CN1779586A - 个人汽车诊断设备 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种用于汽车故障检测的个人汽车诊断设备，其主要包括有信息处理器和信息接收、显示与输入装置，该信息处理器一端连接汽车诊断接口，该信息处理器设有汽车接口电路与微处理器，该个人汽车诊断设备还设有一个与所述信息处理器连接的具有红外调制和解调功能的红外探头，所述信息处理器还包括有连接在所述微处理器上的红外通信控制器，该红外通信控制器通过电缆连接所述红外探头；所述信息接收、显示与输入装置设有与该红外探头进行通信的红外通信窗口。本发明具有显示通俗易懂、消除汽车安全隐患、降低汽车维修成本等优点。

Description

个人汽车诊断设备

技术领域

本发明是关于一种个人汽车诊断设备，特别是指一种用来汽车故障检测、信息显示通俗易懂、能够消除汽车安全隐患、降低汽车维修成本的个人汽车诊断设备。

背景技术

在目前的现代汽车中，均采用了一定数量的电控单元(ElectronicControl Unit，ECU)，这种采用了电控单元的汽车中分布着大量的传感器和各种执行装置，ECU通过从传感器那里得到各种有关工作状态的信息并通过控制相关的执行装置完成对汽车的各种控制。为了生产和维修的方便，汽车生产商在这些具有ECU的汽车中加入了专门的通信接口(或者称之为汽车诊断接口)，通过该汽车诊断接口，利用外部的被称为解码器的专用设备可以对汽车进行诊断，解码器是进行汽车诊断的专用设备，它是汽车制造商为自己生产的汽车特制的专用设备，一般称之为原厂解码器。请参考图1所示，该解码器是由汽车接口电路、微处理器、数据显示屏和键盘输入四部分构成，并且都集中在解码器中。其中的汽车接口电路和微控制器构成了与汽车通信的通信控制部分，微控制器同时完成信息处理功能，显示屏用来显示处理后的信息，键盘用来输入解码器使用者的各种控制信息。同时，还有一些与汽车制造商无关的公司制造的解码器，这些解码器可以诊断多个不同汽车制造商生产的汽车系列，这些解码器配备了不同的汽车诊断接口以适应不同厂家的不同系列的汽车，我们称这些解码器为通用解码器。该通用解码器的组成与原厂解码器基本相同。

但是，无论是原厂解码器或通用解码器，其上显示的信息是纯粹的故障代码和专业的英文缩写，没有专业知识根本不知道这些信息的具体含义，而专业的汽车资料汽车车主很难从一般的渠道得到。再者，解码器是专用设备，价格昂贵，只在汽车修理车厂里才有配备。一般地情况下也只有在车辆有了明显的问题的时候，汽车车主才会到汽车修理车厂进行维修。而汽车车主不是汽车专家，他们对汽车系统的了解相对较少，在维修和保养的过程中汽车车主是否被汽车修理厂欺骗车主自己根本就无法知晓。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种信息显示通俗易懂、能够消除汽车安全隐患、降低汽车维修成本的个人汽车诊断设备。

为解决上述技术问题，所采用的技术方案为：提供一种用于汽车故障检测的个人汽车诊断设备，其主要包括有信息处理器和信息接收、显示与输入装置，该信息处理器一端连接汽车诊断接口，该信息处理器设有汽车接口电路与微处理器，其中该汽车接口电路是与汽车诊断接口连接并接收汽车通过该汽车诊断接口传来的汽车状态信息，进而由该微处理器将汽车接口电路所接收到的汽车状态信息进行处理，该个人汽车诊断设备还设有一个与所述信息处理器连接的具有红外调制和解调功能的红外探头，所述信息处理器还包括有连接在所述微处理器上的红外通信控制器，该红外通信控制器通过电缆连接所述红外探头；所述信息接收、显示与输入装置设有与该红外探头进行通信的红外通信窗口。

在本技术方案中，所述红外通信控制器内设有符合IrDA标准的协议控制电路；所述红外通信控制器与微处理器之间采用异步收发器接口相互连接。

在本技术方案中，该红外通信控制器与微处理器之间还设有RTS、DTR、CTS及CD四根由微处理器控制的信号线。

在本技术方案中，该信息接收、显示与输入装置内装载有基于windowsCE操作系统而编写的用来提供显示的汽车状态文字信息的具体内容、显示的区域、显示的背景样式信息的专用软件；该信息接收、显示与输入装置是指掌上电脑。

