CN202815548U - 一种混合动力汽车的远程监控控制器 - Google Patents

Abstract

混合动力汽车的远程监控控制器，包括单片机模块电路、蓄电池、一级电源转换电路、二级电源转换电路、CAN通讯模块电路、GPRS通讯模块电路、实时时钟电路和EEPROM存储器电路。本实用新型的优点在于：可以完成对混合动力车整车信号的实时采集，高速CAN通讯实时性好、稳定性高。监控系统用户终端与本实用新型的监控控制器之间使用GPRS通讯，确保了监控系统用户终端可以查询和存储整车实时运行数据，又实现了车辆故障数据在产生时刻的实时上报。使得混合动力车在行驶过程中电池、增程器或其它零部件异常情况可得到及早上报，规避了车辆的故障产生或故障升级。

Description

一种混合动力汽车的远程监控控制器

技术领域

本实用新型属于汽车远程监控领域，具体涉及一种用于监控混合动力汽车运行状况的远程监控控制器。 

背景技术

中国发明专利公布了一种混合动力汽车行驶里程远程监控方法（严钦山，邓柯军，刘小俊，杨宁，苏岭. 混合动力汽车行驶里程远程监控方法，申请发明专利，201110129150.9，申请日：2011.5.18）。这种远程监控方法基于汽车在运行过程中由整车控制器计算此时刻的汽车行驶里程值，将计算所得的汽车行驶里程实时数据通过无线收发模块并借助无线通讯网络发送到网络运营商服务器,经网络运营商服务器中转后再借助Internet通讯网络传送到监控系统用户终端,处在用户终端的技术人员则通过采集来的数据进行分析处理,监控汽车目前的行驶总里程。 

但是这种远程监控方法只能监控混合动力汽车的行驶里程，不适用于对混合动力整车做实时监控，主要原因有（1）只能从控制器读取到整车行驶里程一个参数，无法监控到混合动力车电池、增程器等其它关键零部件的工作状态，通过监控系统用户终端无法查询到车辆运行的实时数据；（2）当安装了混合动力汽车行驶里程远程监控控制器的混合动力整车在运行过程中出现了故障，远程监控系统用户终端无法通过无线通讯网络监控到车辆故障，无法防止整车故障升级风险；（3）对于不同平台的混合动力车需要监控的内容与信息处理的方式存在区别，一种混合动力汽车行驶里程远程监控方法不具有对远程监控控制器软件无线升级功能，当混合动力车监控内容需求发生变更时，存在对需要监控混合动力车进行软件升级而召回车辆的风险。 

实用新型内容

为克服现有技术中只能监控混合动力汽车的行驶里程的缺陷，本实用新型提供一种用于实时监控混合动力汽车运行状况的远程监控控制器。 

本实用新型的具体技术方案如下： 

混合动力汽车的远程监控控制器包括单片机模块电路1、蓄电池、一级电源转换电路2、二级电源转换电路3、CAN通讯模块电路4、GPRS通讯模块电路5、实时时钟电路6和EEPROM存储器电路7。所述单片机模块电路1为混合动力汽车的远程监控控制器的核心单元。所述蓄电池、一级电源转换电路2和二级电源转换电路3分别为其他各模块提供电源，蓄电池提供12V电源，一级电源转换电路2将蓄电池提供的12V电源转换为5V电源，二级电源转换电路3用于将一级电源转换电路2输出的5V电源转换为3.3V电源。所述CAN通讯模块电路4将来自CAN总线的报文信号进行滤波后传输给单片机模块电路1，单片机模块电路1对报文信号进行解析、诊断后将结果数据通过GPRS通讯模块电路5发送给监控系统远程终端。所述实时时钟电路6用于获取车辆发生故障的精确时间，并将数据发送给单片机模块电路1，再通过GPRS通讯模块电路5发送给监控系统远程终端。EEPROM存储器电路7与单片机模块电路1连接，当无GPRS通讯时，单片机模块电路1将解析、诊断后的结果数据储存在EEPROM存储器中，等待GPRS通讯恢复后再通过GPRS通讯模块电路5发送给监控系统远程终端。

