基于的汽车故障诊断仪的远程诊断的设计
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高 \占 用 空 间 小 \实 时 性 能 优 良 和 可 扩 展 性 强 等 特 点 最 小 内 核 可编译至 2KB O !C / OS-ll 实时操作 系 统 已 经 成 功 地 移 植 于 绝 大多数的微处理器和微控制器 使软件具有很大的通用性 O
图1
系统总体示意图
工业控制计算机 2006 年 l9 卷第 4 期
按键分为上 下 左 右和确认键 9 可以方便地选择内容和输 入数字等信息 0 按键可以直接使用 S3C44B0X 芯片的外部中断
2 设置拨号
中 国 移 动 为 GPRS 拨 号 采 用 的 号 码 是 ! 99 ! ! ! 1# 9 ATD99!!!1#0 3.1.3 PPP 拨号上网 GPRS 网络构建于现有的 GSM 网络之上 0 与 GSM 网络相 比 9 它 增 加 了 两 个 服 务 节 点 :GGSN (Gateway GPRS Support Node9 网 关 GPRS 支 持 点 ) 和 SGSN (Service GPRS Support Node9 服务 GPRS 支持节点 ) 0 GPRS 网络就是 Internet 的一个 以 GGSN 为 网 关 的 IP 子 网 9GGSN 大 致 担 负 一 个 路 由 器 的 功 能 9GPRS 的 特 性 对 于 外 部 数 据 网 来 说 是 不 可 见 的 9 通 过 GGSN 9GPRS 网 络 与 TCP / IP 网 络 或 X.25 网 络 互 连 0 移 动 GPRS 的 GGSN 与 GPRS 模 块 通 信 时 遵 循 PPP 协 议 9 操 作 系 统没有移植 PPP 协议 9 所以要系统中自己编程实现一部分 PPP 协议才能与之通讯 0 GPRS 模块在拨号后首先要与 GPRS 网关 进行通信链路的协商 9 即协商点到点的各种链路参数配置 0 协商
GPRS 无 线 通 讯 软 件 的 实 现 上 0 GPRS 模 块 和 外 部 internet 网 络 进 行 通 讯 9 软 件 的 控
制流程主要有如下几个步骤 如图 3 所示 0 图 3 GPRS 控制流程 3.l.l 串口初始化 MC35 模块提供了标准的 RS232 接口 9 通过 MAX3232 电 平转换和 S3C44B0X 的串口相连 0 首先要设置好一定的波特率 和 MC35 模块通讯 9 而它们之间的通讯协议是 AT 指 令 集 9 其 中 大 部 分 命 令 是 符 合 协 议 CAT command set for GSM Mobile Eguipment (ME) (GSM 07.07 version 6.4.0 Release 1997)$0 3.1.2 GPRS 模块初始化 在使用该模块之前 9 我们首先要进行模块的初始化工作 9 使 模块工作在 GPRS 模式下 0
数据流里的运行数据 以后调用数据进行分析 O 这个适用于偶然 故障和路试车辆的故障检测 O
1 汽车故障诊断仪系统结构与功能 1.1 系统结构
汽车故障诊断仪要达到以下目标 1 故障诊断仪体积小 \ 功耗 低 \ 系统工作实时性好 \ 可靠性高 \ 配备液晶显示屏和存储数据 \ 无线传送方式 要求传输距离远 少受环境影 响 , 数 据 传 输 率 高 且易于实现 无需过多额外投入 O 硬件方面主芯片选择了 ARM 公 司 的 ARM7 系 列 芯 片 无 线 通 讯 选 择 GPRS 无 线 通 讯 模 块
3) 远程诊断功能 O 汽车故障的诊断是比较专业的 一般的驾
驶员知道看故障的代码 而不知道分析具体的运行数据 汽车出 现问题也不知道怎么解决 所以汽车电控系统有较大的问题或 可以通过 GPRS 无 如可能 者车辆在偏僻的地方出现电控系统的故障
线通讯由专业人员远程控制汽车故障诊断仪进行诊断分析并可 以通过 GPRS 网络传送相关的信息在液晶屏幕上显示 的故障或者一些提示 速判断故障问题进行救援 O 帮助驾驶员解决问题或者远程操作者迅
