CN209028476U

CN209028476U - 一种机动车obd数据采集仪

Info

Publication number: CN209028476U
Application number: CN201821940206.2U
Authority: CN
Inventors: 王晓峰; 郝潇
Original assignee: Shanxi University
Current assignee: Shanxi University
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2019-06-25
Anticipated expiration: 2028-11-23

Abstract

本实用新型公开了一种机动车OBD数据采集仪，包括：DC‑DC稳压电源、微控制器、CAN接口模块、KWP2000接口模块、RS232输出模块及指示灯，采用了通过机动车诊断电脑采集机动车信号的方法，相比通过人工接线采集开关量、安装附加传感器到机动车上来采集转速/车速信号等传统方法，具有采集数据无需标定、准确性高、实时性好等特点，有效降低了因为信号采集不准确、不可靠导致的考试失败等问题；采用的微控制器运算速度快、计算精度高、体积小、功耗低；采用OBD接口供电，具有自动激活功能。

Description

一种机动车OBD数据采集仪

技术领域

本实用新型涉及车辆通信控制领域，特别是涉及一种机动车OBD数据采集仪。

背景技术

近十年来，中国的机动车保有量获得了飞速增长。机动车产销量的快速增长，一方面对社会经济做出贡献，提高了生产效率，促进了中国的城市化进程。另一方面，机动车保有量快速增长也带来了很多乱象，造成了新时期的社会问题，比如交通事故的增加、人员财产损失的增长等。所以，社会对机动车驾驶员培训水平、培训内容等提出了越来越高的要求。

基于以上情况，公安部在2012年发出了123部令，明确指出要提高驾驶人考试全面规范化、自动化。此举措可以有效提高驾驶人考试的质量，并减少人为干预，防止以权谋私等乱象出现。由此产生了新一代的驾驶人考试系统（以下简称驾考系统）。

在新驾考系统中，实现对机动车上各类信号（例如：安全带、车门、转速、车速等）准确、实时的采集是驾考系统正常工作、产生正确考试成绩的重要基础。通过OBD诊断接口连入机动车内部数字网络，获得并充分利用机动车内部传感器信号，无疑是一种高效、准确、低成本的采集方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决上述现有技术的不足之处而提供一种机动车OBD数据采集仪。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种机动车OBD数据采集仪，包括：DC-DC稳压电源、微控制器、CAN接口模块、KWP2000接口模块、RS232输出模块及指示灯；其中，所述DC-DC稳压电源连接至车载诊断系统的供电电源，并连接至微控制器和CAN接口模块进行供电；CAN接口模块和KWP2000接口模块设置于微控制器和车载诊断系统之间，以将车载诊断系统的数据传输到所述微控制器，所述微控制器连接RS232输出模块，RS232输出模块连接数据处理设备，将车载诊断系统的数据从微控制器传输到数据处理设备，所述微控制器连接指示灯进行控制。

其中，车载诊断系统连接DC-DC稳压电源，提供12V直流电压；所述DC-DC稳压电源连接微控制器、CAN接口模块及RS232输出模块，提供3.3V直流电压。

其中，微控制器为STM32F072C8T6单片机。

其中，KWP2000接口模块通过车载诊断系统提供12V直流电压进行供电。

其中，微控制器STM32F072C8T6单片机通过发送TTL电平信号与CAN接口模块、KWP2000接口模块、RS232输出模块及指示灯进行信号传输。

其中，RS232输出模块连接一4Pin接线端子，连接至数据处理设备。

区别于现有技术，本实用新型的机动车OBD数据采集仪通过人工接线采集开关量、安装附加传感器到机动车上来采集转速/车速信号，通过诊断电脑采集机动车信号的方法，具有采集数据无需标定、准确性高、实时性好等特点，有效降低了因为信号采集不准确、不可靠导致的考试失败等问题；采用的微控制器运算速度快、计算精度高、体积小、功耗低；采用OBD接口供电，具有自动激活功能。本设计实现了即插即用、插上后不管的特点，安装使用非常方便，可以节省大量人工成本和维护成本，有效减少驾驶人考试系统部署时间。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种机动车OBD数据采集仪的结构示意图。