单片机模块电路1包括单片机芯片U1和外围电路，外围电路包括电容C1、C2、C3、C4、C5、C6，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，晶振Y1、发光二极管D1、D2和电感L1。其中，晶振Y1、电容C1、C2和电阻R1组成晶振电路，电阻R3、R4和电容C6组成上电复位电路，发光二极管D1、D2和电阻R5、R6组成指示灯电路，电容C3、C4、C5和电感L1组成电源滤波电路。 

一级电源转换电路2包括电源转换芯片U2，电容C8、C9、C10、C11、C12、C13，电阻R7和发光二极管D3。电源转换芯片U2将蓄电池提供的12V直流电源转换为5V直流电源；电容C8、C10、C11、C12、C13均为电源滤波电容，用于降低电源转换芯片U2输出电压的毛刺；电阻R7和发光二极管D3组成指示灯电路。电源转换芯片U2中集成了外部看门狗功能，电源转换芯片U2与单片机芯片U1连接，监测单片机芯片U1的程序运行状态，电容C9用于调节看门狗的最大喂狗时间。 

二级电源转换电路3包括电源转换芯片U3和电容C14、C15、C16。电源转换芯片U3将电源转换芯片U2输出的5V直流电源转换为3.3V直流电源；电容C14、C15、C16均为电源滤波电容，用于降低电源转换芯片U3输出电压的毛刺。 

CAN通讯模块电路4包括CAN收发器电路和CAN通讯滤波电路。CAN收发器电路由CAN收发器U4和电阻C16、17、18组成，通过CAN收发器U4实现单片机芯片U1与CAN总线之间的通讯。CAN通讯滤波电路由共模电感U5，电阻C19、C20和CAN总线保护二极管D4组成，CAN通讯滤波电路与CAN总线连接，对来自CAN总线的通讯信号进行滤波后输入至CAN收发器U4。 

GPRS通讯模块电路5包括GPRS芯片电路和SIM卡电路。所述GPRS芯片电路包括GPRS芯片U6，电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14，电容C21、C22、C23、C24、C25，三极管V1、V7，MOSFET管 V3和纽扣电池VBAT。所述GPRS芯片U6与单片机芯片U1连接，实现单片机芯片U1与监控系统远程终端之间的GPRS通讯。所述SIM卡电路包括SIM卡卡槽U7，选通控制器U8，电阻R15、R16、R17、R18和电容C26。所述SIM卡卡槽U7与GPRS芯片U6连接，SIM卡卡槽U7用于插入手机SIM卡，从而识别身份信息；选通控制器U8用于对SIM卡卡槽U7的时钟与数据线进行选通； 

实时时钟电路6包括时钟芯片U9，晶振Y2，电阻R19，电容C27、C28、C29、C30，二极管D4、D5和电池BT1，用于获取车辆发生故障的精确时间。

EEPROM存储器电路7包括EEPROM芯片U10和电阻R20、R21，当无GPRS通讯时，用于暂时存储单片机模块电路1解析、诊断后的结果数据。 

本实用新型中的单片机芯片U1的型号为MC9S12XET256，电源转换芯片U2的型号为L4995，电源转换芯片U3的型号为AS1117，CAN收发器U4的型号为TJA1040，GPRS芯片U6的型号为MG323，时钟芯片U9的型号为PCF8563，EEPROM芯片U10的型号为24LC1025。 

本实用新型的优点在于： 

（1）可以完成对混合动力汽车整车信号的实时采集，高速CAN通讯实时性好、稳定性高；

（2）监控系统用户终端与本实用新型的监控控制器之间使用GPRS通讯，确保了监控系统用户终端可以查询和存储整车实时运行数据，又实现了车辆故障数据在产生时刻的实时上报；

