
prístroje je možné spojiť s každým bodom siete a adresovať všetky sieťové uzly.
5.4.1.5 MPI (Multi-point interface)
Rozhranie medzi viacerými zariadeniami MPI (Multi Point Interface) je úsporné
riešenie pre komunikáciu s programovacími prístrojmi a PC, HMI systémami a ďalšími
riadiacimi systémami SIMATIC S7/C7/WinAC. Celkom teda môžeme prepojiť 125 MPI
staníc s prenosovou rýchlosťou 187.5 kbit/s, napríklad pre výmenu procesných dát medzi
rôznymi riadiacimi systémami a senzormi, alebo s komponentmi HMI bez akéhokoľvek
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 30
programovania. Pre CPU 317 a 318-2DP je možné rozhranie MPI konfigurovať tiež ako
rozhranie PROFIBUS DP a tak vytvoriť dva siete DP.
5.4.1.6 Profibus DP
Pre optimálnu konfiguráciu rozsiahlejších distribuovaných sietí je možné SIMATIC
S7-300 napojiť na PROFIBUS DP (podľa EN 50170). Tým sa otvárajú komunikačné
možnosti i pre ďalších partnerov. Distribuované V/V je možné konfigurovať pomocou
programu STEP 7 rovnako ako centralizované V/V, čo významne šetrí inžinierske náklady.
SIMATIC S7-300 je možné použiť ako master i ako slave. Systém je otvorený vďaka
štandardu DP V1. To umožňuje lepšiu parametrizáciu a diagnostiku zariadenia ostatných
výrobcov zapojených do siete PROFIBUS. Pre budúce aplikácie budú k dispozícii nové
CPU s integrovaným rozhraním Ethernet/PROFInet pre Component based Automation
(CbA), programovanie, operátorské riadenie a monitorovanie cez Ethernet.
5.4.1.7 CPU
Všetky jednotky CPU 317 majú pracovnú pamäť 512 KB a poskytujú široký priestor
pre využitie inžinierskych nástrojov programu STEP 7 a technologicky orientovaného
runtime softwaru. Ďalej ponúkajú vylepšené a flexibilnejšie sieťové prepojenia - možnosť
až 32 aktívnych spojení s ostatnými uzlami, napríklad programovacími prístrojmi
a senzormi. K dispozícii sú už tiež verzie CPU vyššej triedy pre rôznorodé aplikácie:
- Štandardný CPU 317-2 DP je vhodný pre väčšinu bežných riadiacich úloh s
vyšším podielom komunikačných funkcií. Dve rozhrania – jedno pre PROFIBUS
DP druhé kombinované DP/MPI. Obe je možné nakonfigurovať ako PROFIBUS
master alebo ako PROFIBUS slave.
- Bezpečnostné CPU 317F-2 DP umožňuje naviac (oproti štandardnému CPU)
riadiť aplikácie ktoré vyžadujú bezpečnostné funkcie. Pre komunikáciu tu slúži
bezpečnostne orientovaný komunikačný profil PROFIsafe. Všetko v súlade s
hlavnými normami a štandardmi:
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 31
- IEC 61508 (SIL 3)
- EN 954 (Category 4)
- NFPA 79, NFPA 85
Schválenými Technickým inšpektorátom v Nemecku (TÜV). Bezpečnostne
orientovaný program sa vytvára v štandardných jazykoch, ktoré napodobňujú
fungovanie ľudského mozgu LAD (Language Acguisition Device) a v pamäťových
moduloch s plným bufferovaním FBD (Fully Buffered Dimm) za pomoci
certifikovaných príkladov, ktoré sú k dispozícii v špeciálnych F-
knihovňach. Pre decentralizované štruktúry sú k dispozícii bezpečnostné
komponenty ET 200S a ET 200M.
- Technologické CPU 317T-2 DP v sebe priamo integruje výkonné technologické
funkcie a funkcie pre riadenie pohybu. Je navrhnutý pre dynamické riadenie pohybu
vo viacerých smeroch. Predprogramované funkcie pre riadenie pohybu zodpovedajú
štandardu PLCopen, integrované diskrétne V/V, ekvidištancie a synchrónny mód
zbernice PROFIBUS DP umožňuje flexibilné riadenie pohybu v niekoľkých (i
napríklad zviazaných) osiach, napríklad riadenie polohovania, synchronizmus alebo
vačkové spínanie. STEP 7 umožňuje pohodlnú konfiguráciu a parametrizáciu ôs.
5.4.1.8 Komunikácia Ethernet, Profibus a ďalšie
Plne integrovaná automatizácia TIA (Totally Integrated Automation) znamená:
Všetky naše automatizačné úlohy sa dajú riešiť len jediným, plne integrovaným a
jednotným systémom! Všetky funkcie systému sa dajú zabezpečiť jedným dodávateľom.
Distribuovaná inteligencia umožňujúca predspracovanie dát (preprocessing) prináša nové
koncepcie do návrhu a realizácií technologických zariadení a výroby strojov
prostredníctvom výhod ako sú napríklad opakovaná použiteľnosť softwaru, rýchlejšie časy
uvádzania do prevádzky, minimálne prestoje, maximálna efektivita výroby. Najdôležitejšie
časti systému sú komunikačné siete:
- Priemyselný Ethernet (IEEE 802-3 a 802.3u) - medzinárodný štandard pre
prepojovanie rozsiahlych oblastí i jednotlivých riadiacich systémov.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 32
- PROFIBUS (IEC 61158/EN 50170) - medzinárodný štandard pre komunikáciu
jednotlivých riadiacich systémov a poľnej inštrumentácie, rovnako ako
PROFIBUS PA pre iskrové bezpečné aplikácie v procesnej automatizácii.
- AS-Interface (EN 50295) – medzinárodný štandard pre komunikáciu medzi
senzormi a akčnými členmi.
- EIB (EN 50090, ANSI EIA 776) – celosvetový štandardizovaný inštalačný systém
pre použitie pri automatizácii budov.
- MPI - Multi point interface, pre komunikáciu medzi CPU, PG/PC a TD/OP.
- Prepojenie Point-to-point - pre komunikáciu medzi dvoma uzlami
prostredníctvom špeciálnych protokolov. Point-to-point štruktúra predstavuje
najjednoduchšiu formu komunikácie. Sú používané rôzne protokoly (napríklad
RK 512, 3964(R) a ASCII).
5.4.1.9 Integrácia zo svetom IT
Simatic umožňuje integráciu moderného sveta IT do automatizačných technológií.
Nasledujúce funkcie je možné získať použitím CP (CP 343-1 IT):
- Vytváraním vlastných webovských stránok ľubovolnými Hypertextovými
internetovými jazykmi HTML (HyperText Markup Language) nástrojmi,
pomocou ktorých sa dajú jednoduchšie priradiť procesné premenné Simaticov
rôznym HTML objektom.
- Monitorovanie Simaticov prostredníctvom týchto stránok pomocou štandardného
prehliadača.
- Posielanie e-mailov z užívateľského profilu Simaticu cez optické vláknové bloky
FC (Fibre Channel Blocks).
