CN207291904U - 一种基于obd的车载空调控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于OBD的车载空调控制系统，包括依次电连接的ECU、OBD系统和后视镜处理器；OBD系统通过汽车OBD接口与ECU连接，OBD系统通过OBD读取设备与后视镜处理器电连接；ECU分别与汽车电源和开关电路电连接；开关电路分别与汽车电源和车载空调电连接；后视镜处理器分别与蓄电池、SPEAKER模块、报警模块和LCD电连接；OBD读取设备与蓄电池电连接，OBD读取设备通过UART扩展总线与OBD系统连接；OBD系统包括数据采集单元和通信单元；数据采集单元通过UART扩展总线与通信单元连接；数据采集单元包括MCU控制器、环境监测模块和电源模块；通信单元与云端、服务器端和移动终端实现通信。

Description

一种基于OBD的车载空调控制系统

技术领域

本实用新型属于车载OBD的技术领域，具体涉及一种基于OBD的车载空调控制系统。

背景技术

OBD是英文On-Board Diagnostic的缩写，中文翻译为“车载诊断系统”。这个系统随时监控发动机的运行状况和尾气后处理系统的工作状态，一旦发现有可能引起排放超标的情况，会马上发出警示。当系统出现故障时，故障灯(MIL)或检查发动机(Check Engine)警告灯亮，同时OBD系统会将故障信息存入存储器，通过标准的诊断仪器和诊断接口可以以故障码的形式读取相关信息。根据故障码的提示，维修人员能迅速准确地确定故障的性质和部位。而上述的检测反馈模式，为被动式的检测，即当汽车出现故障时才会发出警报，且车主不能实现知晓汽车内的各个相关数据，以便及时处理，而不是到很糟糕的情况下才开启报警。

除此，现有车载空调系统大多采用晶体管作为开关器件，如果直接使用晶体管控制开关，那么晶体管就要承受220 V高压，这就必须使用耐高压的晶体管和大功率晶体管。这不仅会使电路的制作成本提高，而且检修时的安全性也难有所保证。因为晶体管的电压高、电流大，就必然需要加散热片，散热片就可能带电，晶体管的三个脚也可能带电，这样就非常不安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于OBD的车载空调控制系统，以解决节现有汽车车载空调成本高、安全性低和智能程度低的问题。

为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

提供一种基于OBD的车载空调控制系统，其包括依次电连接的ECU、OBD系统和后视镜处理器；OBD系统通过汽车OBD接口与ECU连接，OBD系统通过OBD读取设备与后视镜处理器电连接；

ECU分别与汽车电源和开关电路电连接；开关电路分别与汽车电源和车载空调电连接；开关电路的开关器件为继电器，继电器内置有电磁铁；后视镜处理器分别与蓄电池、温湿度传感器、SPEAKER模块、蜂鸣器和LCD液晶显示屏电连接；OBD读取设备与蓄电池电连接，OBD读取设备通过UART扩展总线与OBD系统连接。

OBD系统包括数据采集单元和通信单元；数据采集单元通过UART扩展总线与通信单元连接；数据采集单元包括MCU控制器、环境监测模块和电源模块；电源模块和MCU控制器之间设有CAN收发器和调压电路；MCU控制器分别与LED指示灯和UART电平转换电路电连接；通信单元与云端、服务器端和移动终端实现通信；通信单元包括通信控制器；通信控制器分别与4G模块、SIM卡、LTE模块、WIFI模块、GPS导航模块电连接；SIM卡分别与4G模块和LTE模块电连接。

优选地，后视镜处理器为A7处理器；MCU控制器为STM32F103C8T6单片机；通信控制器为MT6572。

优选地，环境监测模块包括型号为TS600-4的气体检测仪和型号为NOS-FVA200的碰撞传感器；温湿度传感器为PT-100温湿度传感器；蜂鸣器为型号为QMB-105A；SPEAKER模块为RB-02S093声音输出SPEAKER模块；LCD液晶显示屏为QM10 LCD液晶显示屏；OBD读取设备为EST527-MINIS车联网OBD智能信息模块。