（3）使得混合动力车在行驶过程中电池、增程器或其它零部件异常情况可得到及早上报，规避了车辆的故障产生或故障升级。

附图说明

图1为本实用新型的模块结构框图。 

图2为单片机模块电路原理图。 

图3为一级电源转换电路原理图。 

图4为二级电源转换电路原理图。 

图5为CAN通讯模块电路原理图。 

图6为GPRS通讯模块中GPRS芯片电路的电路原理图。 

图7为GPRS通讯模块中SIM卡电路的电路原理图。 

图8为实时时钟电路原理图。 

图9为EEPROM存储器电路原理图。 

图10为监控控制器软件的框图。 

图11为监控控制器软件的逻辑程序流程图。 

图12为CAN通讯报文接收、解析的程序流程图。 

图13为CAN通讯安全监控流程。 

图14为基于GPRS的控制软件刷新流程图。 

上图中序号为：单片机模块电路1、一级电源转换电路2、二级电源转换电路3、CAN通讯模块电路4、GPRS通讯模块电路5、实时时钟电路6、EEPROM存储器电路7。 

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型的监控控制器做进一步说明。

实施例： 

如图1所示，混合动力汽车的远程监控控制器，包括单片机模块电路1、蓄电池、一级电源转换电路2、二级电源转换电路3、CAN通讯模块电路4、GPRS通讯模块电路5、实时时钟电路6和EEPROM存储器电路7。单片机模块电路1为混合动力车远程监控控制器的核心单元。蓄电池、一级电源转换电路2和二级电源转换电路3分别为其他各模块提供电源，蓄电池提供12V电源，一级电源转换电路2将蓄电池提供的12V电源转换为5V电源，二级电源转换电路3用于将一级电源转换电路2输出的5V电源转换为3.3V电源。CAN通讯模块电路4将来自CAN总线的报文信号进行滤波后传输给单片机模块电路1，单片机模块电路1对报文信号进行解析、诊断后将结果数据通过GPRS通讯模块电路5发送给监控系统远程终端。实时时钟电路6用于获取车辆发生故障的精确时间，并将数据发送给单片机模块电路1，再通过GPRS通讯模块电路5发送给监控系统远程终端。EEPROM存储器电路7与单片机模块电路1连接，当无GPRS通讯时，单片机模块电路1将解析、诊断后的结果数据储存在EEPROM存储器中，等待GPRS通讯恢复后再通过GPRS通讯模块电路5发送给监控系统远程终端。

如图2所示，单片机模块电路1包括单片机芯片U1和外围电路。单片机芯片U1的型号为MC9S12XET256，外围电路包括电容C1、C2、C3、C4、C5、C6，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，晶振Y1、发光二极管D1、D2和电感L1。其中，晶振Y1、电容C1、C2和电阻R1组成晶振电路，电阻R3、R4和电容C6组成上电复位电路，发光二极管D1、D2和电阻R5、R6组成指示灯电路，电容C3、C4、C5和电感L1组成电源滤波电路。 

MC9S12XET256芯片为16位控制器，最高处理频率可达80MHz，处理器执行程序时具有较快指令周期，可有效提高C代码执行效率，用于达到相同性能需求的控制器功耗也大大减少。MC9S12XET256单片机在处理数据结构时，具有一定优势。 

MC9S12XET256芯片集成了丰富的外设，主要有以下功能模块：XGate协处理器、时钟模块、16输入通道的12位ADC、5路高速CAN通讯模块、2路IIC串行通讯模块、8路SCI串行通讯模块。 

XGate是一个可用于C语言编程，拥有最优化的数据传输、逻辑以及位操作指令的指令系统，在外部模块、RAM和I/O之间具有高速数据传输通道。可以提高应用程序反应速度，减少CPU的中断负荷，通过中断程序的执行可以达到与CPU同时运行的目的。 

通过对时钟模块PLL锁相环的设置，可以对处理器进行“超频”操作，使得处理器总线具有更高的处理速率。 

MC9S12XET256芯片中集成了多路高速CAN通讯模块，使本实用新型的监控控制器可成为整车CAN通讯网络的一个节点，并可以设置一路备用CAN通讯接口，为本实用新型的监控控制器可靠的采集混合动力整车数据提供保障。 

由于本实用新型的监控控制器需要具有通过监控系统用户终端可对控制器软件升级功能，所以需要将单片机的存储空间分为两部分，分别是程序引导软件Bootloader程序存储区和应用层程序存储区。MC9S12XET256具有64K的RAM寻址地址，满足存储空间较大要求。 

