CN102393731A - 基于obd-ⅱ的车载监控诊断装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于OBD-II的车载监控诊断装置，适用车载诊断协议(KWP2000协议)，其包括：USB串口模块、串口转KLINE模块以及OBD-II连接线，其中，USB串口模块包括USB串行UART接口芯片FT232R，串口转KLINE模块包括一单端总线收发器，本发明所提供的基于OBD-II的车载监控诊断装置体积小、转换率高、即插即用、便于携带、可操作性强，能够受到主机完全控制。

Description

基于OBD-Ⅱ的车载监控诊断装置
技术领域
本发明涉及一种车载监控诊断装置，尤其涉及基于OBD-II的车载监控诊断装置。
背景技术
随着电子技术和控制技术的飞速发展，汽车故障诊断已经发展到使用专用的监控诊断装置来进行。现在的汽车在线故障诊断***已经可以对车辆电控***参数实行连续监控和故障自诊断，这种***能记录电控***的间歇故障，查找故障更加方便及时。欧洲汽车领域广泛使用的一种车载诊断协议标准是KWP2000(Keyword Protocol 2000)，该协议实现了一套完整的车载诊断服务，并且满足E-OBD(European On Board Diagnose)标准。E-OBD简称OBD(On-BoardDiagnostics)，即“车载诊断技术”或简称“车载诊断”。美国加利福尼亚州率先于1994年以立法的形式提出了利用车载诊断技术对排放控制装置实行故障监测的要求，称为OBD-II。OBD-II标准详细规定了汽车在线故障诊断***所使用的通信协议，规定了车外诊断设备和车内电子控制单元进行通信时所要遵循的规范，还规定了汽车发生相应故障时所应该产生的故障代码及获取这些故障代码的方法。OBD-II汽车在线故障诊断***标准已经被世界上绝大多数的汽车生产厂家采用。
汽车车载故障监控诊断平台是配合OBD-II在线故障诊断***使用的车外诊断设备。它通过汽车OBD-II故障诊断接口与车内电子控制单元建立起通信连接，用规定的通信模式和车内电子控制单元进行对话，获取汽车故障诊断代码和实时状态数据，进行分析处理得到故障诊断结果，并对结果进行存储和实时显示。车载故障监控诊断平台的OBD-II接口单元是车载故障监控诊断单元和车内电子控制单元进行通信的桥梁。但目前汽车故障监控诊断装置体积较大，不能够即插即拔，不能够受到主机的完全控制。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种体积小、转换率高、即插即用、便于携带、可操作性强，能够受到主机完全控制且容易二次开发的适用于不同厂家的车载OBD接口数据传输的基于OBD-II的车载监控诊断装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：基于OBD-II的车载监控诊断装置，适用车载诊断协议(KWP2000协议)，所述诊断装置包括：
USB串口模块：包括USB串行UART接口芯片FT232R，一待转换信号输入到所述USB串口模块的输入端，所述USB串口模块的输出端输出一对差分信号，该模块由第一供电电压为+5V为其供电；
串口转KLINE模块：包括一单端总线收发器，该模块接收所述差分信号，并在其输出端输出一OBD信号，该模块由第一供电电压+5V和第二供电电压+12V为其供电；
OBD-II连接线：包括一9针端口和一16针端口，所述的9针端口与串口转KLINE模块20的输出端相连接，所述的16针端口与车载OBD接口相连，其中，所述的OBD信号与OBD-II连接线9针端口相匹配。
作为本发明的进一步改进，所述单端总线收发器为芯片SI9241AEY。
作为本发明的进一步改进，所述第一供电电压由电脑提供，所述第二供电电压由车载电池提供。
作为本发明的进一步改进，所述串口转KLINE模块的输出端为一双向接口。
作为本发明的进一步改进，所述串口转KLINE模块的输出端与一低速瞬变电压抑制电路相连接。
作为本发明的进一步改进，所述低速瞬变电压抑制电路为由两个二极管组成。
作为本发明的进一步改进，所述串口转KLINE模块的输入端与一阻抗匹配电路相连接。
作为本发明的进一步改进，所述阻抗匹配电路是由四个电阻并联连接后连接一滤波电容构成。
作为本发明的进一步改进，所述串口转KLINE模块包括一中断报错端R1，当KLINE信号出错时，通过R1报错，为上位机提供出错信息。。
作为本发明的进一步改进，所述中断报错端R1连接有一上拉电阻。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的基于OBD-II的车载监控诊断装置具有体积小、转换率高、即插即用、便于携带、可操作性强的优点，并且能够受到主机完全控制以及容易二次开发。
附图说明
图1表示本发明的一实施方式中基于OBD-II的车载监控诊断装置工作原理模块示意图；
图2表示本发明的一实施方式中串口模块电路原理图；
图3表示本发明的一实施方式中串口转KLINE模块电路原理图；
图4表示本发明的一实施方式中OBD-II连接线示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的一优选实施方式进行详尽地描述。
请参照图1、图2和图3，本实施方式中，本发明所提供的基于OBD-II的车载监控诊断装置包括USB串口模块10、串口转KLINE模块20和OBD-II连接线30。所述USB串口模块10连接一直流的第一供电电压+5V用以给该模块进行供电，所述第一供电电压+5V电压是由PC(电脑)提供的，一外部USB传输的待转换信号输入到所述USB串口模块10的输入端，所述串口转KLINE模块20连接一PC(电脑)提供的第一供电电压+5V和一车载电池提供的第二供电电压+12V以给该模块供电，所述串口转KLINE模块20的输入端与USB串口模块10的输出端相连接，串口转KLINE模块20的输出端与OBD-II数据线30一端相连接，所述OBD-II数据线30的另外一端与车载OBD接口相连接进行通讯。
请参照图1，本实施方式中，所述USB串口模块10包括一USB串行UART接口芯片U1、一单通道瞬变电压抑制器U4和一USB接口J3。优选地，在本实施方案中，U1是USB串行UART接口芯片FT232R，U4是单通道瞬变电压抑制器芯片SN65220。所述USB串口模块的输出端输出一对差分信号USB DM和USB DP，所述的单通道瞬变电压抑制器U4的4脚分别与USB串行UART接口芯片U1的16脚以及USB接口J3的2脚相连接，用以传输USB的差分信号USB DM；所述的单通道瞬变电压抑制器U4的6脚分别与USB串行UART接口芯片U1的15脚以及USB接口J3的3脚相连接，用以传输USB的差分信号USB DP。
所述的USB串行UART接口芯片U1的4脚和20脚与一PC提供的直流电压+5V相连接，对U1进行供电，此部分还包括一滤波电容C1；所述U1的7脚、21脚、25脚和26脚全部接地；所述U1的1脚TXD异步传输数据的输出，5脚RXD是接收异步数据的输入；所述U1的6脚RI#是中断相应输入，当所述的串口转KLINE模块中的中断报错端R1中断响应时，通过RI#，上位机可以接收中断报错信息，监控运行情况。
请参照图2，本实施方式中，所述串口转KLINE模块20包括一单端总线收发器U2，其为芯片SI9241AEY。所述的单端总线收发器U2的1脚VDD连接PC机提供的直流电压+5V，7脚VBAT连接车载提供的直流电压+12V；所述U2的2脚TX与USB串口模块的1脚相连，所述U2的8脚TX与USB串口模块的5脚相连，从而实现数据的传输；所述U2的6脚K是双向接口，其用于输出一OBD信号或接收车载OBD接口的输入信号，其中，所述的OBD信号是与OBD-II连接线接口相匹配的。所述U2的6脚K与一低速瞬变电压抑制电路相连接，所述U2的7脚VABT和一阻抗匹配电路相连接，以起到匹配串口转KLINE模块20的作用。其中，在本实施方式中，所述低速瞬变电压抑制电路由两个二极管组成，所述阻抗匹配电路是由四个电阻R3、R4、R5、R6并联连接后连接一滤波电容构成。所述U2的4脚FAULT是开漏输出接口，与USB串口通信模块10的6脚RI#相连接，并连接上拉电阻R2。
请参照图3，本实施方式中，所述的OBD-II连接线30包括一9针端口和一16针端口，所述的9针端口与串口转KLINE模块20的输出端相连，所述的16针端口与车载OBD接口相连。需要说明的是，该车载监控诊断装置的实现需要车辆装备OBD***来配合完成，其设计、制造和安装应能确保车辆在整个生命期内识别劣化类型和故障类型。
与现有技术相比，本发明的基于OBD-II的车载监控诊断装置，具有体积小、转换率高、即插即用、便于携带、可操作性强的优点，并且能够受到主机完全控制以及容易二次开发。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (10)

