车载故障诊断单元软件设计 - 基于CDMA和CAN总线的车辆远程故障诊断系统

　　3.2 车载故障诊断单元软件设计

　　车载故障诊断单元主要负责车载故障数据的读取，并通过无线网络（）将故障码实时送到远程车辆信息技术服务中心，简单的故障信息，如：一般故障 （不用马上处理），故障（需马上修理），严重故障（需请求交通拯救）需要及时反馈给车主（包括以文字的方式反馈到车主车载屏上，更紧急的时候通过语音或者 视频对话来沟通）。更详细的故障情况车主可以通过移动电脑或者移动电话访问相关远程车辆信息技术服务中心的网站来获取。

　　车载故障诊断单元的主程序在执行完初始化功能，再根据当前故障状态位的值设置定时中断的时间后，然后就进入低功耗模式。单元读取故障码和其他运行数据，以及这些数据的传 输都放置在中断程序，中断结束立即进入低功耗模式。车辆故障状态位正常时，可取60min定时中断一次，调用crc-16校验计算执行库后，通过无线方式 发送给远程车辆信息技术服务中心。在故障状态位出现多位数值为“1”时，缩短定时中断时间，增加数据采样及发送频率。定时中断程序流程如图3所示：

　　

　　数据接收程序在主程序完成初始化功能后，模块进入等待SPI数据工作状态。在接收到一个数据帧，crc校验（采用查表法实现，减小微控制器cpu占用时 间）和车辆信息技术服务中心id判断无误后，送液晶显示并点亮相应的指示灯以表示各模块工作正常。当某个模块出现故障时，启动led闪烁警告或蜂鸣器报 警。程序流程图如图4所示。

　　

　　4 硬件设计

　　4.1 车载故障诊断单元

　　车载故障诊断单元主要由无线模块（模块），微控制器（PIC16F874），CAN收发器（MCP2551），CAN控制器（MCP2510）组成，硬件结构如图5所示。车载通信协议统一采用CAN总线。

　　

　　Microchip公司的单片机PIC16F874采用risc指令系统，哈佛总线结构，低功耗，高速度。内部集成了ADC、串行外围接口 （SPI）和Flash程序存储器等，具有pwm输出、lcd驱动等功能。PIC16F874通过SPI接口可以实现与CAN控制器MCP2510的无缝 连接。PIC16F874的I/O资源丰富，共有五个I/O口，每个I/O口除了基本用途外还有一些特殊功能。

　　CAN通信模块由CAN 控制器MCP2510和CAN收发器MCP2551组成。MCP2510可以完成CAN总线的物理层和数据链路层的所有功能，支持高速SPI接口（最高数 据传输速率可以达到5mb/s），支持CAN2.0a/CAN2.0b协议。CAN收发器MCP2551是CAN控制器与物理总线之间的接口，对物理总线 提供差动发送能力，对CAN控制器提供差动接收能力，同时它可以增大通信距离，提高CAN的抗干扰能力。

　　考虑到与现有OBD-II接口兼容，我们利用微控制器的串口来完成和OBD-II接口的通信。

　　4.2 车辆信息技术服务中心

　　车辆信息技术服务中心的硬件设计符合现有标准即可，主要包括服务器的设计，网络的设计，这部分的硬件设计限于篇幅不再详细论述。

　　5 结束语

　　本文首先分析了车辆远程故障诊断的现状，指出了传统车辆故障诊断的缺点。在基于现有的无线通信网技术的基础上，首先在国内提出了基于的车辆信息 技术服务概念，包括了车辆故障智能诊断在内，将服务概念延伸到GPS城市导航，车辆跟踪等各个方面。然后，利用PIC16F874设计了基于CAN总线的 一种车辆远程故障诊断系统。该系统设计新颖，具备很好的应用前景，有关提供车辆信息技术服务（tsp）的网站也在筹建中。