在本技术方案中，所述专用软件对应于一预定的单一车型。

在本技术方案中，所述微处理器为uPSD3234A，它的第75脚和第77脚为内部UART接口的引出脚，红外通信控制器为MCP2150-I/SO，它的第7脚和第8脚为内部UART接口的引出脚。

在本技术方案中，所述红外探头包括有一红外发射接收模块，所述红外通信控制器第2脚连接该红外发送接收模块的第3脚，而红外通信控制器第3脚连接该红外发送接收模块的第4脚。

本发明的有益效果在于：

本发明将IrDA标准的红外通信技术引入汽车诊断领域，使得显示和键盘输入部分以掌上电脑的形式独立存在，增加了使用的方便性和灵活性。本发明可以让汽车车主以较低的价格自己拥有与专业解码器功能相当的个人汽车诊断设备，给车主带来汽车维护保养的方便。个人汽车诊断设备充分利用了掌上电脑的强大的数据处理的功能，将专业的故障码信息转换成通俗易懂的文字信息，同时在掌上电脑上建立了专业的汽车知识库，并将这些知识库与故障码关联起来，这对非专业人员的普通汽车车主来讲是一个强大的技术支持，具有极高的实用价值。因此从某个角度看个人汽车诊断设备还起到普及汽车知识的作用。

本发明个人汽车诊断设备中的重要部分是掌上电脑，它是一个完整的独立产品，诊断汽车只是它的功能之一，如果汽车车主原来就拥有掌上电脑，那么他只要购买信息处理器和安装在掌上电脑中的相关软件就可以诊断汽车了，这就相对降低了个人汽车诊断设备的成本。汽车车主拥有自己的个人汽车诊断设备，就可以随时诊断自己的汽车，这不仅提高了汽车驾驶的安全性，还可以及时发现小的故障，防止其演变成更大更严重的故障，车主还可以消除汽车修理时的被欺骗的顾虑。个人汽车诊断设备的出现使掌上电脑保持了原有的商务、记事、文字处理、娱乐、上网等功能的同时还具备的汽车诊断功能，相对提升了掌上电脑的使用价值。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1是现有技术中解码器的组成框图的示意图。

图2是本发明个人汽车诊断设备的分解图。

图3是本发明个人汽车诊断设备的安装示意图。

图4是本发明个人汽车诊断设备的原理框图。

图5是本发明个人汽车诊断设备中信息处理器与红外探头的接口电路原理图。

图6到图10是本发明个人汽车诊断设备的汽车接口电路原理图。

具体实施方式

请一起参阅图2和图3所示，本发明揭示了一种用来做汽车故障检测的个人汽车诊断设备，其主要包括有信息处理器1、掌上电脑2(当然也可选择手提电脑等具有信息接收、显示与输入的装置)、红外探头3及用于连接的线缆。其中，信息处理器1与红外探头3之间采用一定长度(如2米长)的电缆连接，这样做的目的是既要保证红外探头3固定在驾驶员座位的左上方又要使信息处理器1可以灵活地安装在其下方合适的位置上。掌上电脑2可以安放在驾驶位的前面板上，这样可以随时监视动态的数据。使用者也可以选择将其放在其他地方，在需要的时候只要将掌上电脑2对准红外探头3就可以方便地读取汽车的诊断数据了。信息处理器1与汽车诊断接口之间采用电缆连接，但这种连接可以是永久的连接而不一定需要设置专用插头。

如图4所示，在本发明中，掌上电脑作为信息接收、显示与输入装置，其具有红外通信窗口；而信息处理器主要包括有用来与汽车上的诊断接口连接以接收该汽车通过该诊断接口传来的汽车状态信息的汽车接口电路、将汽车接口电路所接收到的汽车状态信息进行处理的微处理器及红外通信控制器；红外探头作为信息传输装置，红外探头与掌上电脑之间采用红外线进行通信，其通信的具体过程为：该红外通信控制器将产生的红外通信数据流通过电缆传送至该红外探头中，由红外探头对数据流进行红外光调制和解调，再以红外光的形式将数据信号发送至掌上电脑中，而掌上电脑中的数据亦通过自身的红外通信窗口发送至红外探头处，红外探头再将接收到的数据流送到红外通信控制器，再由红外通信控制器处理后传送至微处理器中，最终完成信息处理器和掌上电脑之间的双向数据通信。

其中该红外通信控制器内设有符合IrDA(Infrared Data Association简称：IrDA)标准的协议控制电路；该红外通信控制器与微处理器之间采用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，UART)接口的数据发送线TXD和数据接收线RXD信号线用来发送和接收数据，此外还有RTS、DTR、CTS、CD四根由微处理器控制的信号线参与通信控制，其中该RTS表示微处理器向红外通信控制器请求发送数据；DTR表示数据终端即微处理器准备好；CTS表示红外通信控制器准备好接收微处理器的数据；CD是红外通信控制器发送给微处理器的指示信号，它表示红外通信控制器从外界检测到有效(符合IrDA标准)的红外通信信号，以此提示微处理器及时接收数据。

