CN108128267A - 一种智能跳线器 - Google Patents

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赵文杰
张晓东
曹旭杉
李静
董建奇
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Abstract

本发明公开了一种智能跳线器，包括电源管理电路、CAN信号电路、单片机、母头端和公头端和多个继电器控制电路；电源管理电路为单片机和继电器提供稳定的电源输入信号，多个继电器控制电路的控制端分别与单片机控制端口连接，用于控制继电器的断开和吸合状态；适配器将期望母头端针脚与公头端针脚形成通道的信息用CAN报文进行封装，CAN信号电路用于将适配器的CAN报文数据发送给单片机；单片机收到CAN信号后，控制对应继电器的控制端，使继电器关闭或者导通，实现母头端和公头端对应针脚的导通。本发明可以实现从智能跳线器的输入端口的CAN、K信号到输出端口的任意针脚之间的通路：本发明满足了整车OBD口不同CAN网络接口与外部信息交互的需求。

Description

一种智能跳线器
技术领域
本发明属于整车电控领域，具体涉及一种智能跳线器。
背景技术
随着整车电控系统的不断增多，整车的CAN网络架构也不断趋于复杂。 整车OBD口预留CAN路和K路接口也越来越多，且各个主机厂在OBD口CAN\K 路的点位定义不一致，有的车型甚至OBD口的所有针脚都有点位定义。
目前常用的CAN\K适配器设计只有2路CAN线和1路K线，当OBD口有多路 (3路以上)CAN\K时，2路CAN\1路K线的适配器无法满足数据收发需求，且 OBD口的CAN\K路点位定义与适配器不一致。目前采用的解决方法是采用人 工接线的方式，通过繁琐的转接线束或插线盒，不断调整适配器与OBD之间 的连接通道实现。人工接线连接方式繁琐、长时间容易破坏线束、容易导 致线路接触不良从而影响信号质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能跳线器，取代以往复杂的转接线束及插 线盒。
本发明的技术方案为：一种智能跳线器，其特征在于：包括电源管理 电路、CAN信号电路、单片机、母头端和公头端和多个继电器控制电路； 电源管理电路为单片机和继电器提供稳定的电源输入信号，多个继电器控 制电路的控制端分别与单片机控制端口连接，用于控制继电器的断开和吸 合状态；第一级继电器的输入端与母头端连接，输出端连接下一级继电器 的输入端，下一级继电器的两个输出端各连接其下一级的继电器的输入端；多个继电器控制电路相连接形成多路输出端，与公头端的针脚连接；适配 器将期望母头端针脚与公头端针脚形成通道的信息用CAN报文进行封装， CAN信号电路用于将适配器的CAN报文数据发送给单片机；单片机收到 CAN信号后，控制对应继电器的控制端，使继电器关闭或者导通，实现母 头端和公头端对应针脚的导通。
有益效果：本发明可以实现从智能跳线器的输入端口的CAN、K信号 到输出端口的任意针脚(除电源、地)之间的通路：输入端口的CAN2-L 可以连通到输出端口的1、2、3、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15 任意针脚，CAN2-H可以连通到输出端口的1、2、3、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15任意针脚，K可以连通到输出端口的1、2、3、6、7、 8、9、10、11、12、13、14、15任意针脚。智能跳线器的设计实现满足了 整车OBD口不同CAN网络接口与外部信息交互的需求。
附图说明
图1智能跳线器硬件结构图；
图2 CAN信号电路；
图3 U20继电器电路
图4 U22继电器电路
图5 U18继电器电路
图6 U21继电器电路
图7 U7继电器电路
图8 U4继电器电路
图9 U1继电器电路
图10 U9继电器电路
图11 U2继电器电路
图12 U10继电器电路
图13 U3继电器电路
图14 U13继电器电路
图15 U15继电器电路
图16 U16继电器电路
图17 U17继电器电路