1.基于OBD-II的车载监控诊断装置，适用车载诊断协议(KWP2000协议)，其特征在于，所述诊断装置包括：
USB串口模块：包括USB串行UART接口芯片FT232R，一待转换信号输入到所述USB串口模块的输入端，所述USB串口模块的输出端输出一对差分信号，该模块由第一供电电压为+5V为其供电；
串口转KLINE模块：包括一单端总线收发器，该模块接收所述差分信号，并在其输出端输出一OBD信号，该模块由第一供电电压+5V和第二供电电压+12V为其供电；
OBD-II连接线：包括一9针端口和一16针端口，所述的9针端口与串口转KLINE模块20的输出端相连接，所述的16针端口与车载OBD接口相连，其中，所述的OBD信号与OBD-II连接线9针端口相匹配。
2.如权利要求1所述的基于OBD-II的车载监控诊断装置，其特征在于，所述单端总线收发器为芯片SI9241AEY。
3.如权利要求1所述的基于OBD-II的车载监控诊断装置，其特征在于，所述第一供电电压由电脑提供，所述第二供电电压由车载电池提供。
4.如权利要求1所述的基于OBD-II的车载监控诊断装置，其特征在于，所述串口转KLINE模块的输出端为一双向接口。
5.如权利要求4所述的基于OBD-II的车载监控诊断装置，其特征在于，所述串口转KLINE模块的输出端与一低速瞬变电压抑制电路相连接。
6.如权利要求5所述的基于OBD-II的车载监控诊断装置，其特征在于，所述低速瞬变电压抑制电路为由两个二极管组成。
7.如权利要求4所述的基于OBD-II的车载监控诊断装置，其特征在于，所述串口转KLINE模块的输入端与一阻抗匹配电路相连接。
8.如权利要求7所述的基于OBD-II的车载监控诊断装置，其特征在于，所述阻抗匹配电路是由四个电阻并联连接后连接一滤波电容构成。
9.如权利要求1所述的基于OBD-II的车载监控诊断装置，其特征在于，所述串口转KLINE模块包括一中断报错端R1，当KLINE信号出错时，通过R1报错，为上位机提供出错信息。
10.如权利要求9所述的基于OBD-II的车载监控诊断装置，其特征在于，所述中断报错端R1连接有一上拉电阻。
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