如图3所示，一级电源转换电路2包括电源转换芯片U2，电容C8、C9、C10、C11、C12、C13，电阻R7和发光二极管D3；其中，电源转换芯片U2的型号为L4995。电源转换芯片U2将蓄电池提供的12V直流电源转换为5V直流电源；电容C8、C10、C11、C12、C13均为电源滤波电容，用于降低电源转换芯片U2输出电压的毛刺；电阻R7和发光二极管D3组成指示灯电路。 

电源转换芯片U2集成了外部看门狗的功能。芯片的EN管脚上拉至高电平将芯片的看门狗功能激活；WI管脚为看门狗信号输入端，连接至单片机的GPIO管脚；RES管脚为单片机的触发复位管脚，接入单片机的RESET管脚。电容C9用于调节看门狗最大喂狗时间，当芯片U1在最大喂狗时间内接收不到单片机输入的WI喂狗信号，RES管脚拉至低电平，触发单片机复位。 

通过电源模块与外部看门狗功能的设计，有效抑制了本实用新型的监控控制器程序运行是因受到外界干扰而发生跑飞或进入死循环的状态，确保了对混合动力汽车整车信号监控的稳定与可靠。 

如图4所示，二级电源转换电路3包括电源转换芯片U3和电容C14、C15、C16；其中，电源转换芯片U3的型号为AS1117。电源转换芯片U3将电源转换芯片U2输出的5V直流电源转换为3.3V直流电源；电容C14、C15、C16均为电源滤波电容，用于降低电源转换芯片U3输出电压的毛刺。 

如图5所示，CAN通讯模块电路4包括CAN收发器电路和CAN通讯滤波电路。CAN收发器电路由CAN收发器U4和电阻C16、17、18组成，CAN收发器U4的型号为TJA1040，通过CAN收发器U4实现单片机芯片U1与CAN总线之间的通讯。CAN通讯滤波电路由共模电感U5，电阻C19、C20和CAN总线保护二极管D4组成，CAN通讯滤波电路与CAN总线连接，对来自CAN总线的通讯信号进行滤波后输入至CAN收发器U4。 

为消除ESD静电释放对CAN总线的干扰，CAN通讯信号首先进入由CAN总线保护二极管D2的滤波电路消除静电干扰，经滤波的电流再送入共模电感U5，用来抑制工频电源等瞬变干扰信号。经两级滤波的信号被输入至高速CAN收发器U4，高速CAN收发器是CAN控制器与CAN物理总线之间的接口，为CAN控制器提供差动发送与接收信号功能。 

CAN收发器U4的电源与地之间使用滤波电容C16，滤除收发器输入电源相对于控制器地信号的毛刺。CAN收发器U4的STB管脚为CAN收发器使能控制管脚，由单片机芯片U1的GPIO管脚控制。CAN收发器U4的TXD、RXD管脚为CAN总线信号的输入、输出管脚，与单片机芯片U1内部集成的CAN控制器连接。 

通过以上设计的CAN通讯与信号滤波电源，可有效抑制工频电源静电干扰，保证了本实用新型的监控控制器可有效、高速的采集整车CAN数据。 

如图6和图7所示，GPRS通讯模块电路5包括GPRS芯片电路和SIM卡电路。所述GPRS芯片电路包括GPRS芯片U6，电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14，电容C21、C22、C23、C24、C25，三极管V1、V7，MOSFET管 V3和纽扣电池VBAT，其中GPRS芯片U6的型号为MG323，见图6。所述GPRS芯片U6与单片机芯片U1连接，实现单片机芯片U1与监控系统远程终端之间的GPRS通讯。GPRS芯片U6的TERM_ON管脚与电池VBAT连接，同时与三极管V1的集电极连接，三极管V1的基级通过电阻R11与单片机芯片U1的管脚连接；当管脚PWRKEY输出高电平时，三极管V1导通，TERM_ON与地连接，被拉至低电平；当管脚PWRKEY输出低电平时，三极管V1截至，TERM_ON通过限流电阻R11与电池VBAT连接，拉至高电平。本设计电路中，通过设置TERM_ON管脚电平实现GPRS芯片U6的开/关机功能，当 TERM_ON 管脚拉低持续1s后，即可开机；如果再次将 TERM_ON 管脚拉低持续1s，即可关机。GPRS芯片U6采用串行口UART与单片机芯片U1连接，GPRS芯片U6的RXD、TXD管脚分别与单片机芯片U1的TXD、RXD管脚连接。 