而在该掌上电脑还必须装载用相应的操作系统(如windows CE)及相应的专用软件才可以进行使用。该专用软件是基于windows CE操作系统而编写的。其通过与windows CE操作系统的结合产生所需的各种操作图形界面，这些图形界面是windows CE操作系统提供的易于用户使用的界面，是符合操作系统规定的格式的界面。这些图形界面构成信息的显示区域、操作的按钮图形、显示的背景图案等。

该专用软件中存有关于汽车诊断的大量的数据库，红外数据流被掌上电脑接收后由操作系统控制红外通信接收电路以IrDA红外通信标准的格式进行解调转换，转换后的数据送入内部存储器中，再由掌上电脑中的微处理器将这些数据与前述数据库中的数据进行比较根据比较的结果显示相应的信息。该专用软件根据windows CE操作系统的规定设置了类似键盘的操作按钮，用户通过点击这些按钮完成专用软件规定的相应操作。这些操作调用windows CE操作系统的通信功能，再由操作系统控制红外发送电路以IrDA红外通信标准的格式将信号调制成红外光脉冲并发射出去。红外光脉冲的时间顺序的详细细节取决于IrDA红外通信标准，和要传输的数据没有直接的关联性。

不同于汽车解码器，掌上电脑上显示的内容不是汽车中的具体故障码，而是与这些故障码相关的解释和帮助。如果没有故障码，则会显示汽车正常之类的信息。显示这些信息的的具体细节由windows CE操作系统完成，该专用软件只提供显示的文字信息的具体内容、显示的区域、显示的背景样式等信息。

如图5所示，是本发明中信息处理器与红外探头的接口电路原理图，从中可以看出，微处理器采用uPSD3234A，它的第75脚和第77脚为内部UART接口的引出脚。红外通信控制器的型号是MCP2150-I/SO，它的第7脚和第8脚为内部UART接口的引出脚。这两个UART接口的同名信号端分别相连构成了两个芯片之间的数据传送通道。为保证通信准确、可靠地进行，还必须将红外通信控制器中的RTS、DTR、CTS、CD等信号与微控制器的适当的端口相连。红外探头由红外发射接收模块TFDU4100和相关的外围元件组成。经过红外通信控制器芯片处理后的数据信号必须经过红外发射接收模块调制成红外光脉冲才能发射出去，从外部接收到的红外光脉冲也必须经过红外发射接收模块的处理才能被红外通信控制器接收使用。从红外通信控制器第2脚输出的红外发射数据信号经由红外模块连接电缆送到红外发送接收模块的第3脚。收到的红外光脉冲经过红外发射接收模块处理后从该模块的第4脚输出经由红外模块连接电缆送到红外通信控制器的第3脚。

如图6到图10所示，是本发明个人汽车诊断设备的汽车接口电路原理图。汽车接口电路的复杂性体现在它的广泛的适应性。不同种类的汽车具有各自不同的接口，也就需要不同的接口形式与之相适应。

其中，图6是汽车接口电路的详细功能示意图。J1是连接于汽车诊断接口电缆的输入端口。J1的第1脚是连接于汽车电瓶正端的12V电源；第2脚是汽车ECU的数据接收发送共用端子，双向的数据信号都经过这条线传送，只是时间上是分开的；第3脚是汽车的搭铁线也就是汽车电瓶的负极。U1是5V稳压集成电路，它将J1第1脚送来的12V电源电压稳压到5V供给微控制器MCU和电路的其他部分使用。S1、S2和S3是开关电路，由晶体三极管组成，微控制器的I/O1和I/O2端口送出高电平或低电平可以使S1和S2处于接通或断开的状态，而I/O3端口送出高电平或低电平可以使S3的中点连通到5V电源或12V电源。U2为比较器，负责接收汽车ECU发出的数据信号。T1和T2是两个发送数据信号的晶体三极管，主要的作用是增大信号的驱动能力和转换发送电平，根据车型的不同选择其中的某一个发送微处理器发出的数据信号，在同一段时间里T1或T2只有一个工作。R3和R4是两种不同工作状态下的负载电阻，由S1和S2决定哪个电阻处于工作状态，这两个电阻也同样不会同时处于工作状态。R1和R2是限流电阻，用来匹配微控制器和T1、T2之间的信号传输，DATA_1或DATA_2发出的数据信号经过R2或R1后从T2或T1发送出去。微控制器是信号发送和接受的主体，它通过设置I/O1、I/O2和I/O3的不同状态，配合DATA1或DATA_2发送出不同电平和不同极性的数据信号。