- Vzdialené programovanie cez protokol riadenia prenosu/internetového protokolu
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)prostredníctvom
telefónnej siete Digitálnej siete integrovaných služieb ISDN (Integrated Services
Digital Network)
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 33
Obr.5.4.: Pripojenie SIMATICu do rôznych typov priemyselných komunikačných
sietí
5.4.1.10 Použitie Simaticu v riadiacej jednotke
Systém Simatic by bolo vhodné použiť pre našu riadiacu jednotku, pretože tento
systém používa jednoduchú metódu rozširovania svojich vlastností pomocou ďalších CPU
rozšíriteľných jednotiek. Tieto jednotky obsahujú napríklad aj ďalšie pamäte, USB
rozhranie a GSM, či GPS moduly na posielanie a sťahovanie informácií, takže by sme
vedeli vyskladať zariadenie, ktoré by spĺňalo naše požiadavky. Nevýhodou tohto systému
je cena jednotlivých modulov, ktorá sa pohybuje okolo 20 000 Sk,- za modul a veľkosť
celého zariadenia. Ďalej pri použití tohto systému by bolo potrebné vytvoriť ochranný obal
pre celé zariadenie, pretože Simatic zvláda teploty 0° - 60°C a to nevyhovuje našemu
použitiu.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 34
5.4.2 Zostavenie palubnej jednotky pomocou PIC procesorov
Dnes je v predaji mnoho procesorov programovateľných integrovaných obvodov PIC
(Programmed integrated circuit), ktoré sa od seba odlišujú veľkosťou pamätí programu a
dát, počtom a druhom použitých periférií, rýchlostí a typom púzdra. Spoločným rysom je
použitá technológia pomocou komplementárnych polovodičových súčiastok CMOS
(Complementary metal-oxide-semiconductor) a počítačmi s obmedzonou inštrukčnou
sadou RISC (Reduced instruction set computer). V nasledujúcom popise sú uvedené všetky
potrebné nástroje a programy k programovaniu PIC procesora. Pomocou PIC procesorov
a technológie dokážeme poskladať dosku plošného spoja s konkrétnymi súčiastkami
a vieme nakonfigurovať tento PIC chip na parametre, aké potrebujeme. Stačí na k tomu
niekoľko vecí,
- počítač PC
- textový editor
- prekladač - assembler
- simulátor procesoru
- procesor PIC
- programátor procesorov PIC
- skúšobná doska pre ladenie programu
Počítač používame pre písanie programu, preklad assemblerom a programovanie
PICov. Pokiaľ máme programátor na paralelné rozhranie, počítač by mal mať dva výstupné
porty pre tlačiareň LPT (Line Printing Terminal). Jeden pre tlačiareň na výpisy programu a
druhý pre programovanie. Rýchlosť počítača závisí na ovládacom programe programátora
(DOS alebo Windows) a operačnom systéme počítača (DOS alebo Windows). Pre
DOSovský ovládací program a DOS na počítači bude stačiť PC 384/DX40 pre ovládací
program vo WINDOWS aspoň PC 486DX4/100Mhz.
Bloková schéma takejto riadiacej jednotky by teda obsahovala PIC procesor
s pamäťou, zdroj napájania s meničom napätia a samozrejme ďalšie prídavné moduly, ako
USB výstup, LPT vstupy a bloky GPRS a GSM modulov.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 35
5.4.2.1 Výber procesora a systém značenia PIC procesora
Značenie procesorov je v tvare PIC16Fxxx - BBC / DD
príklad: PIC16C55 - XT / P, PIC16F84A - 04I / P alebo PIC16F876A - 20I / P
Tab.5.2.:Značenie PIC procesorov
AA - BB C / DD
YYWWNN
súčiastka - kryštál teplotný rozsah
/ púzdro
Rok Týždeň Číslo
YY - rok výroby (posledné dva čísla)
WW - week (prvé január je 01)
NNN – číslo
Tab.5.3.:Typy PIC procesorov
AA
Typ procesora - je napríklad PIC16C55 alebo
PIC16F84A. Medzi číslice je vložené písmeno C nebo F
ktoré znamená typ programovej pamäti. Za označením
typu procesoru môže byť označenie verzie procesoru
písmenom A, B alebo C, ktoré označuje napríklad
opravené chyby v návrhu čipu alebo použitie novej
technológie pri výrobe. Z pohľadu užívateľa sú procesory
bez písmena a s písmenom rovnaké.
C Pamäť typu ROM
F Pamäť typu FLASH
BB
Typ oscilátora sa uvádza u starších typov procesorov
PIC (napríklad PIC16C55, PIC16C56 a PIC16C57)
miesto frekvencie. Písmena udávajú typ oscilátoru, ktorý
je možný pripojiť k procesoru. Nedá sa teda nastaviť pri
programovaní ako u novších procesorov, ale je potrebné
zakúpiť procesor pre konkrétny oscilátor. Použité skratky
znamenajú HS (High Speed), LP (Low Power), LF (Low
Frequency).
RC RC oscilátor
LP Kryštál do 40 kHz
XT kryštál do 4 MHz
HS kryštál do 20 MHz
04 4 MHz
10 10 MHz
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 36
Frequency).
Frekvencie procesora - najčastejšie sa vyrábajú na
frekvencii 4MHz, 10MHz alebo 20MHz. Výrobca testuje
procesor na danú frekvenciu v celom rozsahu.
20 20 MHz
C
Teplotný rozsah – Pokiaľ chýba označenie I je procesor
určený pre komerčné použitie (teplotný rozsah od 0°C do
+70°C). Pokiaľ je uvedené I - industry (priemyselný typ)
je s väčším teplotným rozsahom (-40°C do +85°C).
0°C ... +70°C
I -40°C ... +85°C
E -40°C ... +125°C
P
PDIP (klasický DIL
300/600)
SP PDIP (užší DIL 300)
JW keramické puzdro s
okienkom
SM SOIC
SN
SOIC
150
SO SOIC 300
SS
SSOP
209
DD
Puzdro procesora - Najčastejšie sa vyrába v počte 8, 14,
18, 28 a 40 vývodov. Staršie procesory označené JW
majú na sebe okienko, ktoré slúži k mazaniu procesora
UV svetlom.
Poznámka: Na procesoroch s okienkom označeným JW
nezapínajte pri programovaní ochrannú poistku proti
čítaniu. Po zapnutí poistky už nejde procesor zmazať UV
svetlom !!!
L
PLCC
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 37
PT
TQFP
PQ MQFP
ML
QFN
ML
MLF
MF MLF-S
5.4.2.2 Použitie PIC procesora v riadiacej jednotke
Tento spôsob zostavenia palubnej riadiacej jednotky pomocou PIC procesorov je
vhodné použiť z hľadiska ceny použitých zariadení a modulov, pretože cena PIC procesora
sa pohybuje v stovkách korún a je dostatočne nízka na sériovú výrobu týchto zariadení,
avšak táto metóda je zložitá na celkovú stavbu zariadenia a na následné ladenie programu
a nastavení PIC procesora pri prototype. Táto metóda je z časti nevhodná aj z hľadiska
náchylnosti týchto zariadení na otrasy a teplotné rozdiely, prípadne zahrievanie sa
súčiastok a tiež PIC procesora.
5.4.3 Systém S-max
S-MAX, všetko v jednom – priemyselný riadiaci počítač s integrovanými funkciami
PLC. Predstavila ho firma Phoenix Contact na novembrovom veľtrhu SPC/IPC/Drives
v roku 2005 ako systém Automationworx S-MAX: priemyselný riadiaci počítač vrátane
softvéru
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 38
realizujúceho funkcie programovateľného automatu (softPLC), komunikačných funkcií a
vizualizácie.