汽 车 故 障 诊 断 功 能 就 是 利 用 ECU 电 子 控 制 单 元 监 视 电 子控制系统各组成部分的工作情况 发现故障后自动启动故障 运行程序 O 故障诊断功能 已经成为了新车出厂和修理厂故障检 测不可缺少的重要手段 O 汽车故障诊断模块不仅能够存储记忆 汽车故障 还能够实时提供汽车各种运行参数等 O 故障诊断技术 主要是帮助维修人员快速查找故障和分析汽车运行性能 O 驾驶 员的检测和修理经验在车辆出现电控系统故障时往往是无能为 力的O 为了解决这个问题 可 以 通 过 GPRS
EINT4~7 0 2.6 CAN 总线和汽车诊断接口
汽车故障诊断仪为了测试车辆必须满足不同车辆的诊断协 议 9 如现在流行 ISO9141 诊断协议 9 基于 CAN 的 J2480 诊断协 议 9PWM Pulse-Width Modulation 脉宽调制 编码的 SAEJl850- 的丰田诊断协议 0 为了测试基于 CAN 的协议 9 扩展了 CAN 总 线 接 口 0 CAN 总 线 控 制 器 选 择 的 是 PHILIPS 公 司 的 SJAl000 独 立 CAN 控 制 器 9 又 使 用 了 ALTERA 公 司 生 产 的 EPM7064S 系 列 CPLD 进 行 CAN 总 线 控 制 器 的 扩 展 0 这 个 方 案利用的是 S3C44B0X 的总 线 方 式 进 行 扩 展 9 大 大 节 约 了 系 统 资源和加快了数据读写 0 EPM7064S 剩余下的一些管脚还可以 用来进行汽车诊断通讯信号的某些逻 辑 的 变 换 如 PWM 编 码 的转换 9 简化了汽车诊断接口的外部电路 0
Abstract The paper expatiates the new type car trouble diagnostic tool and the tool software and hardware's implementation,that the tool based on the ARM series of embed system and GPRS wireless communication technology.Then particular introduce how to make use of GPRS wireless communication implement the long-distance trouble diagnosis of car. Keywords:GPRS,car trouble diagnostic tool,S3C44BOX
摘 要
阐述了基于 ARM 嵌 入 式 系 统 和 GPRS 无 线 通 讯 技 术 的 新 型 汽 车 故 障 诊 断 仪 及 其 软 硬 件 的 实 现 " 并 详 细 介 绍 了 利 用 GPRS 无线通讯如何实现汽车的远程故障诊断 $ 关键词 %GPRS 无线通讯 " 汽车故障诊断 "S3C44BOX
2.4 以太网接口
以太网接口用来和计算机以太网卡相连接9 直接读取
1 定义 PDP 上下文 因为提供 GPRS 功能的是中3;CGDCONT=1 9CIP $9CCMNET $90 90
NAND-FLASH 中的数据到 PC 机上用来分析故障原因 0 2.5 按键
MC35O 软 件 方 面 采 用 了 !C / OS-ll 实 时 操 作 系 统 并 加 入 了 !C / FS 文 件 系 统 和 !C / GUl 图 形 用 户 界 面 并 编 程 加 入 了 GPRS 无线通讯模块 MC35 所需的 PPP 和 TCP / lP 等协议 O 系统结构如图 1 所示 汽车故障诊 断 仪 和 汽 车 相 连 读 取 数 据 然 后 通 过 GPRS 模 块 通 过 拨 号 连 上 GPRS 网 络 把 数 据 发 送 到 GPRS 网 络 然 后 GPRS 网 络 把 数 据 转 发 到 因 特 网 因 特
网在把数据转发到固定 lP 地址的服务器
建立连接通讯后 远
程操作者就可以通过服务器操作汽车诊断设备 O
1.2 汽车诊断设备基本功能
设计的汽车故障诊断仪有如下三个功能 1
1) 汽车故障诊断功能 O 可以完成汽车电控系统的故 障 诊 断 功能 如故障码测试 \ 数据流读取等功能 O 加入 CAN Controller Area Network 控 制 器 局 域 网 总 线 控 制 器 可 以 方 便 测 试 CAN
!"