图18 U19继电器电路。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合实施例，对本发 明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提供一种智能跳线器，包括电源管理电路、CAN信号电路、单 片机和继电器控制电路；电源管理电路为单片机和继电器提供稳定的电源 输入信号，CAN信号电路主要用于CAN数据的收发，适配器的信号通过 CAN信号电路发送给单片机；单片机收到CAN1路的CAN信号后，经过逻 辑处理控制对应继电器的控制端，控制的继电器关闭或者导通，从而控制 适配器CAN2路信号对应的针脚与相应的继电器导通；智能跳线器的输入端 和输出端都采用标准的OBD插头，分别为16针脚的母头端和公头端，其中 母头端的两个CAN1路信号对应的针脚1、9与CAN信号电路的信号输入端 CAN1_A和CAN1_B连接，CAN信号电路的CAN1_A和CAN1_B分别连接适 配器的CAN1-H和CAN1-L。
适配器把期望母头端针脚与公头端针脚形成通道的信息用CAN报文进 行封装，并通过CAN信号电路发送给单片机，单片机接收到CAN报文后， 对收到的报文进行解析并对相应的继电器控制端进行控制；
根据OBD口标准的推荐以及市场上现有适配器OBD口的针脚定义，结 合实际应用需求，智能跳线器的公头、母头的阵脚定义如下表1所示，输入 端的CAN1用于信号控制，适配器通过CAN1路(CAN1-H\CAN1-L)发送 报文给跳线器说明需要将CAN2针脚与输出端指定的针脚形成通路。CAN2 路主要用于适配器与智能跳线器输出端通路形成后的CAN信号传输通道。 K路用于形成通路后K信号的传输通道。4、5为地。16为电源。输出端4、 5为地。16为电源。其他针脚可作为任意CAN\K信号输出。
表1智能跳线器针脚定义
CAN信号电路如下图2所示：CAN信号电路的CAN1_A和CAN1_B分别 代表智能跳线器信号输入端的CAN1-H和CAN1-L。当CAN1端接收到适配 器发送来的CAN信号后，通过CAN电路将信号通过单片机针脚的CANTX 和CANRX传送给单片机；
智能跳线器的两端都采用标准的OBD插头，其中母头一端为适配器输 入信号端，公头一端为信号输出端。根据OBD口标准的推荐以及市场上现 有适配器OBD口的针脚定义，结合实际应用需求，智能跳线器的公头、母 头的阵脚定义如下表1所示：
输入端的CAN1用于信号控制，适配器通过CAN1路 (CAN1-H\CAN1-L)发送报文给单片机说明需要将CAN2针脚与输出端指 定的针脚形成通路。CAN2路主要用于适配器与智能跳线器输出端通路形成 后的CAN信号传输通道。K路用于形成通路后K信号的传输通道。4、5为地。 16为电源。
输出端4、5为地。16为电源。其他针脚可作为任意CAN\K信号输出。
继电器分为两组：第一组继电器由8个继电器组成，第一级继电器的输 入端与母头端的K路或者CAN2-H路信号连接，输出端连接下一级继电器的 输入端，下一级继电器的两个输出端各连接其下一级的继电器的输入端； 形成13路输出端，与公头端的针脚连接；主要用来导通CAN2-H和K路，并 命名为CAN2_A\K，如图4-图11。
第二组继电器组成与第一组继电器组成相同，主要用来导通CAN2-L， 并命名为CAN2_B，如图12-图18。
在CAN2_A\K和CAN2_B两组继电器中，每个继电器的控制端K0-K7、 CAN0-CAN7分别与单片机控制端口连接，用于控制继电器的断开和吸合状 态；智能跳线器的母头端K路信号与继电器U20的5针脚(K_SIGNAL)相 连。智能跳线器的母头端CAN2_H\CAN2_L分别与继电器U2的4、5针脚 (CAN2_A\CAN2_B)相连。
当母头端端口的针脚7(K线)需要与公头端端口的8针脚形成通道时， 智能跳线器的逻辑如下：
首先，适配器把期望智能跳线器母头端7针脚与公头端8针脚形成通道 的信息用CAN报文进行封装，并通过CAN1通道发送给智能跳线器。然后， 智能跳线器接收到CAN报文后，对收到的报文进行解析并对K0-K7端口进 行控制：单片机控制U20继电器，使能K0端口使K_SIGNAL和K_SIGNAL0 连通；单片机使能U22继电器使K_SIGNAL0与S1连通；U18继电器原始状 态为S1与SS2导通状态，所以U18继电器保持原始状态；单片机使能U21继 电器使SS2与SSS3连通；U1继电器原始状态为SSS3与IO8导通状态，所以 U1继电器保持原始状态。这样单片机控制U20\U22\U18\U21\U1继电器，形 成从K_SIGNAL经过K_SIGNAL0\S1\SS2\SSS3到IO8的通路。
至此，智能跳线器的母头端针脚7(K线)与公头端8针脚连通，适配 器通过智能跳线器可以将母头端7针脚的K线信号传至智能跳线器的8针 脚，从而与整车进行信息交互。母头端7针脚与公头端其他针脚连通时，控 制器逻辑类似。