所述SIM卡电路包括SIM卡卡槽U7，选通控制器U8，电阻R15、R16、R17、R18和电容C26，见图7。所述SIM卡卡槽U7与GPRS芯片U6连接，SIM卡卡槽U7用于插入手机SIM卡，从而识别身份信息；SIM卡卡槽上的VCC、RES、CLK、DATA管脚分别与图6中的GPRS芯片U6相连接。选通控制器U8用于对SIM卡卡槽U7的时钟与数据线进行选通，C26为电源与地之间的滤波电容。 

如图8所示，实时时钟电路6包括时钟芯片U9，晶振Y2，电阻R19，电容C27、C28、C29、C30，二极管D4、D5和电池BT1；其中时钟芯片U9的型号为PCF8563。通过实时时钟电路6，本实用新型的监控控制器可以向监控系统用户终端发送数据的记录时间信息，使记录的数据有更好的实时性。 

为防止车辆下电时，本实用新型的监控控制器因失去供电电源而对时钟芯片U9的日历时间造成影响，导致在整车CAN报文数据上报时得不到正确的时间信息，因此，对时钟芯片U9采用监控控制器5V电源与外接电池双重供电。并为防止两种电源相互影响设计了供电互锁电路，车辆正常上电时，本实用新型的监控控制器与整车12V电源接通，通过图4中的一级电源转换电路2得到的5V电源对时钟芯片U9供电；车辆下电时，整车12V电源停止供电，此时采用外接3V电池对时钟芯片U9供电。供电互锁电路由二极管D4、D5组成，当使用监控控制器5V电源供电时，二极管D5反向截止，电池BT1不向外放电；当整车下电时，电池BT1向时钟芯片U9供电，同时二极管D4截止，避免了电池电压对控制其它器件造成影响。 

实时时钟电路6中采用独立晶振为时钟芯片U9产生基准时钟信号，晶振与芯片内部电路组成振荡器，在本电路中晶振频率选用32.768K，结果15次分频后，频率为1Hz，可以精确的得到1S的工作周期。 

时钟芯片U9与单片机芯片U1之间采用IIC串行通讯方式，通过对单片机芯片U1内IIC通讯模块的设置，其通讯的最大总线速率可达到400Kbits/s。 

通过时钟芯片U9功能的设计，确保了在整车故障传输时，能够得到车辆发生故障的精确时间。 

所述EEPROM存储器电路7包括EEPROM芯片U10和电阻R20、R21，其中EEPROM芯片U10的型号为24LC1025。当车辆发生故障地点无GPRS通讯时，先将CAN报文解析出来的整车故障码、整车状态信息与故障发生时间存入外置的非易失性存储器EEPROM芯片U10中。本实用新型的监控控制器中外接的EEPROM芯片U10可存储128Kbytes的数据，经过对存储内容的设计，每条混合动力车故障存储信息占用10bytes空间，设计的EEPROM芯片U10共可存储一万两千余条故障信息。EEPROM芯片U10的WP管脚为写保护设置管脚，使用单片机芯片U1的GPIO管脚控制。EEPROM芯片U10与单片机芯片U1之间使用IIC通讯，该EEPROM芯片U10的地址可通过对EEPROM芯片U10的A0、A1、A2管脚进行自由配置，在本实用新型的监控控制器中，将控制器地址设计为0xA1。IIC总线的信号线SDA与时钟线SCL需要通过电阻上拉至高电平，因此使用了电阻R20、R21分别进行了电平上拉，再通过单片机芯片U1的SCL与SDA管脚控制IIC总线的时钟电平与数据信号。 