Zákazník si zvolí iba operačný systém (Windows XP Embedded alebo CE.net) a
priemyselnú zbernicu (Profibus, Interbus, CANopen, DeviceNet) a firma dodá preverené
riešenie s navzájom optimálne zladenými hardvérovými a softvérovými komponentmi. To
zaručí úsporu času a nákladov pri spracovaní projektu, objednávaní a uvádzaní zariadenia
do prevádzky.
5.4.3.1 Vizualizácia
Vizualizačný softvér, ktorý je integrovanou súčasťou systému S-MAX, sa vyznačuje
intuitívnou obsluhou a dynamickými animáciami objektov. Opakovateľne použiteľné
objekty umožňujú efektívnu softvérovú prácu. Pomocou rozhrania pre objektové spájanie
a vkladanie pre procesnú kontrolu OPC (OLE for Process Control) sa dajú objekty
jednoducho a efektívne integrovať do existujúcich a nových projektov.
5.4.3.2 Komunikácia
Do S-MAX možno integrovať komunikačné rozhranie pre priemyselné zbernice
Profibus, Interbus, CANopen alebo DeviceNet, pričom v jednom zariadení môžu byť
takéto rozhrania paralelne až tri, takže nič nestojí v ceste bezproblémovému prenosu a
rýchlemu spracovaniu dát.
5.4.3.3 Hardvérové vybavenie
Po hardvérovej stránke je S-MAX výkonný panelový priemyselný počítač s
procesorom
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 39
VIA Eden 667 MHz a kompaktnou pamäťou typu flash 64 až 512 MB. Počítač je
umiestnený v odolnom hliníkovom obale s masívnou čelnou doskou. Pracuje bez
ventilátora. Jeho hĺbka je preto veľmi malá a aby sa predišlo vibráciám, neobsahuje ani
žiadne iné rotačné dielce. Farebný dotykový monitor 6,4" má rozlíšenie 640 x 480
obrazových bodov. Sú k dispozícii aj verzie s 12", 15" a 17" displejom, prípadne verzia bez
displeja (obr. 5.5.).
Obr.5.5.: S-MAX so 6,4" displejom, 12" displejom a vyhotovenie bez displeja
Okrem rozhraní pre priemyselné zbernice sú súčasťou S-MAX aj dve rozhrania pre
ethernet a ďalšie iné bežné počítačové rozhrania (USB, PS-2, COM, LPT, VGA – obr.
5.6.).
Obr.5.6.: S-MAX so 6,4“ displejom, pohľad na konektory rozhrania
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 40
5.4.3.4 Riadiaci softvér
Riadiaci softvér obsahuje nástroje na správu programov a ich spracovanie. Jeho
súčasťou sú aj nástroje na odlaďovanie programov a uvádzanie strojov a zariadení do
prevádzky. Programovací systém Multiprog zahŕňa programovacie jazyky podľa normy
IEC 61131 a aj prostriedky na prehľadné spravovanie projektov. Prácu v reálnom čase
zaručuje samozavádzací systém Proconos. Pre program je k dispozícii 118 kB pamäte
NVRAM. Prevádzkové stavy programovateľného počítača PLC (Power line
communication) sa dajú ovládať nezávisle prepínačom umiestneným na zadnej stene (run,
stop, reset). Prevádzkový stav PLC PC je obsluhe signalizovaný farebnými svetlo
vyžarujúcimi diódami LED (Lignt-e mitting diode) na čelnom paneli.
5.4.3.5 S-MAX s technológiou Pentium M
Pre svoj S-MAX „all-in-ine“ riadiaci systém Phoenix Contact potreboval procesor
navrhnutý pre drsné priemyselné prostredie, aby eliminoval tepelné a vibračné vplyvy. Na
to sa zvolila technológia Pentium M. Táto technológia zabezpečuje zvýšené požiadavky
kladené na riadiace systémy v extrémnych podmienkach.
Procesor Pentium M, bežiaci na 1,1 GHz, poskytuje taký istý výpočtový výkon ako
procesor Pentium IV 2.0 GHz, ale potrebuje menej energie. Výsledkom je možnosť
spojenia inak separátnych zariadení, ako HMI, PLC a priemyselné PC do jedného
zariadenia vytvárajúc platformu S-MAX.
5.4.3.6 Softvér na diaľkové riadenie
Knižnica modulov „Automationworx for Remote Systems“ (ReSy) od Phoenix
Contact je navrhnutá pre úlohy systémov diaľkovej kontroly. Používateľovi umožňuje
vytvárať lokálne substanice a vzdialené riadiace centrá pomocou štandardných
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 41
hardvérových komponentov, napr. zo stavebnice Inline. Dátový prenos medzi substanicami
a riadiacim centrom prebieha potom cez pevné alebo vytáčané linky alebo cez bezdrôtové
spojenie pomocou rádiových a GSM komunikácií. Spojenie s existujúcim systémom
zabezpečuje interfejs pre systémy založené na priemyselných zberniciach Profibus,
Interbus, DeviceNet a CANopen cez sériový interfejs, ako aj priamo cez ethernet.
Technologické moduly knižnice ReSy umožňujú používateľovi nastavenie rôznych liniek
vzdialenej kontroly. Linky možno vytvárať pre verejné siete s analógovým
modemov alebo ISDN interfejsom, ako aj pre privátne siete, GM siete, SMS a rádiové
spojenia. Naviac k možnosti diaľkového riadenia konfigurovateľnosti riadiaceho hardvéru,
ako aj k programovaniu v súlade s IEC 61131 ponúka možnosť priradenia riadiacich
funkcií do centrálnych staníc, ako aj substaníc.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 42
5.4.3.7 Priemyselný ethernet s jednoduchým nastavením
Inštalačná sada Inline od Phoenix Contact ponúka nový štartovací balík pre Ethernet.
V/V signály z procesu sa môžu pomocou nej integrovať rýchlo, jednoducho a ekonomicky
do priemyselnej siete ethernet. Štartovacia sada obsahuje 24 V napájací zdroj, riadiacu
jednotku Inline ethernet, Inline moduly pre štyri digitálne vstupy a štyri digitálne výstupy,
demo kompaktný disk CD (compact disk) softvéru Factory Manager na riadenie siete, ako
aj CD štartovacej sady ethernet. Priemyselný ethernet si môžeme jednoducho zostaviť a
vyskúšať pomocou tohoto štartovacieho balíka. Po pripojení zostavy, predmontovanej na
DIN lište, k napájaniu sa pripojí sieťový kábel k PC alebo k existujúcej LAN. Po priradení
IP adresy je sada pripravená na prevádzku. Komunikácia s riadiacim systémom sa môže
uskutočňovať cez Profinet, ethernet/IP alebo Modbus/TCP protokol. Pod Modbus/TCP
možno voliť medzi ActiveX a DDI. Manažovanie cez webový prehľadávač integrované do
riadiacej jednotky ethernet/IP a Modbus/TCP umožňuje prehľadnú a pohodlnú diagnostiku.
Táto štartovacia sada je ľahko rozširovateľná o ďalšie I/O.