当母头端端口的针脚6(CAN-H)、14(CAN-L)需要与输出端口针脚 3(CAN-H)、11(CAN-L)形成相对应的通道时，智能跳线器的逻辑如下：
首先，适配器把期望智能跳线器母头端针脚6(CAN-H)、14(CAN-L) 与公头端3(CAN-H)、11(CAN-L)形成相对应通道的信息用CAN报文进行 封装，并通过CAN1通道发送给智能跳线器。然后，智能跳线器接收到CAN 报文后，对收到的报文进行解析并对CAN0-CAN7端口进行控制：单片机控 制U2继电器，使能CAN0端口使CANB和CAN2_B连通、CAN2A和CAN2_A连通；
母头端6针脚和公头端3针脚形成CAN-H通道的逻辑为：单片机使能U2 继电器使CAN2_A与CAN2A连通；CAN2A与K_SIGNAL0以处于连通状态， 所以U20继电器保持原始状态不变；单片机使能U22继电器使K_SIGNAL0 与S1连通；单片机使能U18继电器使S1与SS1连通；U21继电器原始状态为 SS1与SSS2导通状态，所以U21继电器保持原始状态；单片机使能U4继电 器使SSS2与IO3连通。这样单片机通过控制U2\U20\U22\U18\U21\U4继电 器，形成从CAN2_A经过CAN2A\K_SIGNAL0\S1\SS1\SSS2到IO3的 CAN-H通路。智能跳线器的输入端针脚6(CAN-H)与输出端3针脚连通。
母头端6针脚和公头端3针脚形成CAN-L通道的逻辑为：单片机使能U2 继电器使CAN2_B与CANB连通；U10继电器原始状态为CANB与C2连通， 所以U10继电器保持原始状态；单片机使能U3继电器使C2与CC3连通；单 片机使能U13继电器使CC3与CCC5连通，所以U13继电器保持原始状态； 单片机使能U19继电器使CCC5与IO11连通。这样单片机通过控制U2\U10\U3\U13\U19继电器，形成从CAN2_B经过CANB\C2\CC3\CCC5到 IO11的CAN-L通路。智能跳线器的母头端针脚14(CAN-L)与公头端11针 脚连通。
至此，智能跳线器的母头端针脚6(CAN-H)、14(CAN-L)与公头端 针脚3(CAN-H)、11(CAN-L)形成相对应的通道。适配器通过智能跳线器 可以将适配器6、14针脚的CAN信号传至智能跳线器的3、11针脚，从而与 整车进行信息交互。输入端6、14针脚与输出端其他针脚连通时，控制器逻 辑类似。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干 改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能跳线器，其特征在于：包括电源管理电路、CAN信号电路、单片机、母头端和公头端和多个继电器控制电路；电源管理电路为单片机和继电器提供稳定的电源输入信号，多个继电器控制电路的控制端分别与单片机控制端口连接，用于控制继电器的断开和吸合状态；第一级继电器的输入端与母头端连接，输出端连接下一级继电器的输入端，下一级继电器的两个输出端各连接其下一级的继电器的输入端；多个继电器控制电路相连接形成多路输出端，与公头端的针脚连接；适配器将期望母头端针脚与公头端针脚形成通道的信息用CAN报文进行封装，CAN信号电路用于将适配器的CAN报文数据发送给单片机；单片机收到CAN信号后，控制对应继电器的控制端，使继电器关闭或者导通，实现母头端和公头端对应针脚的导通。
2.根据权利要求1所述的一种智能跳线器，其特征在于：继电器控制电路分为两组：第一组继电器控制电路由8个继电器控制电路组成，第一级继电器控制电路的输入端与母头端的K路或者CAN2-H路信号连接，输出端连接下一级继电器控制电路的输入端，下一级继电器控制电路的两个输出端各连接其下一级的继电器的输入端；形成13路输出端，与公头端的针脚连接；第二组继电器组成与第一组继电器组成相同，第二组继电器的第一级继电器控制电路的输入端与母头端的CAN2-L路信号连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能跳线器，其特征在于：智能跳线器的母头端和公头端都采用标准的OBD插头，均为16针脚。
4.根据权利要求3所述的一种智能跳线器，其特征在于：母头端的两个CAN1路信号对应的针脚与CAN信号电路的信号输入端连接。
5.根据权利要求4所述的一种智能跳线器，其特征在于：母头端的CAN1 路用于信号控制，CAN2路用于适配器与智能跳线器输出端通路形成后的CAN信号传输通道；K路用于形成通路后K信号的传输通道。
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