kaiyun官方注册
您所在的位置: 首页> 嵌入式技术> 业界动态> 从特斯拉的原型呼吸机谈起

从特斯拉的原型呼吸机谈起

2020-04-08
来源:与非网

结合美敦力发布的简单版本的呼吸机,我们可以看到一个很有意思的情况:

特斯拉把中控屏+娱乐系统的 UI 和 HMI 交互为一个医用仪器非常快,而且把上层的控制算法都放在顶层上面进行控制

特斯拉的车身电子集成控制器,提供了各路不同的传感器调理电路(采集)和驱动控制,加上电池的智能管理,可以在底层我们比较花时间的 ECU 层面的软件改动也比较快

结合各个车企围绕信息系统开发 OS 也好,把大量的底层功能开始抽象往上做,未来的汽车电子确实和其他工业产品有很大的相似性

01 美敦力的 PB560 呼吸机信息

我觉得美敦力是一家具有社会责任感的公司,为缓解呼吸机供应短缺,将便携式的 PB560 呼吸机设计图纸全部开源,包括了软件、硬件(BOM+PCBA)、和结构图纸。如下图所示,我们可以理解下这个呼吸机包含哪些东西。呼吸机的基本功能为是辅助病人呼吸,包括辅助供氧的气路压力控制、整个回路的压力监控、回路的湿度监控,这些是基于医学的一套需求功能。在实际工作中,由于和人的性命相关,整个系统页包含自身的故障诊断功能,包括供电的高、低压报警、病人的窒息报警、湿度过高 / 过低报警,流速监控报警、供氧基本管路报警、呼吸机供电系统报警、电池系统故障报警、通讯报警等。

forward (5).jpg


图 1 美敦力的呼吸机基本功能

根据 PB569 里面的几块板子,包括 Power Supply Board、Power Pack2、BuzzerBoard、CPU Board 和电池板,整个系统结构是比较简单的。核心的就是我们之前汽车 ECU 里面,输入传感器检测和输出阀门和基于 PWM 的气泵控制。

forward (4).jpg


图 2 美敦力呼吸机电子控制原理图

这个产品的难度,如下图所示,由于这个市场是稳定的,需要强管制的产品。即使是美敦力开源,从 PCBA 的打样、找部件、烧录软件,这个工作需要挺长一段时间才能把产量提高,而且这些元器件设计选型可能比较老,在当前的条件下,你想批量的按着现有的材料造出来,还比较困难。

forward (3).jpg


图 3 呼吸机的供电整理

02 特斯拉的原型机

特斯拉的工程师团队是非常灵活和有意思的,因为呼吸机的原理如视频所说,其实并不复杂,使用车用的 HVAC 系统,转变到呼吸机的要求,需要一些时间。他们的做法,就是使用车上的部件,根据系统原理图进行重组,这里分为车用原有部件、其他部件(主要是检测传感器)和医疗部件,下面是特斯拉做的总体结构框图。如上面所说的,核心的问题是控制氧气的输入压力和整体的流量、压力和湿度控制。

forward (2).jpg


图 4 特斯拉呼吸机的框图

特斯拉其实跳过了美敦力用嵌入式系统来控制单个控制器,采用了 Model 3/Y 上的娱乐系统来进行顶层控制(在这个里面,特斯拉基于 Linux 开发),传感器和驱动部分,使用车身控制器(包含 VC Front 和 VC Right 两个,一个是配电功能+一个控制功能)来控制可变阀门交换信息,并且根据自己的系统 GUI 开发,快速在 15 寸屏上做系统的交互,进行调节气压、流量、气量的操作。 备注:这套原型系统是具备 12V 电池+外部接入的电源

forward (1).jpg


图 5 特斯拉的呼吸机控制部件

其实我的理解,这种偏向于集成化的系统架构,以后在车上是比较普遍的,大众 / 奥迪所提倡的 End to End(E2E)的架构,开发的核心还是自己的信息系统 OS,假定在 ID3 上这么魔改,我们也能快速的得到一套基于车载域控制器的系统,理论上这个开发时间可能比我们在底层 ECU 上面改起来更快一些,特别是不算特别实时的任务。

forward.jpg


图 6 奥迪的 E3 电子架构

小结:最近和佟老师一直在搜集车载计算平台的信息,这个趋势还是很明显的,就是不同车企对于采用这套东西是一致的,但是如何处理和供应商之间的关系,如何构建自身的软件中心(到底做多少工作)还是存在分歧的。


本站内容除特别声明的原创文章之外,转载内容只为传递更多信息,并不代表本网站赞同其观点。转载的所有的文章、图片、音/视频文件等资料的版权归版权所有权人所有。本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如涉及作品内容、版权和其它问题,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以便迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。联系电话:010-82306116;邮箱:aet@chinaaet.com。
Baidu
map