优选地，电源模块为12V直流电源，并与汽车OBD接口连接。

优选地，GPS导航模块为EG12-UB多模定位模块；SIM卡为MIC SIM卡；所述LTE模块为R5-Router TD-LTE模块；WIFI模块为zbt-wm8302rt无线WIFI模块；4G模块型号为USR-G402tf-mPCle。

优选地，移动终端包括手机、平板或PC端。

本实用新型提供的基于OBD的车载空调控制系统，具有以下有益效果：

本实用新型通过OBD读取设备将OBD系统和后视镜相连接，并读取OBD系统中采集的汽车的各个参数数据，实时上传到后视镜处理器内，并显示于LCD液晶显示屏上，便于用户直观的观看。当相关的参数数据超过设定值时，后视镜上的SPEAKER模块语音提示用户，且蜂鸣器发出报警，警示用户，为用户的行车做好保驾护航的工作。除此，与后视镜处理器相连的温湿度传感器，将检测到的车内温湿度信息传输到后视镜处理器中，并通过OBD系统将该数据传输到ECU中，进而ECU控制开关电路，驱动空调开启。其中开关电路中采用继电器作为开关器件，继电器内有一个被制成电磁铁的线圈，通电时电磁铁会动作，从而带动触点开合，触点上的电压和继电器线圈是隔离的，所以控制继电器线圈的电路中不会有高压，非常安全，进而实现空调安装和维护的安全性。

具体的，OBD系统在实时检测发动机的运行状况外，还实现对汽车碰撞程度的实时检测，并将上述数据传送到MCU控制器内，当碰撞的程度超过设定值时，MCU控制器控制将数据信息传送到后视镜处理器中，并通过SPEAKER模块语音提示用户。同时，通过4G模块、LTE模块、SIM卡和WIFI模块，与移动终端、云端和服务器端通信，将汽车内的相关数据实时传输到用户的移动终端，便于用户实时知晓汽车内的各个参数，当用户发现参数数据不在正常范围内时，便可实现对汽车的主动维修，避免汽车发生故障，导致意外；上传到云端，实现数据的备份；上传到服务器端，服务器端为车辆生产方的服务端/保安系统端，当车辆出现异常情况时，相关工作人员将主动联系用户，了解具体情况，并对各种情况做出相应对策。

本实用新型构思巧妙，将车载ECU、OBD系统和后视镜有机的结合在一起，配合开关电路，实现对汽车内空调自动化的控制，使车内时刻保持一个舒适的环境，具有较强的实用性。

附图说明

图1为基于OBD的车载空调控制系统的原理框图。

图2为基于OBD的车载空调控制系统的OBD系统的原理框图。

图3为基于OBD的车载空调控制系统的开关电路的电路图。

图4为基于OBD的车载空调控制系统的调压电路图。

图5为基于OBD的车载空调控制系统的电平转换电路。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

根据本申请的一个实施例，参考图1-5所示，本方案的基于OBD的车载空调控制系统，其包括依次电连接的ECU、OBD系统和后视镜处理器；OBD系统通过汽车OBD接口与ECU连接；后视镜处理器通过OBD读取设备与OBD系统电连接。

ECU分别与汽车电源和开关电路电连接；开关电路分别与汽车电源和车载空调电连接；开关电路的开关器件为继电器，继电器内置有电磁铁。

参考图3，开关电路，从图中可知，在继电器内有一个制成电磁铁的线圈。ECU给予开关电路一个控制信号，该控制信号为高电平，控制信号经过电阻R1，转变为低电平信号，此时控制晶体管导通，继电器中的电磁铁动作，带动继电器触点开合，即实现车载空调开闭的功能，由于触点上的电压和继电器线圈是隔离的，所以控制继电器线圈的电路中不会出现高压，非常安全。其中继电器为RXMc小型控制继电器，电阻R1为10k欧姆，R2为1k欧姆。

OBD读取设备为EST527-MINIS车联网OBD智能信息模块，用于将OBD采集的汽车内的各个参数实时读取，并传送到后视镜处理器中，进而显示在后视镜的LCD液晶显示屏上，如此，便于用户直观的观看各个数据。

