專利名稱：一種車況監(jiān)測和故障診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車況監(jiān)測和故障診斷裝置，屬于汽車電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的用于車況監(jiān)測和故障診斷的裝置，大多基于單片機進行設(shè)計，如《微機發(fā)展》Vol.13 No.7，July 2003，“基于CAN總線的HEV數(shù)據(jù)采集顯示器的設(shè)計實現(xiàn)”一文中所公開的技術(shù)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，該系統(tǒng)以AT89C52單片機為中心進行設(shè)計，顯示器接口為并口數(shù)據(jù)線，單片機發(fā)出顯示命令，在屏幕上顯示文字或圖形。RS232接口用來與PC機進行通訊。該裝置可以接受PC機的數(shù)據(jù)，也可以把自身的數(shù)據(jù)傳入PC機中。AT89C52為ATMEL公司的單片機，它作為中央處理器，對數(shù)據(jù)進行計算和輸入輸出。RAM是數(shù)據(jù)存儲單元。通過時鐘單元，單片機可向駕乘人員提供時鐘控制和顯示的功能。CAN接口是作為該裝置的車況信息來源，通過整車CAN網(wǎng)絡(luò)，可獲得車輛的各種狀態(tài)參數(shù)。鍵盤接口則可以實現(xiàn)人機交互功能。該裝置由于是基于單片機的設(shè)計，所使用的顯示功能有限，只能顯示一些簡單的文字和規(guī)則圖形；另外，單片機的處理、計算功能也十分有限。同時，設(shè)計采用鍵盤作為人機交互工具，不僅輸入方式有限，而且在車載的應(yīng)用條件下使用很不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種車況監(jiān)測和故障診斷裝置，采用以車載微機為中心的硬件結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)在車載應(yīng)用條件下的車況監(jiān)測和故障診斷，并向駕駛員提供各種車況信息和故障診斷信息，方便地進行人機交互。
本發(fā)明提出的車況監(jiān)測和故障診斷裝置，包括(1)電源模塊，用于對轉(zhuǎn)接器、車載微機、觸摸屏控制器和液晶屏變壓控制器進行供電；(2)信號轉(zhuǎn)接器，用于從車輛內(nèi)部的控制器局域網(wǎng)總線上接收數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送至車載微機；(3)信號輸入裝置，用于向車載微機輸入控制信號；(4)液晶顯示屏，用于接收車載微機的顯示信號，顯示車輛的狀態(tài)參數(shù)和故障診斷結(jié)果；(5)液晶屏變壓控制器，用于將電源模塊提供的12伏直流電壓轉(zhuǎn)換為液晶屏所需的高壓交流電；(6)車載微機，用于接受上述轉(zhuǎn)接器和信號輸入裝置的輸入信號，經(jīng)處理后通過液晶顯示屏顯示車況信息和故障信息，并可通過揚聲器進行聲音提示，對狀態(tài)參數(shù)和故障數(shù)據(jù)進行存儲。
上述裝置中的信號轉(zhuǎn)接器包括單片機U0，用于接受來自控制器局域網(wǎng)的控制器芯片的信息，將其通過微機的串口發(fā)送給車載微機；控制器芯片U1，用于接收車輛控制器局域網(wǎng)上的信息，將其發(fā)送給單片機U0；兩個光耦隔離器件U2和U3，用于增強控制器芯片收發(fā)信息時的抗干擾能力；收發(fā)器芯片U4，用于將控制器芯片U1的發(fā)送和接受信號的電壓與控制器局域網(wǎng)總線電壓之間實現(xiàn)轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換器U5，用于將單片機U0串口的TTL電壓轉(zhuǎn)換成車載微機串口的RS232電壓；第一晶振器U6，用于向控制器芯片U1提供晶振信號；第二晶振器U7，用于向單片機U0提供晶振信號。
上述裝置中信號輸入裝置可以為鍵盤，用于駕乘人員通過鍵盤向車載微機輸入控制信號。也可以為觸摸屏，用于駕乘人員點擊觸摸屏，向車載微機輸入控制信號。
上述裝置還可以包括揚聲器，用于接收車載微機的聲音信號，對車輛的狀態(tài)和故障進行聲音提示。