Obr.5.7.: Štartovací kit- priemyselný Ethernet
5.4.3.8 Základný systém pre sieť Profinet
Popri priemyselnej zbernici Interbus je Profinet – priemyselný štandard ethernetu
– integrovanou časťou automatizačných riešení Automationworx od Phoenix Contact.
Základný systém, ktorý integruje funkcie a interfejsy mnohých automatizačných produktov
do riešenia a vývoja siete Profinet, je už k dispozícii. Hlavnou časťou základného systému
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 43
pre Profinet je jeho technológia na riadenie. Riadiaca jednotka ILC 350 PN je kompaktný
riadiaci systém, ktorý bol vyvinutý na automatizáciu strojov a zariadení v prostredí siete
Profinet. To isté platí pre automatizačný softvér PC Worx 5.0, ktorý poskytuje podporu na
konfiguráciu, programovanie, nastavovanie a diagnostiku sietí Profinet a Interbus. S
riadiacou jednotkou Profinet FL PN BK-PAC a s modulom Inline Block I/O ILB PN 24
DI16 DIO16-2TX je Inline inštalačný systém pripojený priamo k sieti Profinet.
Interbus/Profinet brána FL PN/IBS pripája V/V komponenty a procesné zariadenia z
podradenej siete Interbus flexibilne k sieti Profinet. Podporu potrebných sieťových funkcií
pre systémy Profinet I/O real-time poskytujú prepínače z radu Factory Line, ako aj
možnosť spojenia sietí automatizácie so sieťami a systémom vyššej úrovne.
Obr.5.8.: Ilustračná zostava komponentov siete Profinet
5.4.3.9 Použitie systému S-MAX v riadiacej jednotke
Tento spôsob zostavenia riadiacej jednotky pomocou systému S-MAX je vhodné
použiť z hľadiska jednoduchého rozširovania modulov, ale aj ceny celkového zariadenia.
Cena celého tohto systému je porovnateľná s jedným modulom systému Simatic, pričom
získame už vyladený systém, do ktorého je potrebné už len nahrať potrebný softvér
a vyladiť ho na podmienky a činnosti, na ktoré ho potrebujeme.
Kvôli týmto vlastnostiam bol tento systém vybratý za najvhodnejší pre riešenie
riadiacej jednotky.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 44
6. Konkrétne riešenie riadiacej palubnej jednotky automobilu
6.1 Technické parametre S-max
6.1.1 Rozmery
Tab.6.1.:Rozmery C-Max
Rozmery krytu 190 x 200 x 90 mm Váha 1,000 gramov Pracovná teplota 5°C to 45°C Prepravná teplota -20°C to +60°C Pracovná vlhkosť prostredia 10% to 85%,
6.1.2 Vlastnosti displeja
Tab.6.2.:Vlastnosti displeja C-Max
Rzolíšenie 640 x 480 pixels Obrazovka 6,4“ TFT aktívna Farby 256k Svetelnosť 200 cd/m2 Dotykový displej Aktívny priemyselný dotykový displej
6.1.3 Vlastnosti PC
Tab.6.3.:Vlastnosti PC C-Max
Procesor 667 MHz VIA Eden, bez ventilátora RAM 128 MB SDRAM Pevná pamäť 64 MB NVRAM 128 kb pre podržanie dát Napájanie 24 V DC ±20% (19 V to 29 V) Monitorovanie LED dióda pre kontrolu prehriatia
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 45
6.1.4 Sieťové rozhrania
Tab.6.4.:Sieťové rozhrania C-Max
INTERBUS rozhranie 9-pinový D-SUB konektor- samica INTERBUS configurácia RS-232 (9-pinový D-SUB konektor) PROFIBUS 9-pinový D-SUB konektor- samica DeviceNet™ 5-pinový COMBICON konektor CANopen 9-pinový D-SUB connector
6.1.5 Počítačové rozhrania
Tab.6.5.:Počítačové rozhrania C-Max
Napájanie 3-pinový. MINI COMBICON konektor COM 1 (sériový port) RS-232 (9-pinový D-SUB konektor) LPT 1 (paralelný port) 25-pos. D-SUB konektor- samica PS2 klávesnica 6-pinový MINI-DIN konektor- samica PS2 myš
PS2 myš 6-pinový MINI-DIN konektor- samica
Monitor
(15-pinový HD-SUB konektor- samica) CRT Multisync
USB 2x Verzia 1.1 Sieť
2x Ethernet (10/100 Mbps), RJ45, LAN1: Realtek 8139 C, LAN2: Intel 82551 ER
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 46
6.1.6 Compact Flash rozhrania
Na pravej strane prístroja sa nachádzajú 2 sloty pre compact flash moduly. CF-
MASTER slot je skonštruovaný pre implementáciu modulu s operačným systémom. To
znamená, že cez tento slot vieme nainštalovať a spravovať operačný systém. CF- SLAVE
slot nemá podporu pod systémom Windows CE.NET .
Operačný systém vie bootovať len cez CF- MASTER slot.
Obr.6.1.: Pohľad na S-MAX, sloty pre Compact Flash moduly
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 47
Pinové rozdelenie rozhraní
BUS rozhranie pre INTERBUS
Tab.6.6.: BUS rozhranie pre INTERBUS
Obr.6.2.: Rozloženie pinov pre rozhranie INTERBUS (9- pinový D- SUB konektor-
samica)
Konfiguráčné rozhranie pre INTERBUS
Tab.6.7.: Konfiguráčné rozhranie pre INTERBUS
Obr.6.3.: Rozloženie pinov pre konfiguračné
rozhranieINTERBUS (9- pinový D- SUB konektor)
BUS rozhranie pre PROFIBUS
Tab.6.8.: BUS rozhranie pre PROFIBUS
Obr.6.4.: Rozloženie pinov pre rozhranie PROFIBUS (9- pinový D- SUB konektor-
samica)
PIN Signal 1 DOH 2 DIH 3 GNDi 4 GND 5 VCCI
6 DOL 7 DIL 8 VCC
9 nevyužitý
PIN Signal 1 nevyužitý 2 TxD 3 RxD 4 VCC (optimálny) 5 GND
6 nevyužitý 7 RTS 8 CTS
9 nevyužitý
PIN Signal 1 nevyužitý 2 nevyužitý 3 RxD/TxD- P 4 Nevyužitý 5 DGND
6 VP 7 nevyužitý 8 RxD/TxD- N 9 nevyužitý
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 48
BUS rozhranie pre PROFIBUS
Tab.6.9.:BUS rozhranie pre PROFIBUS
Obr.6.5.: Rozloženie pinov pre rozhranie DeviceNetTM (5- pinový COMBICON konektor)
BUS rozhranie pre CANopen
Tab.6.10.:BUS rozhranie pre CANopen
Obr.6.6.: Rozloženie pinov pre rozhranie CANopen (9- pinový D- SUB konektor)
BUS rozhranie pre CANopen
Tab.6.11.:BUS rozhranie pre CANopen
Obr.6.7.: Rozloženie pinov pre napájanie (3- pinový MINI COMBICON konektor)
PIN Signal 1 V+ 2 CAN_H 3 DRAIN 4 CAN_L 5 V-
PIN Signal 1 rezervovaný 2 CAN_L 3 CAN_GND 4 rezevovaný 5 CAN_SHLD (optimal.)