后视镜处理器分别与蓄电池、SPEAKER模块、蜂鸣器和LCD液晶显示屏电连接，OBD读取设备与蓄电池电连接，为蓄电池供电。

其中，温湿度传感器为PT-100温湿度传感器，其精度为0.01，具有较高的检测精度。蜂鸣器型号为为QMB-105A；SPEAKER模块为RB-02S093声音输出SPEAKER模块，用于语音提示；LCD液晶显示屏为QM10 LCD液晶显示屏，用于显示OBD系统采集的汽车参数。

OBD系统包括数据采集单元和通信单元，数据采集单元通过UART扩展总线与通信单元连接。

数据采集单元包括MCU控制器、环境监测模块和电源模块，电源模块和MCU控制器之间设有CAN收发器和调压电路；MCU控制器分别与LED指示灯和UART电平转换电路电连接。

参考图4，调压电路，主要器件是通用稳压集成块ＬＭ７２３，其内部含有启动电路、恒流源、基准稳压源、过流保护等电路。配合大功率调整管，可输出０～２０Ｖ连续可调的稳定电压，最大输出电流可达２Ａ，并且具有过流保护功能。

正常使用时，LED1和LED2二极管同时闪亮，调节电位器Ｗ可使输出电压在０～２０Ｖ范围内调节。当输出端出现过流或短路时，Ｒ１两端的压降大于０．６Ｖ，Ｑ３、Ｑ４导通，此时LED1熄灭，Ｄ７导通，ＬＭ７２３的13引脚电压下降接近０Ｖ，内部检测电路动作，其11引脚输出高电压２３Ｖ，使Ｑ１、Ｑ２截止，因此无电压输出，起到保护作用。本图说明中的ＬＭ７２３、LED1、LED2、Ｒ１、Ｑ３、Ｑ４、Ｄ７和其它电路符号的型号或数值具体请参见图2。

参考图5，电平转换电路，将输入时钟调节为适应正、负电压电平。电平转换电路包括快速切换的晶体管Q1和Q2。用户选择电平转换为高和转换为低，这是直流偏置电压，连接到晶体管的射极，以匹配于所需要的输出高逻辑电平和低逻辑电平。C1、R1、D1、C2、R2和D2使Q1和Q2的基极电压保持在接近于射极电压。Q1、Q2、C1、R1、D1、C2、R2和D2的相关型号或者具体数值，参见图3。

通信单元与云端、服务器端和移动终端实现通信，云端实现数据的实时备份，对于汽车的性能研究具有重要意义。服务器端为车辆生产方的服务端/保安系统端，当车辆出现异常情况时，相关工作人员将主动联系用户，了解具体情况，并对各种情况做出相应对策。移动终端为移动终端包括手机、平板或PC端，便于用户实时查询爱车的性能数据，若有问题，主动维护。

通信单元包括通信控制器；通信控制器分别与4G模块、SIM卡、LTE模块、WIFI模块、GPS导航模块电连接；SIM卡分别与4G模块和LTE模块电连接。

MCU控制器为STM32F103C8T6单片机；通信控制器为MT6572，MCU控制器和通信控制器均焊接于PCB板上，两者通过UART扩展总线相连接。

环境监测模块包括型号为TS600-4的气体检测仪和型号为NOS-FVA200的碰撞传感器。

电源模块为12V直流电源，并与汽车OBD接口连接，为系统供电。

GPS导航模块为EG12-UB多模定位模块，实现汽车的导航定位，并将导航定位的信息上传至STM32F103C8T6单片机。

SIM卡为MIC SIM卡，其内存储有用户的联系方式，并通过MT6572中的通信模块实现与用户移动终端的实时通信。

LTE天线为R5-Router TD-LTE模块，提升数据在多频率范围内的传输速率。

WIFI模块为zbt-wm8302rt无线WIFI模块，实现与移动终端的无线通信。

碰撞传感器为NOS-FVA200高速碰撞传感器，实时检测车内碰撞的情况，包括驾驶中的碰撞和静止时的被动式碰撞，并将碰撞的信息传送到STM32F103C8T6单片机内，通过WIFI模块和4G模块将此信息传送到用户的移动终端和相关的安保系统端，安保系统为车辆生产方的服务端/保安系统端，当碰撞的程度较大时，车辆生产方的服务端/保安系统端的工作人员将及时联系用户，知晓具体情况，并采取相应措施。其人性化的设置，更易于保证用户的生命财产。