图2是本实用新型提供的一种机动车OBD数据采集仪的微控制器的控制电路示意图。

图3是本实用新型提供的一种机动车OBD数据采集仪的CAN接口模块的控制电路示意图。

图4是本实用新型提供的一种机动车OBD数据采集仪的KWP2000接口模块的控制电路示意图。

图5是本实用新型提供的一种机动车OBD数据采集仪的DC-DC稳压电源的控制电路示意图。

图6是本实用新型提供的一种机动车OBD数据采集仪的RS232接口模块的控制电路示意图。

图7是本实用新型提供的一种机动车OBD数据采集仪的指示灯模块的控制电路示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

参阅图1，图1是本实用新型提供的一种机动车OBD数据采集仪的结构示意图。该数据采集仪包括：DC-DC稳压电源1、微控制器2、CAN接口模块3、KWP2000接口模块4、RS232输出模块5及指示灯6；其中，所述DC-DC稳压电源1连接至车载诊断系统101的供电电源，并连接至微控制器2和CAN接口模块3进行供电；CAN接口模块3和KWP2000接口模块4设置于微控制器2和车载诊断系统101之间，以将车载诊断系统101的数据传输到所述微控制器2，所述微控制器2连接RS232输出模块5，RS232输出模块5连接数据处理设备（未标示），将车载诊断系统101的数据从微控制器2传输到数据处理设备，所述微控制器2连接指示灯6进行控制。

进一步，车载诊断系统101连接DC-DC稳压电源1，提供12V直流电压；所述DC-DC稳压电源1连接微控制器2、CAN接口模块3及RS232输出模块5，提供3.3V直流电压。

进一步，微控制器2为STM32F072C8T6单片机。

进一步，KWP2000接口模块4通过车载诊断系统101提供12V直流电压进行供电。

进一步，微控制器1的STM32F072C8T6单片机通过发送TTL电平信号与CAN接口模块3、KWP2000接口模块4、RS232输出模块5及指示灯6进行信号传输。

进一步，RS232输出模块5连接一4Pin接线端子7，连接至数据处理设备。

示例的，车载诊断系统101是由机动车生产厂家生产安装在机动车内部的设备，用于实现对机动车各项状态数据的采集，如：转速、车速、远近光、车门开闭、转向灯、蓄电池电压及当前档位（自动档）信号；同时也实现各类控制功能，如门窗开闭和排放管理。车载诊断系统101及其他机动车控制模块，都挂接在相同协议的数字总线上，以实现各功能模块之间的数据通信。数字总线具体来说，早期的OBD诊断系统采用KWP2000协议；2009年后国家统一标准要求安装OBDII诊断系统，采用了CAN协议。目前两种总线在同一种OBD接口上同时存在，占用不同的引脚。采集仪接入OBD诊断接口，通过CAN或KWP2000其中一种协议向车载诊断系统101发送对应指令，就可以获得车载诊断系统101回发的机动车当前各项参数。

在收到参数后，根据CAN或KWP2000协议规定的数据格式解析出各项数据，最后将数据通过RS232接口模块5发送到数据处理设备。数据处理设备依据这些数据，结合各项考试科目的具体要求，最后评判出考试成绩。

具体的，微控制器2的控制电路如图2所示。微控制器2为U2 STM32F072C8T6。微控制器2连接了12MHz无源晶振X1作为主振荡器，陶瓷电容C4、C5连接到晶振输IN、OUT脚，为晶振负载电容。陶瓷电容C8、C9、C10、C11连接到微控制器，作为旁路电容为U2的+3.3V电源提供滤波。使用P1作为仿真/下载接口。R1连接U2的44脚和GND，实现对U2启动引导方式的选择。引脚12、13为KWP2000协议数据收发端，引脚32、33为CAN协议数据收发端，引脚30、31为RS232数据收发端，引脚7为U2的复位使能脚，引脚3、4连接指示灯电路。