6 GND (optimal.) 7 CAN_H 8 rzervovaný 9 CAN_V+ (optimal.)
PIN Signal 1 +24 V DC 2 nevyužitý 3 0 V DC
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 49
PS2 myš/ PS2 klávesnica
Tab.6.12.:PS2myš/PS2 klávesnica
Obr.6.8.: Rozloženie pinov pre PS2 klávesnicu a myš (6- pinový DIN konektor)
LAN1/LAN2 sieťový konektor
Tab.6.13.:LAN1/LAN2 sieťový konektor
Obr.6.9.: Rozloženie pinov pre LAN1 a LAN2(RJ45- konektor- samica)
USB konektor
Tab.6.14.:USB konektor
Obr.6.10.: Rozloženie pinov pre USB rozhranie
PIN Signal 1 Data 2 nevyužitý 3 GND 4 +5 V 5 Hodiny 6 nevyužitý
PIN Signal 1 RD+ 2 RD- 3 TD+ 4 nevyužitý 5 nevyužitý 6 TD- 7 nevyužitý 8 nevyužitý
PIN Signal 1 VCC (+5 V DC) 2 Data- 3 Data+ 4 GND
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 50
CRT monitor
Tab.6.15.:CRT monitor
Obr.6.11.: Rozloženie pinov pre pripojenie CRT monitora (15- pinový HD-SUB konektor-
samica)
COM1 (sériový port)
Tab.6.16.:COM1 sériový port
Obr..6.12.: Rozloženie pinov pre COM1 (9-
pinový D-SUB konektor- samec)
PIN Signal 1 Red 2 Green 3 Blue 4 nevyužitý 5 Sync- GND 6 AGND 7 AGND 8 AGND 9 nevyužitý 10 Sync- GND 11 nevyužitý 12 DDC- Data 13 H- Sync 14 V- Sync 15 DDC hodiny
PIN Signal 1 DCD 2 RxD (prijaté dáta) 3 TxD (odoslané dáta) 4 DTR (data transfer ready) 5 GND 6 DSR (data send ready) 7 RTS 8 CTS 9 RI
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 51
LPT1 (paralelný port)
Tab.6.17.:LPT1 paralelný port
Obr.6.13.: Rozloženie pinov pre LPT1 (25- pinový D-SUB konektor- samica)
PIN Signal 1 Snímací impulz 2 Data 0 3 Data 1 4 Data 2 5 Data 3 6 Data 4 7 Data 5 8 Data 6 9 Data 7 10 -ACK 11 zaneprázdnený 12 papier prázdny 13 vybratá tlač 14 -Auto forma 15 Chyba 16 inicializácia 17 tlačiareň vybratá 18 GND 19 GND 20 GND 21 GND 22 GND 23 GND 24 GND 25 GND
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 52
6.2 GSM a GPS modul
6.2.1 Bloková schéma prepojenia GSM a GPS
Obr.6.14..: Bloková schéma prijímania a odosielania dát medzi automobilom a základňou
6.2.2 Čo je to GPS
GPS je rádionavigačný systém, ktorý sa hodí pre civilné i vojenské použitie a je
prevádzkovaný vzdušnými silami USA. Podľa dostupných informácií je riadený vládou
USA pomocou IGEB (Interagency GPS Executive Board). Systém GPS vysiela 24 hodín
denne, v ktoromkoľvek mieste na zemeguli a priľahlom priestore signály, ktoré prijímače
GPS spracujú a určia polohu v priestore a presný čas (súčasťou každej družice sú i atómové
hodiny), a to s presnosťou 5 metrov.
Systém GPS pozostáva z troch základných segmentov, a to kozmického, riadiaceho
a užívateľského segmentu.
Kozmický segment tvorí v súčasnosti 28 satelitov na šiestich rôznych obežných
dráhach. Satelity obiehajú vo výške okolo 20 200 km a doba obehu je zhruba 12 hodín.
IP adresa
Dispečerské a
monitorovacie pracovisko
GSM sieť
GPS satelit
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 53
Vďaka tomu sú prakticky všade a kdekoľvek nad obzorom minimálne 4 viditeľné družice.
V praxi týchto viditeľných družíc môže byť až 12. V našej zemi je bežne viditeľných 7
- 8 družíc v jeden konkrétny okamih. Pre určenie presnej polohy je treba prijímať signály
aspoň zo štyroch družíc, pretože okrem troch neznámych súradníc x,y,z je neznámou i čas t
(presnejšie povedané posun času prijímača GPS oproti času UTC GPS satelitov). Ak je k
dispozícii ďalšia viditeľná družica, zlepšuje sa konfigurácia a tým i výsledky merania.
Obr.6.15.: Satelitný systém GPS
Riadiaci segment tvorí monitorovacia stanica po celom svete a predovšetkým
hlavne riadiaca stanica MCS v Colorado Springs. Monitorovacia stanica robí permanentný
zber dát z družíc, ktoré predáva ďalej do MCS. Tieto dáta sú MCS spracované a následne
vypočítané presné údaje o obežných dráhach a korekcie času, ktoré sú spätne prenesené do
obiehajúcich satelitov. Satelity sú potom v rámci navigačnej správy vysielané a sú
prijímané GPS prijímačmi.
Užívateľský systém je vytvorený paletou GPS prístrojov a aplikácií, ktoré poskytujú
údaje o polohe, rýchlosti a čase užívateľov.
Obdobný systém buduje i Rusko pod názvom Glonass, uvažuje sa i o prepojení
oboch systémov.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 54
6.2.3 On-line GPS lokalizácia v spojení s GSM komunikáciou.
Informácie o polohe GPS a eventuálne ďalšie informácie z vozidla sú prenášané v
reálnom čase ako GPRS dáta v sieti GSM (cez Internetový server na definovanú IP adresu)
do centrály k ďalšiemu spracovaniu alebo monitorovaniu. Každé takéto vozidlo teda musí
byť vybavené zvláštnou jednotkou. Na strane príjmu potom musí byť kvalitné pevné
pripojenie k Internetu. V prípade extrémnych požiadaviek na zabezpečenie a kvalitu príjmu
správ sa dá riešiť pripojenie ako Ipsec tunel mimo verejného Internetu. Unikátnosť
predloženého riešenia spočíva práve vo vyriešenej komunikácií GPRS/GSM, dovoľujúceho
komunikáciu väčšieho objemu dát za neporovnateľne nižšie prevádzkové náklady.
Niekedy nie je možné zamerať pohybujúci sa automobil z niektorej družice, pretože
signál je blokovaný napríklad výškovou budovou v meste, vtedy sa použije signál
z ostatných dostupných a viditeľných satelitov.
V prípade použitia duálneho GSM modulu s GPRS sa komunikácia s určovaním
polohy obmedzí na len niekoľko IP paketov, smerovaných z vozidla do centra a v prípade
použitia pevnej IP adresy u GSM komunikátorov i z centra k vozom. Vďaka GPRS môže
byť jednotka na príjme po celú dobu svojej pracovnej činnosti v priebehu dňa.