信息处理器的汽车接口电路可以根据组合的不同形成4种不同的电路形式以适应不同的汽车型号。下面详细分析这4种不同的电路形式。

微处理器送出合适的控制信号I/O1、I/O2和I/O3，使S1接通S2断开S3的中点连接到12V电源上，微处理器在DATA_OUT1信号端口输出数据信号，这时得到图7所示的电路形式，输出数据信号电压的峰峰值为12V(如其右侧的波形所示)；微处理器送出合适的控制信号I/O1、I/O2和I/O3，使S1接通S2断开S3的中点连接到5V电源上，微处理器在DATA_OUT1信号端口输出数据信号，这时得到图8所示的电路形式，输出数据信号电压的峰峰值为5V；微处理器送出合适的控制信号I/O1、I/O2和I/O3，使S1断开S2接通S3的中点连接到12V电源上，微处理器在DATA_OUT2信号端口输出数据信号，这时得到图9所示的电路形式，输出的数据电压的峰峰值为12V；微处理器送出合适的控制信号I/O1、I/O2和I/O3，使S1断开S2接通S3的中点连接到5V电源上，微处理器在DATA_OUT2信号端口输出数据信号，这时得到图10所示的电路形式，输出数据信号的极性如电压的峰峰值为5V。

由于本发明将红外通信技术引入汽车诊断领域，使得显示和键盘输入部分以掌上电脑的形式独立存在，增加了使用的方便性和灵活性。本发明可以让汽车车主以较低的价格自己拥有与专业解码器功能相当的个人汽车诊断设备，给车主带来汽车维护保养的方便。个人汽车诊断设备充分利用了掌上电脑的强大的数据处理的功能，将专业的故障码信息转换成通俗易懂的文字信息，同时在掌上电脑上建立了专业的汽车知识库，并将这些知识库与故障码关联起来，这对非专业人员的普通汽车车主来讲是一个强大的技术支持，具有极高的实用价值。因此从某个角度看个人汽车诊断设备还起到普及汽车知识的作用。

Claims (8)

1.一种用于汽车故障检测的个人汽车诊断设备，其主要包括有信息处理器和信息接收、显示与输入装置，该信息处理器一端连接汽车诊断接口，该信息处理器设有汽车接口电路与微处理器，其中该汽车接口电路是与汽车诊断接口连接并接收汽车通过该汽车诊断接口传来的汽车状态信息，进而由该微处理器将汽车接口电路所接收到的汽车状态信息进行处理，其特征在于：该个人汽车诊断设备还设有一个与所述信息处理器连接的具有红外调制和解调功能的红外探头，所述信息处理器还包括有连接在所述微处理器上的红外通信控制器，该红外通信控制器通过电缆连接所述红外探头；所述信息接收、显示与输入装置设有与该红外探头进行通信的红外通信窗口。

2.如权利要求1所述的个人汽车诊断设备，其特征在于：所述红外通信控制器内设有符合IrDA标准的协议控制电路；所述红外通信控制器与微处理器之间采用异步收发器接口相互连接。

3.如权利要求2所述的个人汽车诊断设备，其特征在于：该红外通信控制器与微处理器之间还设有RTS、DTR、CTS及CD四根由微处理器控制的信号线。

4.如权利要求1所述的个人汽车诊断设备，其特征在于：该信息接收、显示与输入装置内装载有基于windows CE操作系统而编写的用来显示的汽车状态文字信息的具体内容、显示的区域、显示的背景样式信息的专用软件。

5.如权利要求4所述的个人汽车诊断设备，其特征在于：该信息接收、显示与输入装置是指掌上电脑。

6.如权利要求1到5中任意一项所述的个人汽车诊断设备，其特征在于：所述专用软件对应于一预定的单一车型。

7.如权利要求6所述的个人汽车诊断设备，其特征在于：所述微处理器为uPSD3234A，它的第75脚和第77脚为内部UART接口的引出脚，红外通信控制器为MCP2150-I/SO，它的第7脚和第8脚为内部UART接口的引出脚。

8.如权利要求7所述的个人汽车诊断设备，其特征在于：所述红外探头设有红外发射接收模块，所述红外通信控制器第2脚连接该红外发送接收模块的第3脚，而红外通信控制器第3脚连接该红外发送接收模块的第4脚。

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