基于 GPRS 的汽车故障诊断仪的远程诊断的设计
基于 GPRS 的汽车故障诊断仪的远程诊断的设计
Design and lmplementation of Car Trouble Diagnostic Tool's Long-distance Based on GPRS
陈 新 胡小龙 ! 中南大学信息科学与工程学院 "湖南 长沙 41OO75#
2
汽车故障诊断仪的硬件设计框图 为了实现汽车的故障诊断功能和远程诊断功能 选择了三
星 公 司 ARM7 系 列 的 S3C44BOX 芯 片 为 主 控 制 芯 片
S3C44BOX 微处理器是三星公司专为手持设备和一般应用提供 的高性价比和高性能的微 控 制 器 解 决 方 案 它 使 用 ARM7TDMl 核 最高工作在 66MHz O 硬件配置包括有 8MB SDRAM 2MB NOR-FLASH 32MB NAND-FLASH 32O ! 24O 的 16 级 灰 度 液晶 以太网 接 口 GPRS 模 块 CAN 总 线 控 制 器 和 汽 车 诊 断 接 口 如图 2 所示 O 2.1 NOR-FLASH 2MB NOR-FLASH 用来存储代码 O 该系统使用 !C / OS-ll 实 时 操 作 系 统 !C / OS-ll 适 合 小 型 控 制 系 统 具 有 执 行 效 率
图2
硬件设计框图
2.2 NAND-FLASH 32MB NAND-FLASH 用来存储数据 0 系统移植了 !C / FS 文 件 系 统 9 支 持 FAT16 文 件 格 式 9 可 以 方 便 的 存 储 汽 车 诊 断 设
备所读取的数据并以文件形式存储起来 9 方便以后调用数据分 析故障 0
2.7 GPRS 模块
选择西门子公 司 的 MC35 GPRS 模 块 9 汽 车 故 障 诊 断 仪 通 过 串 口 与 MC35 模 块 相 连 0 MC35 模 块 是 西 门 子 公 司 生 产 的
Link Control Protocol9 链 路 控 制 协 议 PAP Password Authentication Protocol9 密码验证协议 和 IPCP Internet Protocol Control Protocol9 因特网协议控制协议 等 协议 0 其中 LCP 协议用于建立 构造 测试链路连接 9PAP 协议
2.3 320!240 的 16 级灰度液晶 可 以 直 接 利 用 S3C44B0X 内 部 的 LCD 控 制 器 来 支 持 选 用 的 320!240 的 16 级灰度液晶 0 为了使界面美观和方便中文显 示 9 移植了 !C / GUI 图形用户界面 0 液晶主要用来显示故障和测
试的数据内容 9 在和服务器通讯时可以显示服务器的提示和操 作内容 0
!" ! "#$% 无线通讯的实现 对 使 用 GPRS 实 现 远 程 数 据 的 传 送 是 非 常 经 济 实 用 的 9 特
别是对于不易架设有线网络的边远地区和可移动装置 0
3.l GPRS 无 线 通 讯 的 软 件
实现过程 硬 件 平 台 和 !C / OS -II 操作系统搭建好了以后 9 系统 实现的主要工作集中在
总线通讯的车辆 O
general packet
radio service
通用分组无线业务
无线通讯技术解决 这 个 难
题 通过无线通讯和远程的服务器连接 维修人员或专业人员通 过服务器控制故障诊断设备来读取汽车的诊断数据从而判断或 解决汽车故障 O
2) 黑 匣 子 功 能 O 系 统 移 植 了 文 件 系 统 方 便 对 32MB NAND-FLASH 进行数据的存 取 O 这 样 可 以 在 汽 车 运 行 时 记 录
图1
系统总体示意图
工业控制计算机 2006 年 l9 卷第 4 期
按键分为上 下 左 右和确认键 9 可以方便地选择内容和输 入数字等信息 0 按键可以直接使用 S3C44B0X 芯片的外部中断