以下对本方案的基于OBD的车载空调控制系统的工作流程做具体说明：

温湿度传感器实时检测车内温度和湿度信息，并将该信息以电信号传送到后视镜处理器内，后视镜处理器讲此信息传送到OBD系统中的STM32F103C8T6单片机中。当温湿度值不在正常范围内时，STM32F103C8T6单片机发送控制指令到ECU中，ECU接收指令，并给与开关电路一个驱动控制信号，并作用于车载空调，使其自动调节车内温湿度，使车内时刻保持一个舒适的环境。

环境检测仪和碰撞传感器，分别实时检测车内环境信息（氧气、一氧化碳和硫化氢浓度）和汽车的碰撞状况，并将上述信息传送到STM32F103C8T6单片机内，STM32F103C8T6单片机与MT6572通信，并通过WIFI模块、和4G模块、SIM卡和LTE模块将此信息传送到用户的移动终端和服务器端，实时监测车内的相关数据，实现对汽车故障的提前预警和主动维护。

同时，OBD读取设备读取STM32F103C8T6单片机中的数据信息，并将读取的数据显示于后视镜的LCD液晶显示屏上。当用户在行驶时，若检测到的数据值超过设定的正常值范围内时，后视镜中的A7处理器控制蜂鸣器启动报警，同时SPEAKER模块语音警示用户。

本实用新型构思巧妙，将OBD系统和后视镜有机的结合在一起，实现对汽车内各个参数检测的智能化和自动化，人性化的设计保证用户在行车中的安全，具有较强的实用性。

虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于OBD的车载空调控制系统，其特征在于：包括依次电连接的ECU、OBD系统和后视镜处理器；所述OBD系统通过汽车OBD接口与ECU连接，OBD系统通过OBD读取设备与后视镜处理器电连接；

所述ECU分别与汽车电源和开关电路电连接；所述开关电路分别与汽车电源和车载空调电连接；所述开关电路的开关器件为继电器，继电器内置有电磁铁；所述后视镜处理器分别与蓄电池、温湿度传感器、SPEAKER模块、蜂鸣器和LCD液晶显示屏电连接；所述OBD读取设备与蓄电池电连接，OBD读取设备通过UART扩展总线与OBD系统连接；

所述OBD系统包括数据采集单元和通信单元；所述数据采集单元通过UART扩展总线与通信单元连接；所述数据采集单元包括MCU控制器、环境监测模块和电源模块；所述电源模块和MCU控制器之间设有CAN收发器和调压电路；所述MCU控制器分别与LED指示灯和UART电平转换电路电连接；所述通信单元与云端、服务器端和移动终端实现通信；所述通信单元包括通信控制器；所述通信控制器分别与4G模块、SIM卡、LTE模块、WIFI模块、GPS导航模块电连接；所述SIM卡分别与4G模块和LTE模块电连接。

2.根据权利要求1所述的基于OBD的车载空调控制系统，其特征在于：所述后视镜处理器为A7处理器；所述MCU控制器为STM32F103C8T6单片机；所述通信控制器为MT6572。

3.根据权利要求1所述的基于OBD的车载空调控制系统，其特征在于：所述环境监测模块包括型号为TS600-4的气体检测仪和型号为NOS-FVA200的碰撞传感器；所述温湿度传感器为PT-100温湿度传感器；所述蜂鸣器为型号为QMB-105A；所述SPEAKER模块为RB-02S093声音输出SPEAKER模块；所述LCD液晶显示屏为QM10LCD液晶显示屏；所述OBD读取设备为EST527-MINIS车联网OBD智能信息模块。

4.根据权利要求1或2所述的基于OBD的车载空调控制系统，其特征在于：所述电源模块为12V直流电源，并与汽车OBD接口连接。

5.根据权利要求1所述的基于OBD的车载空调控制系统，其特征在于：所述GPS导航模块为EG12-UB多模定位模块；所述SIM卡为MIC SIM卡；所述LTE模块为R5-Router TD-LTE模块；所述WIFI模块为zbt-wm8302rt无线WIFI模块；所述4G模块型号为USR-G402tf-mPCle。

6.根据权利要求1所述的基于OBD的车载空调控制系统，其特征在于：所述移动终端包括手机、平板或PC端。