通过外置EEPROM存储功能的设计，确保了整车在运行过程中故障信息的不丢失和再次上报。 

本实用新型的设计思想是：为了对新能源汽车整车进行实时监控，因此本实用新型采用了以下有效措施对混合动力汽车进行实时监控来降低车辆运行过程中的风险：（1）使用高速CAN通讯及信号滤波模块实时采集整车CAN通讯报文并进行解析，如整车控制器、驱动电机控制器、电池管理系统、发电机控制器与充电器控制器。（2）当本实用新型的监控控制器检测到混合动力车某零部件有故障产生时，通过GPRS通讯向远程监控系统用户终端发送故障信息；如车辆发生故障地点无GPRS通讯信号时，故障数据将存入控制器上的非易失性存储器，待车驶入有GPRS通讯信号地区时，再次向远程监控系统用户终端发送故障信息。故障信息准确实时上报的功能可使得车辆在发生异常或故障时尽早得到响应与解决，避免故障升级。（3）本实用新型的监控控制器通过GPRS通讯，实时接受监控系统用户终端发来的呼叫指令，当接收整车报文上传指令时，本实用新型的监控控制器将通过CAN总线实时采集的报文通过GPRS通讯上传至监控系统用户终端。当检测到可预示某种故障产生的数据时，监控系统用户终端可及时通知车主，避免故障升级。（4）在控制器软件需要更新或需要监控的整车参数有变更时，可采用GPRS通讯的方式，对本实用新型的监控控制器软件进行实时升级，避免将车辆召回的风险。 

本实用新型的工作过程为：本实用新型的监控控制器从整车采集CAN报文信号经两级滤波处理后进行数据解包与解析，将CAN报文转换成具有物理意义的数据再诊断。当混合动力车开启时刻，12V车载蓄电池对本实用新型的监控控制器供电，控制器模拟电压转换电路将12V电源转换成5V电源给控制器中的各电路模块供电。控制器上电后，持续读取整车CAN总线上车辆各零部件报文并进行解析，同时扫描监控系统终端用户通过GPRS网络发出的数据读取信息。当检测到监控系统用户终端有车辆信息读取请求时，本实用新型的监控控制器将车辆运行过程中各零部件关键数据通过GPRS模块发送给监控系统用户终端；当检测到车辆关键零部件有故障发生时，控制器主动通过GPRS通讯模块向监控系统用户终端发送车辆故障信息，如车辆发生故障地点无法接入GPRS通讯网络时，先将故障信息记录入控制器的非易失性存储器，待车辆驶入有网络通讯的地点时，再进行信息上报。通过上述措施，混合动力车的运行情况能够得到实时检测，运行过程中发生的故障情况能够实时上报至监控系统用户终端进行处理，当接收到可预见性故障报文或车辆轻微故障报文时，监控系统用户终端可及时通知车主，有效预防整车故障发生或故障升级。 

图10为监控控制器软件的框图，监控控制器软件采用模块化设计方法。本实用新型的监控控制器的软件由在线刷新软件Bootloader与应用层软件两部分组成。应用层软件由单片机初始化驱动程序、控制器逻辑程序、MCU中断程序、CAN通讯安全监控程序、CAN报文的接受与解析、时钟数据读取程序、GPRS通讯信息接收与解析程序、GPRS通讯信息的打包与发送程序、EEPROM数据存储与读取程序与软件刷新通讯模块程序组成。 

图11为监控控制器软件的逻辑程序流程图，它是一个循环过程，当混合动力车上电后，本实用新型的监控控制器正常上电，控制器逻辑程序自动运行，整个程序按照设定的方式，对各个子程序进行相应处理。 

基本过程为：系统上电，立即对单片机各功能模块进行初始化，并且使能CAN收发器、GPRS通讯模块与外置的EEPROM模块。初始化功能完成后，进入系统的主程序功能，系统的任务功能分为每10ms执行一次与每2s执行一次两种。 

本实用新型的监控控制器每10ms执行一次的任务有两个，一是实时接收与解析整车的CAN报文，当检测到整车有故障发生时，如果此时混合动力汽车位于有GPRS通讯地点时，将整车的故障信息上报至监控系统的客户终端，否则将故障代码存储控制的EEPROM中；二是通过IIC通讯总线，读取实时时钟的时间，当混合动力车发生故障时，需要将发生故障的时间作为重要信息与整车CAN报文信息一同上报至监控系统用户终端。 