CAN接口模块3的控制电路如图3所示。U6 TJA1040T为CAN总线收发器，实现CAN总线的PHY层功能，对CAN信号在TTL电平（引脚1、4）与差分信号（引脚6、7）间进行转换。C14为+5V电源的滤波电容。R11和R13为CAN总线平衡电阻。U5为双向TVS管，为U6提供保护，防止电涌、静电等损坏U6。C15为电容，为U6的共模稳态输出端提供旁路滤波。

KWP2000接口模块的控制电路如图4所示。U4 L9637D为KWP2000总线收发器，实现KWP2000总线的PHY层功能，对KWP2000信号在TTL电平（引脚1、4）与KWP2000协议电平（引脚6）间进行转换。C13为+3.3V电源的滤波电容。R9、R10为KWP2000总线上拉电阻，根据具体车型区别，可选用1个或2个上拉电阻，来为KWP2000总线提供合适的电平变化范围。7脚与+12V供电网络连接，进行供电。

DC-DC稳压电源的控制电路如图5所示。通过插座与机动车的车载诊断系统101的+12V直流电源相连。外接电源POWER经Fa1自恢复保险丝和防反接二极管D1，接滤波电路CP1提供电源输入端滤波。U7 78L05为线性稳压芯片，输入+12V，输出+5V，C2为输出端滤波电容。然后+5V作为输入，接到U3 LT1117-3.3V的输入端，U3 LT1117-3.3V为线性稳压芯片，输入+5V，输出+3.3V，C6为输出端滤波电容。

RS232接口模块的控制电路如图6所示。Ug7 MAX3232及附属电路实现微控制器U2的 UART信号在TTL电平到RS232电平之间转换，实现微控制器U2与数据处理设备101的通信功能。陶瓷电容Cg9、Cg10为电荷泵电容。陶瓷电容Cg6、Cg7、Cg8为+3.3V和Ug7内部电路提供旁路滤波。

指示灯模块6的控制电路如图7所示。LED LD3与限流电阻R8构成协议状态指示灯，指示采集仪目前工作在KWP2000或CAN协议状态。LED LD4与限流电阻R10构成采集仪激活状态指示灯，指示采集仪当前是否激活总线并进入采集状态。

区别于现有技术，本实用新型的机动车OBD数据采集仪采用诊断电脑采集机动车信号的方法，具有采集数据无需标定、准确性高、实时性好等特点，有效降低了因为信号采集不准确、不可靠导致的考试失败等问题；采用的微控制器处理时运算速度快、计算精度高、体积小、功耗低；采用OBD接口供电，具有自动激活功能。本设计实现了即插即用、插上后不管的特点，安装使用非常方便，可以节省大量人工成本和维护成本，有效减少驾驶人考试系统部署时间。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种机动车OBD数据采集仪，其特征在于，包括：DC-DC稳压电源、微控制器、CAN接口模块、KWP2000接口模块、RS232输出模块及指示灯；其中，所述DC-DC稳压电源连接至车载诊断系统的供电电源，并连接至微控制器和CAN接口模块进行供电；CAN接口模块和KWP2000接口模块设置于微控制器和车载诊断系统之间，以将车载诊断系统的数据传输到所述微控制器，所述微控制器连接RS232输出模块，RS232输出模块连接数据处理设备，将车载诊断系统的数据从微控制器传输到数据处理设备，所述微控制器连接指示灯进行控制。

2.根据权利要求1所述的机动车OBD数据采集仪，其特征在于，所述车载诊断系统连接DC-DC稳压电源，提供12V直流电压；所述DC-DC稳压电源连接微控制器、CAN接口模块及RS232输出模块，提供3.3V直流电压。

3.根据权利要求1所述的机动车OBD数据采集仪，其特征在于，所述微控制器为STM32F072C8T6单片机。

4.根据权利要求1所述的机动车OBD数据采集仪，其特征在于，所述KWP2000接口模块通过车载诊断系统提供12V直流电压进行供电。

5.根据权利要求3所述的机动车OBD数据采集仪，其特征在于，所述微控制器STM32F072C8T6单片机通过发送TTL电平信号与CAN接口模块、KWP2000接口模块、RS232输出模块及指示灯进行信号传输。

6.根据权利要求1所述的机动车OBD数据采集仪，其特征在于，RS232输出模块连接一4Pin接线端子，连接至数据处理设备。