本人的国创项目,一款基于符合AUTOSAR规范的MBDT开发的车规级大学方程式赛车后车身域控制器RBCM,具体功能如下:
- 具备2.4G无线烧录与标定功能
- 整车低压配电过流保护(取代保险丝)
- 整车低压配电管理与诊断,可实时诊断各通道设备电流情况
- 与整车CAN通信(PCAN、BCAN)
- 集成4G数传功能,采集整车跑动数据,并在MQTT上位机端实时显示
- 拥有丰富的外设挂载接口(多电平兼容),支持各种协议传感器等设备接入(包括ADC PWM UART IIC SPI,支持3.3V及5V)
- 具备低压电池电压电流温度监测、保护与DCDC充电管理功能
- 带主动防护,包括过流保护、反接保护、TVS保护、过压保护等
项目意义:优化大学方程式赛车整车电子电气架构,使VCU专注于底盘域的控制,RBCM负责车身域的管理与诊断
为什么叫后车身域控制器?RBCM的设计目标包括对低压电池的监测和对整车低压配电诊断管理,因此与低压电池布置在一起,而WUTE车队的低压电池主要布置在车身后舱,因此RBCM也布置也在后方。
本项目适用于大学生方程式赛事(👈戳我了解),本项目是符合大学生方程式赛事规则进行设计的。
本项目针对武汉理工大学WUTE车队(👈戳我了解)25赛季E03电动方程式赛车开发,包含后车身域控制器的硬件设计及MBD软件开发,以及QT数传上位机的设计与开发。
整车电子电气架构图:
硬件采用核心板和底板分板设计,板对板连接器连接,硬件架构如下图:
主控采用NXP的车规级微控制器S32K344,符合ASIL D的功能安全等级和ISO 26262标准
核心供电采用的是infineon的车规级电源管理芯片TLF35584,满足ASIL D的功能安全等级和ISO 26262标准
采用ESP32S3作为调试芯片,基于DAPlink调试方案,DAPlink方案实现参考(👈戳我了解),支持无线串口和2.4G无线调试与标定功能
低压配电保护与诊断管理方面基于infineon的智能高边驱动芯片BTT6200-4ESA和BTT6050-2ERA实现
4G模块采用的是移远的EC800M模块,自弹式SIM卡设计
支持12V和24V低压平台,核心板供电支持范围为:5V-36V(经验证)
低压配电方面,理论上可支持最大 56A/1344W 的配电功率输出(24V低压平台下)
具备过压保护,浪涌保护,反接保护,过流保护,温度电流监测等防护功能
硬件实物图:
硬件BOM配单整理中...
NXP官方为S32K3提供了一套符合AUTOSAR规范的的S32K3(Model-Based Design Tools,MBDT)工具箱支持,以及变量观测与标定工具,该项目中具体使用到的软件工具如下:
- AUTOSAR MCAL层配置工具:S32 Config Tool/EB tresos
- AUTOSAR应用层开发工具:MBD开发工具箱(基于simulink平台):NXP_MBDToolbox_S32K3xx
- 变量观测与标定工具:FreeMaster
AUTOSAR应用层采用基于模型开发MBD的开发方式,软件架构上采用模块化的设计方式,以高内聚,低耦合为设计原则,将软件整体根据不同任务划分为各子系统搭建。
部分开发记录请见 ..\Firmware\AUTOSAR_MBD\RBCM_MBD\RBCM_Model.md 文件
MBD模型展示:
CAN发送部分将报文分成了三组,分别负责MBCM核心数据、诊断数据、采集的传感器数据报文发送至CAN总线上
当前MCAL层已完成RBCM适配,MBD应用层开发接近完成...
基于QT6.5的Qt Quick开发,详细介绍说明请见软件内的'关于本项目'
部分界面展示:
需配合MQTT服务器使用,本项目MQTT服务器是基于华为云IoTDA搭建的
上位机前端基于<诺谦>的开源界面框架开发,github地址(👈戳我了解)
后端MQTT连接至服务器、topic订阅与发布功能基于QT自带的MQTT API开发实现
前后端通信部分数传数据采用数据模型和后端注册的方式实现
采用MQTT的json数据格式
json测试数据包:
{
"ActButtonState":1,"ILValue":1345,
"ReadyButtonState":1,"McuReadyState":0,"DriveReadyState":1,
"LvBatsV":27,"LvBatsI":23,"LvBatsT":62,
"VcuState":1,"BmsState":1,"McuState":1,
"BduState":1,"BspdState":1,"TsalrState":1,
"PumpState":1,"Fan1State":1,"Fan2State":1,
"TaillightState":1,"BuzzerState":1,"DrsState":1,
"VcuValue":102,"BmsValue":10,"McuValue":40,
"BduValue":40,"BspdValue":40,"TsalrValue":40,
"PumpValue":40,"Fan1Value":40,"Fan2Value":40,
"TaillightValue":40,"BuzzerValue":40,"DrsValue":40,
"AccuV":40,"AccuI":40,"AccuTcmax":40,"AccudVmax":40,
"McuT":40,
"MotorRpm":40,"MotorTorque":40,"MotorTemp":40
}
FreeMaster观测测试:
RBCM核心板温度监测测试视频(FreeMaster无线观测):
4G数传上位机通信测试(MQTTX模拟RBCM域控端):
请先在<连接配置>界面连接上位机至MQTT服务器
订阅车身域控制器的赛车数据相关Topic
回到<车况信息>下的<关键信息><低压系统><高压系统>界面即可看到相关数据的实时刷新显示
请先配置S32K344对ESP32S3电源使能引脚,使ESP32S3调试芯片正常供电
运行../Firmware/ESP32S3_Firmware/flash_download_tool_3.9.5_0烧录软件,连接RBCM核心板的USB烧录接口与电脑,烧录../Firmware/ESP32S3_Firmware/DAP_HS_ESP_20231027.bin到ESP32S3中
制作ESP32S3小板,连接在电脑上用于与RBCM核心板上的ESP32S3建立远程连接
烧录流程同上
配置通信信道和烧录模式,建立无线连接
配置COM口,烧录标定
本项目基于Apache-2.0开源,有引用或者修改本项目的地方,请标明作者与出处。尊重作者,尊重开源~
如果有任何疑问或建议可联系作者,QQ号:2095337725
代码仓库链接:
Github地址:https://github.com/Caler10/RBCM_S32K344_AUTOSAR_MBD
Gitee地址:https://gitee.com/caler14/rbcm_-s32-k344_-autosar_-mbd

















