汽车远程诊断系统车载模块的研究和开发

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1、第1期(总第192期)车用发动机No．1(Seria1No．192)2011年2月VEHICIEENG1NEFeb．2011汽车远程诊断系统车载模块的研究和开发张旭，冒晓建，王俊席，卓斌，唐航波(上海交通大学汽车电子技术研究所，上海200030)摘要：利用发动机电控技术和GPRS通信技术，设计了基于单片机的汽车远程诊断车载模块软硬件系统，从发动机ECU和GPS系统实时获取汽车运行数据，并通过GPRS通信网络发送给用户信息中心，实现了汽车远程故障诊断、数据监测和远程控制等功能。实车使用结果表明，开发的车载模块可以快速准确地获取汽车的各种运行数据，实现GPS精确定位、远程诊断和监控，通信信号安全可

2、靠。关键词：汽车发动机；远程诊断；车载模块中图分类号：TK414．3；U463．67文献标志码：B文章编号：1001—2222(2011)0卜O014-04随着现代汽车电控化程度的不断提高和通信技处理由车载模块返回的数据。专家与用户可以通过术的飞速发展，通信技术已成为人们日常生活中必IE浏览器访问信息中心来获取某汽车当前的运行不可少的一部分，同时也在汽车上得到了广泛的应状态。用。本研究结合汽车运行安全和管理的需求，根据汽车乍载通信网络运营商ECU模块GPRS／3G通信中心防火墙信息中心汽车远程诊断系统的规划功能，在充分了解发动机电控和GPRS，GPS等通信技术的情况下，设计了一种基于单片机的汽

3、车远程诊断车载模块，为实现汽车的远程诊断和监控提供了数据交互平台。萋=鬻1汽车远程诊断系统总体方案设计基于汽车远程诊断系统功能规划，系统由车载模块、通信网络、信息中心组成。车载模块是系统的核心，其与发动机ECU连接，全天候监控汽车的运行状态，并采集汽车运行数据，如各种故障码、转速、车速、行驶里程、冷却水温度、燃油消耗率等，经过处理后存储在车载模块的专用存储器中，并实时将这些状态数据通过通信网络发送给信息中心。此外，车载模块实时接收GPS信号，经过单片机的处理，挑选出包含汽车位置信息的数据帧存入存储器并实时返回给信息中心，信息中心可实时对汽车定位并获知汽车的行驶路线，同时还可对司机的驾驶线路进行

4、指导，远程诊断系统结构见图1。图1中，车载模块直接与汽车ECu交互，获取并处理汽车ECU返回的信息和GPS信息，并通过通信网络发送给信息中心。通信网络为电信运营商的无线网络，车载模块与信息中心依靠通信网络进行通信。信息中fl,可与车载模块进行通信，接收并图2车载模块硬件结构收稿日期：20100901；修回日期：2Ol10112作者简介：张旭(1986～)，男，硕士，主要研究方向为汽车控制器的开发；zhangxusjtu@163．com。2011年2月张旭，等：汽车远程诊断系统车载模块的研究和开发由于汽车环境比较复杂，车载模块端容易受各3．1硬件初始化类干扰，同时要求模块不能干扰其他电子元器件，

5、所硬件初始化包括寄存器以模块的电磁兼容设计主要采取对系统电源模块防初始化、串口初始化，存储卡』反接、电容滤波等措施，降低对外的干扰。对集成并口的初始化、串口发送函数初始化总线频率电路的电源和地间接电容，以去除电源耦合噪声，的初始化，与K—Iine通信的快l降低干扰。速初始化。串口初始化主要初始化寄存器2．1MCU系统是设置串口的通信波特率，其lSI1初始化低速MCU系统即为单片机系统，主要起通信协议中与GPRS模块通信的串口I转化和解析作用，可以解析和处理从信息中心端接波特率是115200，代码为CAN模块的初始化收到的指令，并发送给汽车ECU，同时可以将从汽SCIlBDH一0x00。SC11

6、BDL一l中【1l的初始化车ECU返回的数据和GPS数据处理后经过GPRS0x0B；与ECU通信的串口波l模块打包发送给信息中心。从功能性与实用性考特率是10400，代码为KLine快速初始化虑，MCU采用飞思卡尔的高性能单片机，该单片机SCI2BDH一0x00，SCI2BDL一S('I2初始化l接口丰富，包括CAN接口、串口和I／O接口。0x78。本程序中设置两个存储／2．2通信接口模块卡通信速率：一个设为500kb＼壁／IY通信接口模块主要包含K—Iine和CAN接口ps，代码为SPIBR=0x42，为初sI'l设霞为高速I模块，通过K—Line和CAN通信可以实现对汽车始速率；另一个设为

7、1Mbps，f__一ECU的远程监测、标定、故障诊断和控制。代码为SPIBR===0x42，为正常(二二初始化结束)2．3存储卡接口模块时的通信速率。整个硬件初始图3硬件初始化当网络信号不好或者当要查看汽车历史运行数化函数的流程见图3。流程据时(包括故障码、GPS信息和运行工况)，需要添3．2存储卡的存取加存储卡。存储卡的引脚具有双重功能，既可工作当汽车行驶至信号盲区或者需要查看汽车历史在存储模式