車載故障診斷單元軟件設(shè)計(jì) - 基于CDMA和CAN總線的車輛遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)

　　3.2 車載故障診斷單元軟件設(shè)計(jì)

　　車載故障診斷單元主要負(fù)責(zé)車載故障數(shù)據(jù)的讀取，并通過無線網(wǎng)絡(luò)（）將故障碼實(shí)時(shí)送到遠(yuǎn)程車輛信息技術(shù)服務(wù)中心，簡(jiǎn)單的故障信息，如：一般故障 （不用馬上處理），故障（需馬上修理），嚴(yán)重故障（需請(qǐng)求交通拯救）需要及時(shí)反饋給車主（包括以文字的方式反饋到車主車載屏上，更緊急的時(shí)候通過語(yǔ)音或者 視頻對(duì)話來溝通）。更詳細(xì)的故障情況車主可以通過移動(dòng)電腦或者移動(dòng)電話訪問相關(guān)遠(yuǎn)程車輛信息技術(shù)服務(wù)中心的網(wǎng)站來獲取。

　　車載故障診斷單元的主程序在執(zhí)行完初始化功能，再根據(jù)當(dāng)前故障狀態(tài)位的值設(shè)置定時(shí)中斷的時(shí)間后，然后就進(jìn)入低功耗模式。單元讀取故障碼和其他運(yùn)行數(shù)據(jù)，以及這些數(shù)據(jù)的傳 輸都放置在中斷程序，中斷結(jié)束立即進(jìn)入低功耗模式。車輛故障狀態(tài)位正常時(shí)，可取60min定時(shí)中斷一次，調(diào)用crc-16校驗(yàn)計(jì)算執(zhí)行庫(kù)后，通過無線方式 發(fā)送給遠(yuǎn)程車輛信息技術(shù)服務(wù)中心。在故障狀態(tài)位出現(xiàn)多位數(shù)值為“1”時(shí)，縮短定時(shí)中斷時(shí)間，增加數(shù)據(jù)采樣及發(fā)送頻率。定時(shí)中斷程序流程如圖3所示：

　　數(shù)據(jù)接收程序在主程序完成初始化功能后，模塊進(jìn)入等待SPI數(shù)據(jù)工作狀態(tài)。在接收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀，crc校驗(yàn)（采用查表法實(shí)現(xiàn)，減小微控制器cpu占用時(shí) 間）和車輛信息技術(shù)服務(wù)中心id判斷無誤后，送液晶顯示并點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈以表示各模塊工作正常。當(dāng)某個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，啟動(dòng)led閃爍警告或蜂鳴器報(bào) 警。程序流程圖如圖4所示。

　　4 硬件設(shè)計(jì)

　　4.1 車載故障診斷單元

　　車載故障診斷單元主要由無線模塊（模塊），微控制器（PIC16F874），CAN收發(fā)器（MCP2551），CAN控制器（MCP2510）組成，硬件結(jié)構(gòu)如圖5所示。車載通信協(xié)議統(tǒng)一采用CAN總線。

　　Microchip公司的單片機(jī)PIC16F874采用risc指令系統(tǒng)，哈佛總線結(jié)構(gòu)，低功耗，高速度。內(nèi)部集成了ADC、串行外圍接口 （SPI）和Flash程序存儲(chǔ)器等，具有pwm輸出、lcd驅(qū)動(dòng)等功能。PIC16F874通過SPI接口可以實(shí)現(xiàn)與CAN控制器MCP2510的無縫 連接。PIC16F874的I/O資源豐富，共有五個(gè)I/O口，每個(gè)I/O口除了基本用途外還有一些特殊功能。

　　CAN通信模塊由CAN 控制器MCP2510和CAN收發(fā)器MCP2551組成。MCP2510可以完成CAN總線的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能，支持高速SPI接口（最高數(shù) 據(jù)傳輸速率可以達(dá)到5mb/s），支持CAN2.0a/CAN2.0b協(xié)議。CAN收發(fā)器MCP2551是CAN控制器與物理總線之間的接口，對(duì)物理總線 提供差動(dòng)發(fā)送能力，對(duì)CAN控制器提供差動(dòng)接收能力，同時(shí)它可以增大通信距離，提高CAN的抗干擾能力。

　　考慮到與現(xiàn)有OBD-II接口兼容，我們利用微控制器的串口來完成和OBD-II接口的通信。

　　4.2 車輛信息技術(shù)服務(wù)中心

　　車輛信息技術(shù)服務(wù)中心的硬件設(shè)計(jì)符合現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)即可，主要包括服務(wù)器的設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，這部分的硬件設(shè)計(jì)限于篇幅不再詳細(xì)論述。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　本文首先分析了車輛遠(yuǎn)程故障診斷的現(xiàn)狀，指出了傳統(tǒng)車輛故障診斷的缺點(diǎn)。在基于現(xiàn)有的無線通信網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，首先在國(guó)內(nèi)提出了基于的車輛信息 技術(shù)服務(wù)概念，包括了車輛故障智能診斷在內(nèi)，將服務(wù)概念延伸到GPS城市導(dǎo)航，車輛跟蹤等各個(gè)方面。然后，利用PIC16F874設(shè)計(jì)了基于CAN總線的 一種車輛遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)新穎，具備很好的應(yīng)用前景，有關(guān)提供車輛信息技術(shù)服務(wù)（tsp）的網(wǎng)站也在籌建中。