汽车故障实时提示系统的研制

摘要

随着电子技术和控制技术在汽车上的广泛应用，汽车故障诊断已经发展到使用专用的故障检测仪来进行。现在的车载自诊断系统已经可以对车辆电控系统参数实行连续监控和故障自诊断，这种系统能记录电控系统的故障信息，使查找故障更加方便及时。OBD-II标准详细规定了车载自诊断系统所使用的通信协议，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车载自诊断系统标准已经被世界上绝大多数的汽车生产厂家采用。 汽车故障语音实时提示系统是配合OBD-II车载自诊断系统使用的车外诊断设备。它通过汽车的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，经过分析处理得出故障诊断结果，并对结果进行存储和实时屏幕显示或语音播报。 本文通过对OBD-II车载自诊断系统所使用的通信协议和诊断模式的深入研究，提出了基于OBD-II的汽车故障语音实时提示系统的设计方案，并完成了接口电路及相关软件程序，语音播报系统的软硬件开发及联机调试。 本文设计的汽车故障语音实时提示系统包括硬件和软件两方面，硬件部分包括系统总控单元机与OBD系统的通信接口装置，它负责将OBD-II信号转换为总控单元可以识别的RS232信号。本文给出了以专用协议转换芯片为基础的OBD接口设备的详细设计。软件部分包括对ECU数据与故障码的读取与分析，负责发送请求信号，接收应答信号，分析所得数据并以直观的方式显示ECU数据和故障码。软件在设计开发时充分贯彻了软件工程的设计原则，采用了结构化与模块化的程序设计方法，实现了串行通信、数据采集、数据分析、语音播报有机结合。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1 问题的提出

1.2汽车故障诊断技术的现状与趋势

1.2.1 国外汽车故障诊断技术的现状

1.2.2 国内汽车故障诊断技术的现状

1.2.3汽车故障诊断技术的发展趋势

1.3本课题的选题背景及现实意义

第2章OBD车载自诊断系统硬件协议探讨

2.1 OBD-Ⅱ系统

2.1.1 OBD简介

2.1.2 OBD-Ⅱ硬件系统

2.1.3 OBD-Ⅱ的工作原理

2.1.4 OBD-Ⅱ的主要特点

2.2 B类数据通信网络的体系结构

2.2.1 网络拓扑结构

2.2.2 OSI参考模型(开放系统互联参考模型)

2.2.3网络实现

2.3应用层

2.3.1普通汽车操作消息

2.3.2诊断消息

2.3.3 帧过滤

2.4数据链路层

2.4.1地址策略

2.4.2 网络存取和数据同步

2.4.3 网络格式元素和结构

2.4.4差错检验

2.4.5差错响应

2.5物理层

2.5.1物理层介质

2.5.2电气参数

2.5.3最大网络节点数和最大网络长度

2.5.4数据位和数据符号的定义和检测

2.5.5物理层的故障容错

2.5.6冲突仲裁和优先权

第3章OBD-Ⅱ系统的诊断模式

3.1诊断通信过程分析及数据格式

3.1.1通信过程分析

3.1.2诊断信号格式

3.2诊断模式

3.3本章小结

第4章汽车故障实时提示系统的设计

4.1汽车故障实时提示系统的功能设计

4.2故障监测诊断平台的总体设计结构

4.3系统主要元器件的选择及电路设计

4.3.1处理器ATmegal6

4.3.2接口设备ELM327

4.3.3语音模块XF-S4240

4.3.4液晶显示模块(ST7920)

4.4接口设备的设计

4.4.1功能分析

4.4.2接口设备的结构

4.4.3接口电路的设计

4.5系统测试软件的开发

4.5.1 单片机的软件开发环境

4.5.2软件设计特点

4.5.3数据采集与分析软件设计

4.5.4程序编写

4.6系统的测试

4.6.1接口设备的测试

4.6.2整体测试

第5章总结及展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致 谢