2 设置拨号
中 国 移 动 为 GPRS 拨 号 采 用 的 号 码 是 ! 99 ! ! ! 1# 9 ATD99!!!1#0 3.1.3 PPP 拨号上网 GPRS 网络构建于现有的 GSM 网络之上 0 与 GSM 网络相 比 9 它 增 加 了 两 个 服 务 节 点 :GGSN (Gateway GPRS Support Node9 网 关 GPRS 支 持 点 ) 和 SGSN (Service GPRS Support Node9 服务 GPRS 支持节点 ) 0 GPRS 网络就是 Internet 的一个 以 GGSN 为 网 关 的 IP 子 网 9GGSN 大 致 担 负 一 个 路 由 器 的 功 能 9GPRS 的 特 性 对 于 外 部 数 据 网 来 说 是 不 可 见 的 9 通 过 GGSN 9GPRS 网 络 与 TCP / IP 网 络 或 X.25 网 络 互 连 0 移 动 GPRS 的 GGSN 与 GPRS 模 块 通 信 时 遵 循 PPP 协 议 9 操 作 系 统没有移植 PPP 协议 9 所以要系统中自己编程实现一部分 PPP 协议才能与之通讯 0 GPRS 模块在拨号后首先要与 GPRS 网关 进行通信链路的协商 9 即协商点到点的各种链路参数配置 0 协商
GPRS 无 线 通 讯 软 件 的 实 现 上 0 GPRS 模 块 和 外 部 internet 网 络 进 行 通 讯 9 软 件 的 控
制流程主要有如下几个步骤 如图 3 所示 0 图 3 GPRS 控制流程 3.l.l 串口初始化 MC35 模块提供了标准的 RS232 接口 9 通过 MAX3232 电 平转换和 S3C44B0X 的串口相连 0 首先要设置好一定的波特率 和 MC35 模块通讯 9 而它们之间的通讯协议是 AT 指 令 集 9 其 中 大 部 分 命 令 是 符 合 协 议 CAT command set for GSM Mobile Eguipment (ME) (GSM 07.07 version 6.4.0 Release 1997)$0 3.1.2 GPRS 模块初始化 在使用该模块之前 9 我们首先要进行模块的初始化工作 9 使 模块工作在 GPRS 模式下 0
数据流里的运行数据 以后调用数据进行分析 O 这个适用于偶然 故障和路试车辆的故障检测 O
1 汽车故障诊断仪系统结构与功能 1.1 系统结构
汽车故障诊断仪要达到以下目标 1 故障诊断仪体积小 \ 功耗 低 \ 系统工作实时性好 \ 可靠性高 \ 配备液晶显示屏和存储数据 \ 无线传送方式 要求传输距离远 少受环境影 响 , 数 据 传 输 率 高 且易于实现 无需过多额外投入 O 硬件方面主芯片选择了 ARM 公 司 的 ARM7 系 列 芯 片 无 线 通 讯 选 择 GPRS 无 线 通 讯 模 块
3) 远程诊断功能 O 汽车故障的诊断是比较专业的 一般的驾
驶员知道看故障的代码 而不知道分析具体的运行数据 汽车出 现问题也不知道怎么解决 所以汽车电控系统有较大的问题或 可以通过 GPRS 无 如可能 者车辆在偏僻的地方出现电控系统的故障
线通讯由专业人员远程控制汽车故障诊断仪进行诊断分析并可 以通过 GPRS 网络传送相关的信息在液晶屏幕上显示 的故障或者一些提示 速判断故障问题进行救援 O 帮助驾驶员解决问题或者远程操作者迅
汽 车 故 障 诊 断 功 能 就 是 利 用 ECU 电 子 控 制 单 元 监 视 电 子控制系统各组成部分的工作情况 发现故障后自动启动故障 运行程序 O 故障诊断功能 已经成为了新车出厂和修理厂故障检 测不可缺少的重要手段 O 汽车故障诊断模块不仅能够存储记忆 汽车故障 还能够实时提供汽车各种运行参数等 O 故障诊断技术 主要是帮助维修人员快速查找故障和分析汽车运行性能 O 驾驶 员的检测和修理经验在车辆出现电控系统故障时往往是无能为 力的O 为了解决这个问题 可 以 通 过 GPRS
