引言
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，以及現代電子技術、通信技術、網絡技術等多方面技術的不斷融入，汽車結構變得越來越復雜，自動化程度越來越高。同時，用戶對汽車的安全性、舒適性的要求也日益提高。因此，需要及時準確地掌握汽車運行狀態(tài)，以發(fā)現故障隱患。汽車遠程監(jiān)測系統(tǒng)通過利用汽車設備采集車輛運行關鍵參數，再經過無線網絡傳輸，可實現車輛與遠程監(jiān)測中心數據互通，利用遠程監(jiān)測中心專家診斷系統(tǒng)對車輛運行參數分析，并經無線網絡反饋到車輛用戶。該系統(tǒng)具有實時性好，故障分析準確性強等特點。

OBDⅡ即車載診斷系統(tǒng)（On-Board DiagnosisⅡ），它集成在發(fā)動機管理系統(tǒng)中能夠連續(xù)監(jiān)測影響廢氣排放部件的工作狀態(tài)。OBDⅡ是一個復雜的自診斷系統(tǒng)，其作用是在車輛尾氣排放超標或者出現故障時，向駕駛員報警，同時記錄一個故障代碼(DTC)。借助配套的診斷儀器，維修人員可以讀出OBDⅡ系統(tǒng)保存的故障代碼及其他車輛信息。通過檢索故障代碼表通?？梢匝杆倥袛喑龉收系奈恢茫瑸樵\斷故障節(jié)約大量的人力物力。OBDⅡ目前在車輛上已經成為必備裝置。

因此，本系統(tǒng)設計將汽車的遠程監(jiān)測建立在車輛的自診斷基礎之上。一方面通過OBDⅡ標準接口獲取有關排放、運行等車輛自身已有的信息資源，以節(jié)約開發(fā)和運行成本；另一方面，對其他關鍵參數利用添加傳感器方式獲取。這不僅提高了系統(tǒng)的通用性，也增強了實用價值。

系統(tǒng)總體方案

本系統(tǒng)目的在于監(jiān)測車輛運行狀態(tài)，并及時診斷出潛在故障或間歇性故障。涉及到電子技術、無線通訊、汽車診斷技術、計算機工程等多方面技術?？傮w方案設計框圖如圖1所示。由于系統(tǒng)對車輛運行實時狀態(tài)進行監(jiān)測，而且車輛運行中參數諸多，因此對處理器要求較高。本設計選用的是TI公司的TMS320F2812 DSP芯片。

該款DSP主要性能如下：高性能靜態(tài)CMOS技術，I/O電壓為3.3V，內核電壓為1.8V，減小了控制器的功耗；最高CPU時鐘頻率150MHz，通過動態(tài)改變鎖相環(huán)頻率得到，大大提高了控制器的實時控制能力；片內具有128K×16位的FLASH存儲器，兩塊4K×16位的單口隨機存儲器SARAM；兩個事件管理器EVA、EVB；串行外圍接口SPI，兩個串行通信接口SCIA，SCIB，標準UART，改進的局域網絡ECAN。多通道緩沖串行接口McBSP；16通道12位的A/D轉換模塊，具有兩個采樣保持器等。

系統(tǒng)設計的主要模塊包括電源電路、時鐘及復位電路、仿真接口、無線通訊模塊、CPLD時序電路與車載OBDⅡ通訊電路設計。在此僅介紹DSP通過專用芯片實現與車輛OBDⅡ通訊的方案。

圖1 系統(tǒng)總體框圖

硬件部分設計

鑒于車載網絡協議的多樣性，不同汽車生產企業(yè)所采用的協議標準也不盡相同，本系統(tǒng)設計應具有靈活性和通用性，以適應對不同車輛的信息提取。因此系統(tǒng)方案選擇基于專用協議芯片TL718與現有車輛的自診斷系統(tǒng)接口的方式，來采集車輛內部參數信息。TL718與DSP硬件原理圖如圖2（限于篇幅，部分引腳略）。由于二者電平不匹配，所以解決方案采用74LVX4245電平轉換芯片來實現電路連接。對TL718的控制，選擇DSP的復用I/O口，通過軟件編程實現控制。其中74LVX4245的T/R引腳通過電平高低的設置來控制信號傳輸方向。

圖2 DSP與TL718連接原理圖

OBDⅡ系統(tǒng)最大的一個特點就是統(tǒng)一了數據傳輸協議和診斷模式。但OBDⅡ標準中并不止規(guī)定一種通信協議，而是統(tǒng)一了應用最廣泛的幾種協議。分別為：CAN，ISO9141，KWP2000，SAEJ1850 PWM和SAEJ1850 VPW。歐洲生產的汽車，以及大多數亞洲進口的汽車大都使用ISO 9141-2通訊協議電路。而美國通用汽車(GM)公司生產的轎車及輕型卡車使用SAE J1850 VPW通訊協議電路，福特(FORD)汽車采用SAE J1850 PWM通訊協議電路。