本实用新型的监控控制器每2s执行一次的任务是接收监控系统客户终端通过GPRS通讯发送的指令，监控系统客户终端发送的指令有两类，第一类是实时读取安装本实用新型的监控控制器的混合动力整车信息，当控制器接收到该指令时，根据远程监控终端客户设定的读取数据的频率实时的上整车的CAN通讯报文；第二类是远程监控控制器的软件升级请求。 

图12为CAN通讯报文接收、解析的程序流程图。本实用新型的监控控制器设计的CAN通讯为高速CAN通讯，通讯波特率为500kbps，采样频率为80%。为了提高单片机的数据吞吐量，将CAN报文的接收放入XGATE协处理器中进行。当CAN报文接收寄存器满时，触发了CAN报文接收中断，根据CAN报文的优先级将CAN接收寄存器的数据按序存入报文接收结构体数组中，再对CAN报文进行解析。在CAN报文接收完毕后，将CAN报文接收寄存器满的标志位清楚，并等待下一次的CAN报文接收寄存器满标志位置位。 

图13为CAN通讯安全监控流程，车辆在运行过程中，当遇到突发的电磁干扰，将对CAN通讯的信号质量造成影响，为避免干扰现象造成的信息误报，当CAN控制器发送错误计数器TEC大于255时，CAN总线进入BusOff状态。本实用新型的监控控制器对CAN通讯信号进行了Busoff的通讯检测。CAN控制器中的Busoff寄存器状态位需要每10ms检测一次，当检测到BusOff策略需满足如下要求： 

1）应用程序需要以低于10ms的周期对CAN控制器的BusOff状态位进行检测，以防止BusOff状态丢失；

2）定义BusOff_Counter，当检测到BusOff状态时，该计数器加1，当计数器累计达到6时，记录BusOff_DTC。此后，如继续检测到BusOff，该计数器仍保持6；

3）5000ms内未检测到BusOff，BusOff_Counter计数器清零；

4）BusOff状态的恢复需要通过对CAN控制器初始化完成，当BusOff_Counter小于6时，每100ms尝试恢复。当BusOff_Counter等于6，每1000ms尝试恢复。

图14为基于GPRS的控制软件刷新流程图。控制器在工作过程中每2秒对监控系统终端客户的通过GPRS通讯模块发出的指令进行查收。当监控系统终端客户发送一个特定的指令服务后，控制器对该指令进行响应，并且对混合动力车远程监控控制器进行复位，复位后的控制器进入Bootloader区，当监控系统用户终端通过本实用新型的监控控制器Bootloader区的安全访问算法后，本实用新型的监控控制器进入程序刷新流程。首先对原有的控制器应用层程序进行擦除，并重新写入由监控系统用户终端发送的新应用层程序。程序下载完成后，本实用新型的监控控制器与监控系统用户终端进行安全冗余算法校验，如果确认下载的应用层程序准确无误，本实用新型的监控控制器自动复位后程序跳转至新的应用层程序。否则控制器通过GPRS通讯提示终端客户软件升级失败，需要重新升级软件。 

Claims (8)

1.一种混合动力汽车的远程监控控制器，其特征在于：包括单片机模块电路（1）、蓄电池、一级电源转换电路（2）、二级电源转换电路（3）、CAN通讯模块电路（4）、GPRS通讯模块电路（5）、实时时钟电路（6）和EEPROM存储器电路（7）；所述单片机模块电路（1）为混合动力车远程监控控制器的核心单元；所述蓄电池、一级电源转换电路（2）和二级电源转换电路（3）分别为其他各模块提供电源，蓄电池提供12V电源，一级电源转换电路（2）将蓄电池提供的12V电源转换为5V电源，二级电源转换电路（3）用于将一级电源转换电路（2）输出的5V电源转换为3.3V电源；所述CAN通讯模块电路（4）将来自CAN总线的报文信号进行滤波后传输给单片机模块电路（1），单片机模块电路（1）对报文信号进行解析、诊断后将结果数据通过GPRS通讯模块电路（5）发送给监控系统远程终端；所述实时时钟电路（6）用于获取车辆发生故障的精确时间，并将数据发送给单片机模块电路（1），再通过GPRS通讯模块电路（5）发送给监控系统远程终端；EEPROM存储器电路（7）与单片机模块电路（1）连接，当无GPRS通讯时，单片机模块电路（1）将解析、诊断后的结果数据储存在EEPROM存储器中，等待GPRS通讯恢复后再通过GPRS通讯模块电路（5）发送给监控系统远程终端；