本發(fā)明提出的車況監(jiān)測和故障診斷裝置，使得車輛監(jiān)測和診斷設(shè)備可以作為一個汽車電子設(shè)備被安裝在車輛的儀表盤上，從而對傳統(tǒng)的車輛儀表盤的功能起到很好地輔助作用，能夠在行駛過程中，向駕乘人員提供駕駛信息。由于系統(tǒng)在WINDOWNS-CE平臺下設(shè)計，可以更方便的實現(xiàn)各種人機交互功能。


圖1為已有的車況監(jiān)測和故障診斷裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明提出的車況監(jiān)測和故障診斷裝置結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為信號轉(zhuǎn)接器的電路原理圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的裝置，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，其中的電源模塊為常用的寬電壓輸入的直流電平轉(zhuǎn)換模塊。由于車載條件下只能使用12V的蓄電池電平供電，通過電源模塊，可以得到穩(wěn)定的12伏和5伏的電壓，對轉(zhuǎn)接器、車載微機、觸摸屏控制器和液晶屏變壓控制器進行供電。
本裝置中的信號轉(zhuǎn)接器實現(xiàn)控制器局域網(wǎng)與串口信號之間的信號轉(zhuǎn)接，它可以從車輛內(nèi)部的控制器局域網(wǎng)總線上接受數(shù)據(jù)，然后通過串口發(fā)送給車載微機。圖3為信號轉(zhuǎn)接器的電路原理圖。其中，U0為ATEML公司生產(chǎn)的型號為AT89C51的單片機，它接受來自控制器局域網(wǎng)控制器芯片的信息，將其通過串口發(fā)送給車載微機。U1為飛利浦公司生產(chǎn)的型號為SJA1000的芯片，它的功能是接受車輛控制器局域網(wǎng)上的信息，將其發(fā)送給U0(AT89C51)。U2和U3是兩個光耦隔離器件，型號為6N137，其作用是增強SJA1000芯片收發(fā)CAN信息的抗干擾能力。U4為控制器局域網(wǎng)的收發(fā)器芯片，飛利浦公司生產(chǎn)，型號為82C250，其功能是將SJA1000的發(fā)送和接受信號的電壓和控制器局域網(wǎng)總線電壓進行轉(zhuǎn)換。U5的功能是將單片機串口的電壓轉(zhuǎn)換成車載微機串口的電壓。型號為MAX232，MAXIM公司生產(chǎn)。U6為普通4腳晶振，為16MHz，向SJA1000芯片提供晶振信號。U7為普通4腳晶體振，為11.0592MHz，向AT89C51提供晶振信號。J1為控制器局域網(wǎng)接頭，J2為串口接頭。J3為擴展接口。J4為電源接口。
本發(fā)明裝置中的信號輸入裝置，用于向車載微機輸入控制信號，可以是觸摸屏或鍵盤。觸摸屏可以實現(xiàn)人機交互，駕乘人員通過點擊屏，并通過觸摸屏控制器實現(xiàn)操作命令的輸入。該觸摸屏從廣州華意公司購買，型號為EEH。觸摸屏控制器的作用是接受觸摸經(jīng)人手指觸摸而產(chǎn)生的電信號，然后將其發(fā)送給車載微機，車載微機根據(jù)該信號可判斷手指點觸摸的位置。觸摸屏控制器從廣州鑫順光電公司購買，型號為ETB-PB-029C。鍵盤是一個選裝的輸入裝置，可以接受輸入信號，輔助觸摸屏實現(xiàn)人機交互。鍵盤可以采用普通PC鍵盤，也可采用帶鍵盤控制器的薄膜鍵盤。
液晶顯示屏(以下簡稱LCD)的作用是向駕乘人員顯示車輛的各種狀態(tài)參數(shù)和故障診斷的結(jié)果。它是640×480象素的分辨率，通過LCD數(shù)據(jù)線和車載微機相連。液晶顯示屏從韓國LG公司購買，型號為LPV064V2。
液晶屏變壓控制器將電源模塊提供的12伏直流電壓轉(zhuǎn)換為液晶屏所需要的高壓交流電。該模塊從日本春田公司購買，型號為TP1-01-0110。
車載微機的作用是接受從轉(zhuǎn)接器、觸摸屏控制器和鍵盤的輸入信號，經(jīng)計算、處理后通過液晶顯示屏顯示車況信息和故障信息，并可通過揚聲器進行聲音提示，同時，還可以對數(shù)據(jù)進行永久性的存儲記錄。車載微機和一般單片機相比功能強大的多，由于它采用WINDOWNS-CE操作系統(tǒng)，使得開發(fā)更加容易，功能更加完全，除了現(xiàn)有的這些部件，還可以根據(jù)實際需要，擴展USB設(shè)備以及車載娛樂設(shè)施等。本裝置采用的車載微機從臺灣研華公司購買，型號為PCM5820。
