从特斯拉的原型呼吸机谈起

言

这个视频，是之前很是火的，是特斯拉公布的一款把车载元件包罗种种阀、泵和电池、娱乐系统、中控屏和车身控制器转化为一套原型的呼吸机系统。

联合美敦力公布的简朴版本的呼吸机，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很是快，而且把上层的控制算法都放在顶层上面举行控制

特斯拉的车身电子集成控制器，提供了各路差别的传感器调治电路（收罗）和驱动控制，加上电池的智能治理，可以在底层我们比力花时间的ECU层面的软件改动也比力快

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

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美敦力的PB560呼吸机信息

我以为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，包罗了软件、硬件（BOM+PCBA）、和结构图纸。如下图所示，我们可以明白下这个呼吸机包罗哪些工具。呼吸机的基本功效为是辅助病人呼吸，包罗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效。在实际事情中，由于和人的性命相关，整个系统页包罗自身的故障诊断功效，包罗供电的高、低压报警、病人的窒息报警、湿渡过高/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。

图1 美敦力的呼吸机基本功效

凭据PB569内里的几块板子，包罗Power Supply Board、Power Pack2、BuzzerBoard、CPU Board和电池板，整个系统结构是比力简朴的。焦点的就是我们之前汽车ECU内里，输入传感器检测和输出阀门和基于PWM的气泵控制。

图2 美敦力呼吸机电子控制原理图

这个产物的难度，如下图所示，由于这个市场是稳定的，需要强管制的产物。纵然是美敦力开源，从PCBA的打样、找部件、烧录软件，这个事情需要挺长一段时间才气把产量提高，而且这些元器件设计选型可能比力老，在当前的条件下，你想批量的按着现有的质料造出来，还比力难题。

图3 呼吸机的供电整理

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特斯拉的原型机

特斯拉的工程师团队是很是灵活和有意思的，因为呼吸机的原理如视频所说，其实并不庞大，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，凭据系统原理图举行重组，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，焦点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。

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，接纳了Model 3/Y上的娱乐系统来举行顶层控制（在这个内里，特斯拉基于Linux开发），传感器和驱动部门，使用车身控制器（包罗VC Front和VC Right两个，一个是配电功效+一个控制功效）来控制可变阀门交流信息，而且凭据自己的系统GUI开发，快速在15寸屏上做系统的交互，举行调治气压、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

图5 特斯拉的呼吸机控制部件

其实我的明白，这种偏向于集成化的系统架构，以后在车上是比力普遍的，公共/奥迪所提倡的End to End（E2E）的架构，开发的焦点还是自己的信息系统OS，假定在ID3上这么魔改，我们也能快速的获得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。

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盘算平台的信息，这个趋势还是很显着的，就是差别车企对于接纳这套工具是一致的，可是如那边理和供应商之间的关系，如何构建自身的软件中心（到底做几多事情）还是存在分歧的。