所述单片机模块电路（1）包括单片机芯片U1和外围电路，外围电路包括电容C1、C2、C3、C4、C5、C6，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，晶振Y1、发光二极管D1、D2和电感L1；其中，晶振Y1、电容C1、C2和电阻R1组成晶振电路，电阻R3、R4和电容C6组成上电复位电路，发光二极管D1、D2和电阻R5、R6组成指示灯电路，电容C3、C4、C5和电感L1组成电源滤波电路；

所述一级电源转换电路（2）包括电源转换芯片U2，电容C8、C9、C10、C11、C12、C13，电阻R7和发光二极管D3；电源转换芯片U2将蓄电池提供的12V直流电源转换为5V直流电源；电容C8、C10、C11、C12、C13均为电源滤波电容，用于降低电源转换芯片U2输出电压的毛刺；电阻R7和发光二极管D3组成指示灯电路；电源转换芯片U2中集成了外部看门狗功能，电源转换芯片U2与单片机芯片U1连接，监测单片机芯片U1的程序运行状态，电容C9用于调节看门狗的最大喂狗时间；

所述二级电源转换电路（3）包括电源转换芯片U3和电容C14、C15、C16；电源转换芯片U3将电源转换芯片U2输出的5V直流电源转换为3.3V直流电源；电容C14、C15、C16均为电源滤波电容，用于降低电源转换芯片U3输出电压的毛刺；

所述CAN通讯模块电路（4）包括CAN收发器电路和CAN通讯滤波电路；CAN收发器电路由CAN收发器U4和电阻C16、17、18组成，通过CAN收发器U4实现单片机芯片U1与CAN总线之间的通讯；CAN通讯滤波电路由共模电感U5，电阻C19、C20和CAN总线保护二极管D4组成，CAN通讯滤波电路与CAN总线连接，对来自CAN总线的通讯信号进行滤波后输入至CAN收发器U4；

所述GPRS通讯模块电路（5）包括GPRS芯片电路和SIM卡电路；所述GPRS芯片电路包括GPRS芯片U6，电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14，电容C21、C22、C23、C24、C25，三极管V1、V7，MOSFET管 V3和纽扣电池VBAT；所述GPRS芯片U6与单片机芯片U1连接，实现单片机芯片U1与监控系统远程终端之间的GPRS通讯；所述SIM卡电路包括SIM卡卡槽U7，选通控制器U8，电阻R15、R16、R17、R18和电容C26；所述SIM卡卡槽U7与GPRS芯片U6连接，SIM卡卡槽U7用于插入手机SIM卡，从而识别身份信息；选通控制器U8用于对SIM卡卡槽U7的时钟与数据线进行选通；

所述实时时钟电路（6）包括时钟芯片U9，晶振Y2，电阻R19，电容C27、C28、C29、C30，二极管D4、D5和电池BT1，用于获取车辆发生故障的精确时间；

所述EEPROM存储器电路（7）包括EEPROM芯片U10和电阻R20、R21，当无GPRS通讯时，用于暂时存储单片机模块电路（1）解析、诊断后的结果数据。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车的远程监控控制器，其特征在于：所述单片机芯片U1的型号为MC9S12XET256。

3.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车的远程监控控制器，其特征在于：所述电源转换芯片U2的型号为L4995。

4.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车的远程监控控制器，其特征在于：所述电源转换芯片U3的型号为AS1117。

5.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车的远程监控控制器，其特征在于：所述CAN收发器U4的型号为TJA1040。

6.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车的远程监控控制器，其特征在于：所述GPRS芯片U6的型号为MG323。

7.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车的远程监控控制器，其特征在于：所述时钟芯片U9的型号为PCF8563。

8.根据权利要求1所述的一种混合动力汽车的远程监控控制器，其特征在于：所述EEPROM芯片U10的型号为24LC1025。

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