Štandardný postup potom môže byť napríklad:
Jednotka systému začne pracovať v okamihu zapnutia riadiacej jednotky
automobilu. V stanovených intervaloch, ktoré je možné diaľkovo nastavovať a meniť z
centrálneho dispečingu, sníme jednotka údaje z GPS a odošle ich do centrály. Centrála
potom zostaví z informácií trasu za požadované obdobie (napr. jeden mesiac) s
parametrami ako: prejdená vzdialenosť, priemerná a maximálna rýchlosť apod.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 55
6.2.4 Popis GPS modulu GPS 18 5Hz
GPS 18 5Hz je GPS senzor, ktorý je skonštruovaný pre použitie v prístrojoch,
riadení a rôznych hospodárskych aplikáciách, kde je požadovaná 5Hz frekvencia presného
GPS koncového zariadenia.
Tento GPS modul obsahuje integrovanú magnetickú základňu. Tento prijímač má
tvar hokejového puku s priemerom 2,4 palca a váži len jednu uncu, čo ho predurčuje na
použitie v zariadeniach, kde je nedostatok miesta na umiestnenie modulu.
GPS 18 5Hz obsahuje pamäť na uloženie konfiguračných informácií, presné real-
time hodiny a základný merací výstup dát pre sofistikované cenné dynamické alpikácie.
Avšak prístupný je aj 5Hz merateľný výstup impulzov ktorého rozhrania sú usporiadané do
0 mS, 200mS, 400 mS, 600 mS a 800 mS výstupov z UTC.
6.2.4.1 Technické parametre GPS 18 5Hz
Elektrické parametre
Vstupné napätie:
• 18 USB: 4.4 - 5.5 V • 18 PC: 5 V +/- 10% V • 18 LVC/5Hz: 4.0 - 5.5 Vdc
Vstupný prúd:
• 18 USB: 53 mA @ 5 V • 18 PC: 57 mA @ 5 V • 18 LVC: 65 mA @ 5 V
Citlivosť:
• –165 dBW minimum
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 56
GPS výkon
Prijímač:
• WAAS-aktivovaný; prijímač s 12 paralelnými kanálmi neustéle sledovaný
až 12 satelitmy na vypočítanie a určenie pozície.
Presnosť GPS:
• Pozícia: < 15 metrov, 95% presnosť
Presnosť DGPS (WAAS):
• Pozícia: < 3 metre, 95% presnosť
Východiskové mapy
• 108 preddefinovaných, pre 1 užívateľa
Rozhrania
Sériové rozhrania:
• 18 USB: 2.0 Plne rýchlostný
• 18 PC/LVC/5Hz: Asynchrónny sériový vstup kompatibilný z RS-232 alebo
TTL napäťových úrovní, RS-232 polarita
Prenosové rýchlosti:
• 300/600/1200/2400/4800/9600/19200/38400
Merateľné výstupy impulzov:
• 18 USB: 1 Hz impulz, programovateľná šírka impulzu, presnosť 1
mikrosekunda
• 18 5Hz: 5 Hz impulz, programovateľná šírka impulzu, presnosť 1
mikrosekunda
Teplotné parametre
• Prevádzkové teploty: –30° to 80°C
• Teploty pri uskladnení a prevoze: –40° to 90°C
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 57
Rozmery
Veľkosť:
• 61.0 mm priemer x 19.5 mm výška
Váha:
• 18 USB: 100.4g
• 18 PC: 184.6g
• 18 LVC/Hz: 161.6g
Konektory:
• 18 USB: konektor typu A
• 18 PC: DB-9 konektor
6.2.4.2 Schéma zapojenia GPS 18 5Hz
Obr.6.16.: Schéma zapojenia GPS 18 5Hz a sériového portu PC
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 58
6.2.5 Popis GSM/GPRS modemu Maestro 100 GSM/ GPRS 900/1800
Modem Maestro 100 je univerzálny modem pre prenos údajov a hlasu v sieti GSM.
Rovnako je použiteľný pre prenos údajov prostredníctvom GPRS. Priemyselné prevedenie
ho predurčuje na použitie pre zber údajov, monitoring alebo ovládanie vzdialených
systémov a použitie v automobilovom priemysle. Je ho možné použiť taktiež na pripojenie
do internetu prostredníctvom GPRS. Modem je možné prostredníctvom rozhrania RS232
ľahko pripojiť k PC alebo inému systému, ktorý disponuje uvedeným rozhraním. Rozhranie
modemu umožňuje pripojiť reproduktor a mikrofón, čo umožňuje využiť modem v
automatických hlasových ústredniach, odkazovačoch atď. Maestro 100 je navrhnutý na
báze GSM/GPRS modulu WISMO QUIK firmy WAVECOM.
Obr.6.17.: Modem Maestro 100 GSM/ GPRS 900/1800
Maestro 100 je externý „Plug & Play“ GSM modem pre pásmo 900/1800 MHz. Po
pripojení napájania, SIM karty, antény a sériovej linky je okamžite schopný uskutočniť
spojenie v sieti GSM alebo GPRS. Napájanie modemu je možné v širokom rozsahu napätí
bez vplyvu na jeho funkčnosť. Modem je možné umiestniť na DIN lištu pomocou DIN
klipu. Modem je plne ovládateľný pomocou AT príkazov prostredníctvom sériového
rozhrania. Prenosová rýchlosti je konfigurovateľná v rozsahu 300 - 115000 baud. Činnosť
modemu je indikovaná pomocou led diódy.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 59
Obr.6.18.: Modul WismoQuik
6.2.5.1 Technické parametre modemu Maestro 100 GSM/ GPRS 900/1800
Dodávané komponenty:
• modem MAESTRO 100
• anténa GSM 900/1800 SMA konektor
• kábel RS232 s audio odbočkou
• klip pre umiestnenie na DIN lištu
Hlasové možnosti:
• telefón
• núdzové volania
• plná rýchlosť, zvýšená plná rýchlosť a polovičná rýchlosť
• FR/EFR/HR) Dual Tone Multi Frequency funkcie (DTMF)
Data/Fax možnosti:
• dátový okruch asynchrónny, transparentný a netransparentný až s 14 400
bits/s
• automatická faxová skupina 3 (Class 1 a Class 2) MNP2, V.42bis
SMS možnosti:
• text a PDU
• Point to point (MT/MO)
• Cell Broadcast
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 60
Doplnkové GSM služby:
• presmerovanie hovorov
• blokovanie hovorov
• multyparty
• cakanie na hovor a podržanie hovoru
• identita volanej linky
• USSD uzavreté užívateľské skupiny explicitné presmerovanie hovorov
Programovateľný V/V port:
• jeden užívateľský vstupno/výstupný port pre napojenie externého
zariadenia
Ďalsie možnosti využitia:
• TCP/IP pre Maestro 100
• UCS2 znakové kódovanie
• podpora čínskych SMS
Elektrické vlastnosti:
• dvojpásmový modem GSM ( 900 MHz / 1800 MHz )
• kompatibilný s GSM Phase 2+
• podpora pre DATA, SMS, VOICE a FAX
• class 2 v pásme 900 MHz ( 2 W )
• class 5 v pásme 1800 MHz ( 1 W )
• GPRS class B class 10 (4 Rx + 1 Tx alebo 3 Rx + 2 Tx)
• SimToolKit class 2, SIM 3,3 V
• AT príkazy podľa GSM 07.05 a GSM 07.07 a vlastné príkazy
• AVECOM
• napájanie 5-32V
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 61
• pri 5V:
maximálne 650 mA
GSM 900 * 310 mA
GSM 1800 # 240 mA
GPRS 900 CL10 * 520 mA
GPRS 1800 CL10 # 390 mA
Idle mód 35 mA
komunikačný mód PLC=5
# komunikačný mód PLC=0
Rozhrania:
• držiak SIM
• 15 pin Sub-D konektor ( RS232 a audio )
• 4 pin napájací konektor (microFIT 3.0)
• anténny konektor SMA ( 50 ohm )
Rozmery:
• 88 mm x 60 mm x 26 mm
• váha 100 g
• teplotný rozsah:
- od -15 °C do +50 °C v prevádzke
- od -20 °C do +65 °C pri skladovaní
Certifikáty, normy a osvedčenia pre požitie na Slovensku:
• CE 0681
• Vyhlásenie o zhode na základe zákona č. 264/1999 v zmysle nariadenia
vlády č. 443/2001
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 62
7. Záver
Cieľom práce bolo navrhnúť blokovú schému riadiacej jednotky nákladného
automobilu a rozanalyzovať všetky potrebné funkčné bloky. Táto jednotka mala spĺňať
niekoľko požiadaviek, ako napríklad schopnosť komunikovať pomocou GPRS a GSM
s riadiacou kontrolnou stanicou, ktorá by automobil sledovala pomocou GPS prístroja
a možnosť uchovávania dát po určitú dobu priamo v riadiacej jednotke a možnosť
stiahnutia dát na USB kľúč cez USB rozhranie.
