一种基于中控屏的空调应急控制措施

王婴 倪海艳 徐笑 姬存慧 黄枭

摘 要：文章基于中控屏提出一个空调控制方法，将传统的空调物理按键集成到中控屏上，通过CAN网络收发信号进而实现对空调的控制。考虑到中控屏有损坏风险，文章设计一种空调应急方案，进而避免了无法启动空调的风险。该方法不仅节约了驾驶室仪表台空间，而且同样能够达到空调传统物理按键的效果。经实验反复验证，基于中控屏的空调控制在各种环境条件下能够有效控制空调的工作状态。

关键词：CAN网络;中控屏;空调控制

中图分类号：U463.7  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）15-48-03

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

Keywords： CAN network; MMI; Air conditioning control

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

引言

近年来，随着科技的发展，汽车行业的发展也逐步向智能化、舒适化发展。中控屏作为人机交互的窗口之一，其操作的便捷化及智能化大大提高了驾驶员行车过程的娱乐性及舒适性。现如今，车辆成为人生活中不可或缺的一部分，在要求车辆稳定、安全的前提下，还需要有更高的舒适性、娱乐性及智能性[1]，車内的中控大屏应运而生。早期，车辆仪表台只涉及到收音机及空调的实体按键，功能简单单一，而后又发展为带有6吋到8吋左右的中控大屏，虽然娱乐性大有提高但应用功能极少，随着智能AI、人机交互、5G网络等技术的发展，人机交互的概念也逐渐进入大众视野，中控屏的功能越来越丰富，全液晶的中控大屏已成为今后发展趋势。

本文提出了一种基于中控屏的空调控制方法，将空调控制按钮集成在中控屏上，基于CAN网络通讯[2]实现对空调控制器的控制，该方法能够在中控屏未完全开机的前提下控制空调的开启，避免不能及时开空调的弊端，另外，在温度过低环境下导致中控屏不能开机的情况下也能打开空调。

1 基于中控屏的空调控制方法

1.1 空调按键的布置

空调控制按钮位于主屏幕的左侧下方，便于驾驶员控制。短按时，直接进入空调界面，长按时长按3s时可开启空调（需在发动机电点火状态下），空调开启时直接进入AUTO模式，该模式下可根据当前环境温度智能设置空调温度，使驾驶室内达到舒适的驾驶温度。

当中控开机进入首页时，空调的控制按键位于页面底部，考虑到传统车空调按键的布置顺序及控制按键的使用频次，中控屏首页将空调的吹风模式、A/C开关、温度设置、AUTO模式、风量大小、内外循环及最大除霜模式依次置于底部。

空调主界面按键分布及效果如图3所示：

1.2 空调控制原理

1.2.1 CAN网络通信

汽车电子系统大多使用CAN通信实现各个模块之间的交互，CAN通信是一种串行通信方式，该技术具有实时性高、可靠性高、硬件简单的优点。CAN协议通过报文编码，可实现对不同的网络节点分配地址，可体现信息类型、仲裁规则、故障检测、处理方式等，各个节点通过报文滤波的方法确定是否接收相关信息，基于此，当某一控制器发出报文时，多个节点均可收到报文信息，进而实现有效控制与响应。本文将基于CAN网络通信实现中控对空调的控制。

1.2.2 硬件电路设计

由图4可知，中控屏的触摸控制分为两部分，第一部分主要为屏幕的触摸控制，即中控屏的显示范围内，信号的发送与接收均是由MPU串口将相关的控制信息发往MCU，由MCU进行处理并反馈给MPU，触摸屏进行相关的状态显示。该种处理是基于中控屏完全开机的情况下进行信息交互。

空调应急开关处理为中控屏的第二种控制方法，也是中控屏信号控制的特色之处。空调应急开关信号的发送不经过MPU的串口，而是直接由MCU检测，即中控屏没有完全开机的情况下，当MCU检测到空调应急开关信号时，MCU将该信息发送至总线上，当空调控制器接收到报文信息时，作出相应的反应，进而实现空调的控制。这里的中控屏未完全开机，是指以下情况：

（1）ACC电源下，中控处于开机过程中;

（2）ACC电源下且环境温度较低（-50℃以下），中控屏不能及时进入首页。

2 实验分析

2.1 CAN单节点测试

图5为测试环境，将CANoe与中控屏连接在同一网络下，并外接60Ω的终端电阻，利用CANoe模拟空调控制器向总线发报文信息，测试中控屏是否能接收，测试过程如下所示：

由图6可知，当空调应急开关按下时，中控屏快发三帧报文到总线上，完成控制命令的发出;图7利用CANoe模拟空调控制器给中控屏发送反馈报文，中控屏检测到了反馈报文，对应的按钮状态高亮，如图8所示，完成了信息交互，即完成了一次空调状态的控制。

2.2 不同环境温度下的空调控制

为充分说明中控屏在不同温度条件下均可对空调实现有效控制，将中控屏放置在恒温箱进行测试，实验中每次调节

温度时，先将中控屏在该温度环境下放置2h然后开机测试，实验结果如下：

实验结果可以看出，当环境温度处于较低的情况下时，中控屏仍旧可以发出报文，实现空调的控制。

3 结束语

本文提出了一种基于中控屏的空调控制方法，该方法基于CAN网络通信实现中控屏与空调控制器之间的信号交互，进而到达中控对空调控制的目的。此外，中控还设计了空调应急开关，即使中控未及时开机，也可以实现对空调的控制，经试验证明，在各种环境温度下，中控均能有效控制空调，不仅节省了仪表台空间，而且可靠性也满足要求。

参考文献

[1] 谢芳铃.丰富驾驶体验的汽车电子通信网关系统[D].复旦大学， 2012.

[2] 杨宏.基于智能网联汽车的CAN总线攻击与防御检测技术研究[D].天津理工大学，2017.