本裝置中的車載微機為嵌入式車載微機，與普通的臺式個人電腦不同，使用微軟公司的WINDOWS CE操作系統(tǒng)。
本發(fā)明裝置還可以包括揚聲器，采用功率為2W的普通揚聲器即可，直接連接到車載微機上。
權(quán)利要求
1.一種車況監(jiān)測和故障診斷裝置，其特征在于該裝置包括(1)電源模塊，用于對轉(zhuǎn)接器、車載微機、觸摸屏控制器和液晶屏變壓控制器進行供電；(2)信號轉(zhuǎn)接器，用于從車輛內(nèi)部的控制器局域網(wǎng)總線上接收數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送至車載微機；(3)信號輸入裝置，用于向車載微機輸入控制信號；(4)液晶顯示屏，用于接收車載微機的顯示信號，顯示車輛的狀態(tài)參數(shù)和故障診斷結(jié)果；(5)液晶屏變壓控制器，用于將電源模塊提供的12伏直流電壓轉(zhuǎn)換為液晶屏所需的高壓交流電；(6)車載微機，用于接受上述轉(zhuǎn)接器、信號輸入裝置的輸入信號，經(jīng)處理后通過液晶顯示屏顯示車況信息和故障信息，并通過揚聲器進行聲音提示，對狀態(tài)參數(shù)和故障數(shù)據(jù)進行存儲。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述的信號轉(zhuǎn)接器包括單片機U0，用于接受來自控制器局域網(wǎng)的控制器芯片的信息，將其通過串口發(fā)送給車載微機；控制器芯片U1，用于接收車輛控制器局域網(wǎng)上的信息，將其發(fā)送給單片機U0；兩個光耦隔離器件U2和U3，用于增強控制器芯片收發(fā)信息時的抗干擾能力；收發(fā)器芯片U4，用于將控制器芯片U1的發(fā)送和接受信號的電壓與控制器局域網(wǎng)總線電壓之間實現(xiàn)轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換器U5，用于將單片機U0串口的電壓轉(zhuǎn)換成車載微機串口的電壓；第一晶振器U6，用于向控制器芯片U1提供晶振信號；第二晶振器U7，用于向單片機U0提供晶振信號。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述的信號輸入裝置為鍵盤，用于駕乘人員通過鍵盤向車載微機輸入控制信號。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于其中所述的信號輸入裝置為觸摸屏，用于駕乘人員點擊觸摸屏，向車載微機輸入控制信號。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的車載微機為嵌入式車載微機。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括揚聲器，用于接收車載微機的聲音信號，對車輛的狀態(tài)和故障進行聲音提示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車況監(jiān)測和故障診斷裝置，屬于汽車電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括電源模塊，用于對裝置中的各模塊進行供電；信號轉(zhuǎn)接器，用于從車輛內(nèi)部的控制器局域網(wǎng)總線上接收數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送至車載微機；信號輸入裝置，用于向車載微機輸入控制信號；液晶顯示屏，用于接收車載微機的顯示信號；液晶屏變壓控制器，用于為液晶屏供電；車載微機，用于接受轉(zhuǎn)接器等的輸入信號，經(jīng)處理后通過液晶顯示屏顯示車況信息和故障信息，并可通過揚聲器進行聲音提示，對狀態(tài)參數(shù)和故障數(shù)據(jù)進行存儲。本發(fā)明的裝置，使得車輛監(jiān)測和診斷設(shè)備可以作為一個汽車電子設(shè)備安裝在車輛的儀表盤上，能夠在行駛過程中，向駕乘人員提供駕駛信息。
文檔編號G07C5/00GK1581237SQ200410037968
公開日2005年2月16日 申請日期2004年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月18日
發(fā)明者楊殿閣, 連小珉, 羅禹貢, 卜健, 楊揚, 鄭四發(fā), 李克強 申請人:清華大學(xué)