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基于智能手机的汽车远程故障诊断系统设计

发布时间:2018-02-12

  1、引言
  
  对车辆进行实时监测和诊断不仅可以有效保证行车安全,而且能大大地降低维修成本。目前大多车辆监控系统是通过在汽车上安装车载终端,内置数据通信模块,直接通过互联网与监控中心进行数据交互,用户本身没有实现对车辆的监控。同时,由于目前国内网络流量收费较高,实时传输大量车辆信息增加了网络负担和传输成本。本设计提出了一种基于智能手机的汽车远程故障诊断系统。该监控系统的应用软件安装在手机上, 增加了汽车与人的交互,用户可以随时査看汽车状态。同时,用户可以选择性地将汽车故障信息传送给4S店监控中心节约了网络资源和传输成本,方便用户出行和生活。
  
  2、系统总体设计
  

  该汽车监控系统由车辆信息采集通讯装置、智能手机客户端、远程监控服务中心等部分组成[2].系统在设计中, 车载终端单元利用CAN总线技术采集车辆的各种信息,例如车辆运行参数、发动机工作情况、轮胎参数等信息。车载通讯装置采用蓝牙无线通讯,车辆故障信息通过蓝牙模块与移动手机进行本地数据传输,不仅提高了传输速率还大大降低了传输成本。车主可以利用智能手机上安装的监控平台实时查看车辆数据并对车辆的行驶状态进行基本故障诊断。同时,用户可以使用移动数据网络(3/4G)或者wifi将车辆故障信息发送给监控中心,监控中心对车辆故障信息进行处理后,也可向移动终端发送监控命令或传递服务信息,实现对车辆的远程监控。系统总体框架图如图1所示。
  
  3、硬件组成及选型设计
  
  本系统中的硬件电路选型主要包括 OBD -II数据采集模块、中央处理器和蓝牙无线通讯模块的选择。
  
  OBD-II数据采集模块采用DBZ1513芯片,DBZ1513是针对ARM的ELM327升级产品,具有算法精确,准确度高达99%,智能点火检测,点火自动唤醒,智能熄火检测,熄火自动休眠,故障码读取,故障码清除,覆盖7种主流汽车协议,支持ISO15765协议标准,支持升级功能等特点[3].
  
  系统主控芯片选用的是一款基ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器S3C2440A.该处理器采用1.2V内核供电,1.8V/2.5V/3.3V储存器供电,3.3V外部I/O供电,具备16KB的指令缓存和16KB的数据缓存和MMU,8通道ADC接口、多个串行接口,而且片内集成有大量外设[4].其片上资源及其相关接口足以满足主控单元的功能需求。并且该处理器主要面向手持设备以及高性价比、低功耗的应用,运行的频率可达400MHZ,足以满足系统实时性的需求。
  
  蓝牙是目前汽车上最受欢迎的无线通信技术,许多车用电子产品都引入蓝牙技术,本系统采用的是HC-05主从机一体蓝牙模块,符合蓝牙2.0协议,工作电压3.3V为可以通过SCI/SPI/USB等接口连接外围电路。蓝牙模块与移动终端的蓝牙配对后可当成固定波特率的串口使用,建立蓝牙通信连接时可通过虚拟串口调试。当编写底层驱动时不需了解底层蓝牙通讯协议,只需要用指令去访问设置蓝牙模块。
  
  系统硬件结构图如图2.
  
  4、系统软件任务实现
  
  本系统远程终端的软件设计采用了嵌入式实时操作系统(简称RTOS)μC/OS-II[5].操作系统主要完成数据处理功能、无线通讯功能、CAN通信功能、实时显示功能。
  
  数据处理功能具备以下几个主要功能:实现读故障码、清故障码、读冻结帧、读数据流等,以便对车辆进行故障检测、存储车辆故障诊断历史、跟踪车辆运行状况、预防汽车部件恶化具备远程数据交互能力,方便专家实现远程辅助诊断,减少出差次数,节约售后服务成本,提供智能诊断服务,提高用户故障诊断和排除能力,减少维修时间和资源浪费[6].
  
  CAN通信功能用来初始化CAN接口,接收从ECU发出的车辆实时运行数据和故障报警数据,按照设定时间,将车辆实时状态信息上传至车载控制中心;
  
  智能手机客户端程序基于Android操作系统,通过编写手机APP应用程序,将APP应用程序安装在移动终端上,实时显示通过蓝牙上传的车辆信息。
  
  5、总结
  
  将车辆监控系统与移动智能终端相结合,不仅可以实现车辆故障监控的实时性,降低车辆监控成本,确保车辆运输安全;还可以做到普遍适用性,每位车主都可以下载安装监控APP在移动终端上监控汽车的运行参数,方便用户的出行。

  参考文献

  [1] 颜伏伍,曹恺,胡杰,盛祥政等.基于智能手机的汽车远程故障诊断系统[J].华中科技大学学报(自然科学版),2012.11,40(11):125-128.
  [2] 温阳东,杨玲,冯英峰等,基于CAN-GPRS技术的汽车远程监控系统[J].化工自动化及仪表,2014.9,42(3):320-323
  [3] Andrew Fong.OBD-II PID Reader[J].CPE Senior Project, June 2013:1-24
  [4] s3c2440A 32位CMOS RISC微控制器用戶手册.
  [5] 汪正进,李鹏.基于μC/OS-II车辆远程监控系统的设计[J].计算机与信息技术,23-26
  [6] 张钱斌,基于OBD车载自诊断系统的汽车故障诊断[J].淮海工学院学报(自然科学版),2013.9,22(3):14-17

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