Diplomová práca je rozdelená do 3 častí, pričom prvá- textová časť práce pozostáva
zo 6 kapitol, druhá- prílohová časť má tri časti a obsahuje 3 prílohy. Treťou časťou je
priložené CD, ktoré obsahuje diplomovú prácu v elektrickej forme.
V prvej kapitole je zbežný úvod o vývoji a súčasnom stave techniky v oblasti aktívnej
a pasívnej bezpečnosti automobilov. V druhej kapitole je popísaná aktívna ochrana
automobilu a stručné definície fungovania systémov ABS, ESP a EBD. Tretia kapitola
opisuje základné vlastnosti a funkcie elektronickej riadiacej jednotky automobilu ECU.
Štvrtá kapitola sa zaoberá základnými vlastnosťami pasívnej bezpečnosti a rozoberá 3
základné typy nebezpečnej dopravy a prepravy nákladu, a zároveň špeciálnych vozidiel,
ktoré túto prepravu vykonávajú a pre bezpečnosť ktorých konštruujeme riadiacu jednotku.
V piatej kapitole sa čitateľ môže dozvedieť navrhnutú blokovú schému riadiacej jednotky a
základné vlastnosti konštruovanej riadiacej jednotky. Je v nej navrhnutý protokol
a základné riadiace rámce, ktorými bude riadiaca jednotka komunikovať s riadiacou
kontrolnou stanicou a sú v nej načrtnuté 3 možnosti riešenia konštrukcie riadiacej jednotky
nákladného automobilu. Šiesta kapitola sa venuje konkrétnemu návrhu riadiacej jednotky,
sú v nej uvedené technické parametre a popis systému S-max, GPS modulu GPS 18 5Hz
a modemu Maestro 100 GSM/ GPRS 900/1800.
Riadiaca jednotka, ktorá bola navrhnutá v tejto diplomovej práci bude v automobile
pripojená pomocou CAN zbernice na už inštalovanú elektronickú riadiacu jednotku
automobilu ECU a bude spravovať sieť senzorov a čidiel zodpovedných za bezpečnosť
automobilu, nákladu a posádky.
Žilinská univerzita v Žiline Diplomová práca Katedra telekomunikácií ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 63
8. Zoznam použitej literatúry
(1) Základné vlastnosti PIC procesorov: (online)
http://www.cmail.cz/doveda/index.htm
(2) Fenix SK s.r.o.: Automationworx - priemyselná automatizácia (online)
http://atpjournal.sk/casopisy/atp_05/pdf/atp-2005-07-22.pdf
(3) Fenix SK, s.r.o.: Priemyselný počítač s integrovanými funkciami PLC (online)
http://atpjournal.sk/casopisy/atp_05/pdf/atp-2005-10-18.pdf
(4) Phoenix Contact: Automationworx 2004- Innovation und Kommunikation.
Phoenix Contact GmbH
(5) Ing. Vladislav Maxim, CSc, prof. Ing. Jozef Kováč, CSc, Ing. Ľuboš Kudláč:
Systém ABS ( Antilock Brake System ) v motorových vozidlách,Technická
Univerzita Košice, Strojnícka fakulta
(6) Garmin Internacional , Inc.: GPS 18 Technical Specifications.pdf (online)
http://www.garmin.com
(7) SCT, s.r.o. : Maestro 100 GSM/GPRS 900/1800 (online)
http://www.sct.sk/modemy/maestro100.php
ČESTNÉ VYHLÁSENIE
Vyhlasujem, že som zadanú diplomovú prácu vypracoval samostatne pod odborným
vedením vedúceho diplomovej práce doc. Ing. Martina Vaculíka, PhD. a používal som len
literatúru uvedenú v práci.
Ďalej vyhlasujem, že nemám námietky voči zapožičiavaniu mojej diplomovej práce so
súhlasom katedry telekomunikácií.
V Žiline, dňa 19.5.2006 podpis diplomanta:
Poďakovanie
Touto cestou by som rád poďakoval mojemu vedúcemu diplomovej práce
doc. Ing. Martinovi Vaculíkovi, PhD. za pomoc, odborné vedenie, cenné redy, pripomienky
a trpezlivosť pri vypracovaní diplomovej práce.
Taktiež ďakujem všetkým, ktorí mi akýmkoľvek spôsobom pomohli pri jej riešení.
Žilinská univerzita v Žiline
Elektrotechnická fakulta
Katedra telekomunikácií
Palubná jednotka motorového vozidla
(prílohová časť)
Radovan Gál
2005
Zoznam príloh Príloha č.1:
Adresy riadiacich jednotiek u koncernových aut V.A.G.
Príklad- výpis jednotiek na Škode Octavii 1.8T 4x4 ESP
Príloha č.2: Dizajn C-Max
Obr.1.: Pohľad spredu na S-Max bez displeja
Obr. 2.: Pohľad spredu na S-Max s dotykovým displejom
Príloha č.3: Sieťové rozhrania C-Max
Obr.1.: Pohľad na S-MAX zozadu INTERBUS: S-MAX ... IB
Obr.2.: Pohľad na S-MAX zozadu PROFIBUS: S-MAX ... PB
Obr.3.: Pohľad na S-MAX zozadu DeviceNet™: S-MAX ... DN
Obr.4.: Pohľad na S-MAX zozadu CANopen: S-MAX ... CO
1
Príloha č.1:
Adresy riadiacich jednotiek u koncernových aut V.A.G.
Pretože v jednom automobile môže byť inštalovaných niekoľko riadiacich jednotiek,
pričom každá ja zodpovedná za podstatnú funkciu, uvádzam výpis adries riadiacich
jednotiek u aut koncernu V.A.G. (Audi, VW, Seat, Škoda).