EINT4~7 0 2.6 CAN 总线和汽车诊断接口
汽车故障诊断仪为了测试车辆必须满足不同车辆的诊断协 议 9 如现在流行 ISO9141 诊断协议 9 基于 CAN 的 J2480 诊断协 议 9PWM Pulse-Width Modulation 脉宽调制 编码的 SAEJl850- 的丰田诊断协议 0 为了测试基于 CAN 的协议 9 扩展了 CAN 总 线 接 口 0 CAN 总 线 控 制 器 选 择 的 是 PHILIPS 公 司 的 SJAl000 独 立 CAN 控 制 器 9 又 使 用 了 ALTERA 公 司 生 产 的 EPM7064S 系 列 CPLD 进 行 CAN 总 线 控 制 器 的 扩 展 0 这 个 方 案利用的是 S3C44B0X 的总 线 方 式 进 行 扩 展 9 大 大 节 约 了 系 统 资源和加快了数据读写 0 EPM7064S 剩余下的一些管脚还可以 用来进行汽车诊断通讯信号的某些逻 辑 的 变 换 如 PWM 编 码 的转换 9 简化了汽车诊断接口的外部电路 0
Abstract The paper expatiates the new type car trouble diagnostic tool and the tool software and hardware's implementation,that the tool based on the ARM series of embed system and GPRS wireless communication technology.Then particular introduce how to make use of GPRS wireless communication implement the long-distance trouble diagnosis of car. Keywords:GPRS,car trouble diagnostic tool,S3C44BOX
摘 要
阐述了基于 ARM 嵌 入 式 系 统 和 GPRS 无 线 通 讯 技 术 的 新 型 汽 车 故 障 诊 断 仪 及 其 软 硬 件 的 实 现 " 并 详 细 介 绍 了 利 用 GPRS 无线通讯如何实现汽车的远程故障诊断 $ 关键词 %GPRS 无线通讯 " 汽车故障诊断 "S3C44BOX
2.4 以太网接口
以太网接口用来和计算机以太网卡相连接9 直接读取
1 定义 PDP 上下文 因为提供 GPRS 功能的是中3;CGDCONT=1 9CIP $9CCMNET $90 90
NAND-FLASH 中的数据到 PC 机上用来分析故障原因 0 2.5 按键
MC35O 软 件 方 面 采 用 了 !C / OS-ll 实 时 操 作 系 统 并 加 入 了 !C / FS 文 件 系 统 和 !C / GUl 图 形 用 户 界 面 并 编 程 加 入 了 GPRS 无线通讯模块 MC35 所需的 PPP 和 TCP / lP 等协议 O 系统结构如图 1 所示 汽车故障诊 断 仪 和 汽 车 相 连 读 取 数 据 然 后 通 过 GPRS 模 块 通 过 拨 号 连 上 GPRS 网 络 把 数 据 发 送 到 GPRS 网 络 然 后 GPRS 网 络 把 数 据 转 发 到 因 特 网 因 特
网在把数据转发到固定 lP 地址的服务器
建立连接通讯后 远
程操作者就可以通过服务器操作汽车诊断设备 O
1.2 汽车诊断设备基本功能
设计的汽车故障诊断仪有如下三个功能 1
1) 汽车故障诊断功能 O 可以完成汽车电控系统的故 障 诊 断 功能 如故障码测试 \ 数据流读取等功能 O 加入 CAN Controller Area Network 控 制 器 局 域 网 总 线 控 制 器 可 以 方 便 测 试 CAN
!"