1. Elektronika motora
2. Automatická prevodovka
3. ABS / ESP - brzdy
4. nevyužitá adresa
5. Štartovacie autentizácie (napríklad otlačok prsta u nových Audi A8)
6. Pamäťová sedačka spolujazdca
7. nevyužitá adresa
8. El. klimatizácia / Kúrenie
9. Centrálna elektrika (Fabia)
10. nevyužitá adresa
11. Elektronika motora II.
12. Elektronika spojky
13. Dohliadanie odstupu
14. Tlmiče pérovania
15. Airbagy
16. Elektronika volantu
17. Panel prístrojov resp. imobilizér
18. Pomocné kúrenie
19. CAN Gateway
20. nevyužitá adresa
21. Elektronika motoru III.
22. Pohon všetkých kolies, Haldex
23. Posilňovač bŕzd
24. Prekĺzová regulácia
25. Imobilizér (u starších modelov)
26. Elektronika strechy
27. Kamera vzadu
2
28. Elektronická klimatizácia / Kúrenie vzadu
29. Ľavý svetlomet
30. nevyužitá adresa
31. Elektronika motora (ostatné)
32. Uzáver diferenciálu
33. nevyužitá adresa
34. Regulácia pérovania
35. Centrálne uzamykanie
36. Pamäťová sedačka vodiča
37. Navigácia (GPS)
38. Elektronika strechy
39. Pravý svetlomet
40. nevyužitá adresa
41. Dieselové čerpadlo
42. Elektronika dvier u vodiča
43. nevyužitá adresa
44. Posilňovač riadenia (napr. u Fabie, nie u Octavie)
45. Kontrola interiéru
46. Komfort systém (nahradzuje 35-Centrál)
47. Zvukový systém (DSP apod.)
48. Sedačky vzadu
49. Automatika svetiel
50. nevyužitá adresa
51. Riadenie elektriky
52. Elektronika dverí u spolujazdca
53. Parkovacia brzda
54. Zadný spojler
55. Korektor Xenónov (napr. u Fabie)
56. Rádio
57. TV a rádio
58. Kontrolka tankovania
59. Ťažné zariadenie
60. nevyužitá adresa
61. Regulátor batérie
3
62. Elektronika dverí vzadu vľavo
63. Vstupný asistent, D
64. Stabilizátory
65. Tlak pneumatík
66. Pamäťová sedačka vzadu, zrkadlá
67. Ovládanie hlasom
68. Ostrekovacie trysky
69. Príves
70. nevyužitá adresa
71. Dobíjač batérie
72. Elektronika dverí vzadu vpravo
73. Vstupný asistent, P
74. nevyužitá adresa
75. Tiesňové volanie
76. Parkovací pomocník (čidla v zadnom nárazníku)
77. Telefón
78. Posuvné dvere vpravo
0D - Posuvné dvere vľavo
07 – Kontrola vpredu (kamera vpredu)
1C - level sensing
1D - Identifikácia vodiča
2D - Intercom
3D - Špeciálne funkcie
4D - Prenos dát
0E - Prehrávač médií 1
1E - Prehrávač médií 2
2E - Prehrávač médií 3
3E - Prehrávač médií 4
4E - Kamera vpravo vzadu
5E - Kamera vľavo vzadu
6E - Kamera hore
7E - Kamera vpredu
0F - Digitálne rádio
1F - Satelitní tuner
4
2F - Digitálny TV
4F - Centrálna elektronika II.
7D - Pomocné kúrenie
Môžu byť zapojené aj iné jednotky (na iných adresách), pretože adresácia je
hexadecimálna $01-7F (takže sa dá obsadiť až 128 adries).
Adresy sú na seba naviazané aj podľa adries a koncového čísla adresy 2, 12, 22
(prevodovka, spojka, haldex spojka), alebo 1, 11, 21, 31 (Elektronika motoru I - IV) či 3,
13, 23, 43, 53 (brzdy), apod.
Príklad- výpis jednotiek na Škode Octavii 1.8T 4x4 ESP
Address 01 - Motor
Protocol: KW1281
Controller: 06A 906 032 HJ
Component: 1.8L R4/5VT G 0002
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 03 - ABS
Protocol: KWP2000
Controller: 1C0 907 379 H
Component: ESP ALLRAD MK60 0102
Coding: 00xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 08 - CLIMATRONIC
Protocol: KW1281
Controller: 1U1 907 044 A
Component: CLIMATRONIC C 2.0.0
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 15 - Airbag
5
Protocol: KW1281
Controller: 1C0 909 601
Component: 0F AIRBAG VW51 02
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 16 - Elektronika volantu
Protocol: KW1281
Controller: 1J0 907 487 B
Component: Lenkradelektronik 0002
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 17 - Panel prístrojov Maxi-DOT (veľký bodový displej)
Protocol: KW1281
Controller: 1U0 920 841 B
Component: KOMBI+WEGFAHRSP VDO V07
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 19 - CAN gate - brána mezi CAN a K vedením
Protocol: KW1281
Controller: 6N0 909 901
Component: Gateway K<->CAN 0001
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 22 - 4x4 Haldex
Protocol: KW1281
Controller: 02D 900 554 C
Component: HALDEX LSC ECC 0009
Address 25 - Imobilizér
Protocol: KW1281
6
Controller: Bitte Adress
Component: e 17 eingeben
Address 29 – Riadiaca jednotka xenónov ľavé
Protocol: KW1281
Controller: 1U0 941 651
Component: EVG GDL + AutoLWR 0002
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 33
Protocol: Unknown
Controller: OBD-II/EOBD, KeyWord:0808
Address 37 - GPS Navigace
Protocol: KW1281
Controller: 1U0 919 887 A
Component: Navigation BNO 0204
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 39 - Riadiaca jednotka xenónov pravé
Protocol: KW1281
Controller: 1U0 941 651
Component: EVG GDL + AutoLWR 0002
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 3F
Protocol: KW1281
Controller:
Address 46 - Komfortná jednotka
Protocol: KW1281
Controller: 1C0 959 799 B
7
Component: 4X Komfortgerát HLO 0003
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 56 - Rádio
Protocol: KW1281
Controller: 3B0 035 186 D
Component: Radio BNO 0204
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 76 - parkovacia riadiaca jednotka
Protocol: KW1281
Controller: 6Y6 919 283
Component: Einparkhilfe 0001
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 7C - ďalšia jednotka k Rádiu
Protocol: KW1281
Controller: 3B0 035 186 D
Component: Radio BNO 0204
Coding: xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
Address 7E - jednotka KWP2000
Protocol: KWP2000
Controller: 06A 906 032 HJ
Component: 1.8L R4/5VT G 0002
Coding: 00xxxxx
Shop #: WSC xxxxx
1
Príloha č.2:
Dizajn C-Max
Obr.1.: Pohľad spredu na S-Max bez displeja
Obr. 2.: Pohľad spredu na S-Max s dotykovým displejom
1
Príloha č.3:
Sieťové rozhrania C-Max
Všetky rozhrania sú umiestnené na zadnej strane prístroja
INTERBUS: S-MAX ... IB
Obr.1.: Pohľad na S-MAX zozadu INTERBUS: S-MAX ... IB
PROFIBUS: S-MAX ... PB
Obr.2.: Pohľad na S-MAX zozadu PROFIBUS: S-MAX ... PB
2
DeviceNet™: S-MAX ... DN
Obr.3.: Pohľad na S-MAX zozadu DeviceNet™: S-MAX ... DN
CANopen: S-MAX ... CO
Obr.4.: Pohľad na S-MAX zozadu CANopen: S-MAX ... CO