基于 GPRS 的汽车故障诊断仪的远程诊断的设计
基于 GPRS 的汽车故障诊断仪的远程诊断的设计
Design and lmplementation of Car Trouble Diagnostic Tool's Long-distance Based on GPRS
陈 新 胡小龙 ! 中南大学信息科学与工程学院 "湖南 长沙 41OO75#
2
汽车故障诊断仪的硬件设计框图 为了实现汽车的故障诊断功能和远程诊断功能 选择了三
星 公 司 ARM7 系 列 的 S3C44BOX 芯 片 为 主 控 制 芯 片
S3C44BOX 微处理器是三星公司专为手持设备和一般应用提供 的高性价比和高性能的微 控 制 器 解 决 方 案 它 使 用 ARM7TDMl 核 最高工作在 66MHz O 硬件配置包括有 8MB SDRAM 2MB NOR-FLASH 32MB NAND-FLASH 32O ! 24O 的 16 级 灰 度 液晶 以太网 接 口 GPRS 模 块 CAN 总 线 控 制 器 和 汽 车 诊 断 接 口 如图 2 所示 O 2.1 NOR-FLASH 2MB NOR-FLASH 用来存储代码 O 该系统使用 !C / OS-ll 实 时 操 作 系 统 !C / OS-ll 适 合 小 型 控 制 系 统 具 有 执 行 效 率
图2
硬件设计框图
2.2 NAND-FLASH 32MB NAND-FLASH 用来存储数据 0 系统移植了 !C / FS 文 件 系 统 9 支 持 FAT16 文 件 格 式 9 可 以 方 便 的 存 储 汽 车 诊 断 设
备所读取的数据并以文件形式存储起来 9 方便以后调用数据分 析故障 0
2.7 GPRS 模块
选择西门子公 司 的 MC35 GPRS 模 块 9 汽 车 故 障 诊 断 仪 通 过 串 口 与 MC35 模 块 相 连 0 MC35 模 块 是 西 门 子 公 司 生 产 的
Link Control Protocol9 链 路 控 制 协 议 PAP Password Authentication Protocol9 密码验证协议 和 IPCP Internet Protocol Control Protocol9 因特网协议控制协议 等 协议 0 其中 LCP 协议用于建立 构造 测试链路连接 9PAP 协议
2.3 320!240 的 16 级灰度液晶 可 以 直 接 利 用 S3C44B0X 内 部 的 LCD 控 制 器 来 支 持 选 用 的 320!240 的 16 级灰度液晶 0 为了使界面美观和方便中文显 示 9 移植了 !C / GUI 图形用户界面 0 液晶主要用来显示故障和测
试的数据内容 9 在和服务器通讯时可以显示服务器的提示和操 作内容 0
!" ! "#$% 无线通讯的实现 对 使 用 GPRS 实 现 远 程 数 据 的 传 送 是 非 常 经 济 实 用 的 9 特
别是对于不易架设有线网络的边远地区和可移动装置 0
3.l GPRS 无 线 通 讯 的 软 件
实现过程 硬 件 平 台 和 !C / OS -II 操作系统搭建好了以后 9 系统 实现的主要工作集中在
总线通讯的车辆 O
general packet
radio service
通用分组无线业务
无线通讯技术解决 这 个 难
题 通过无线通讯和远程的服务器连接 维修人员或专业人员通 过服务器控制故障诊断设备来读取汽车的诊断数据从而判断或 解决汽车故障 O
2) 黑 匣 子 功 能 O 系 统 移 植 了 文 件 系 统 方 便 对 32MB NAND-FLASH 进行数据的存 取 O 这 样 可 以 在 汽 车 运 行 时 记 录