CN209433218U - 一种基于tl718的车辆状态监控终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于TL718的车辆状态监控终端,包括总控制器U1，以及与总控制器U1连接的定位电路和通信执行电路；所述的总控制器U1还连接有OBD接口电路，所述的OBD接口电路设置有OBD II接口，OBD II接口通过数据线与车载电脑的OBD接口连接。本实用新型通过OBD接口电路与车载电脑的OBD接口连接，可以实时的获取车辆位置、车速、冷却液温度、气节门绝对位置的状态信息。再通过通信执行电路与远程服务器建立通信链路，并将信息发送到远程服务器。

Description

一种基于TL718的车辆状态监控终端

技术领域

本实用新型涉及一种车载监控终端装置，具体涉及一种基于TL718的车辆状态监控终端。

背景技术

如今，车辆监控系统已经趋于成熟的阶段，通过车辆自带的ECU可以实时的了解车辆位置、发动机转速等状态，可以实时的监测汽车的车速、冷却液温度、气节门绝对位置等状态信息。车载ECU的设计，其初衷是用于对车辆进行故障自诊断和自我保护。

目前，国内现有的物流车辆监控终端多采用GPS芯片或视频监控的技术，来监测物流车辆的位置和货物的安全；以此达到实时远程监控物流车辆和货物的目的。然而，视频监控只可直观获得车辆和货物周围环境情况，并不能对车辆自身状态信息进行实时的远程监测。因此依旧无法避免车辆自身损坏或车辆发生意外，使得货物造成的延时交货或丢失货物带来的损失。

发明内容

针对上述的技术问题，本技术方案提供了一种基于TL718的车辆状态监控终端，通过OBD接口电路中的OBD II接口与车载电脑的OBD接口连接，可以实时的获取车辆位置、车速、冷却液温度、气节门绝对位置的状态信息。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种基于TL718的车辆状态监控终端,包括总控制器U1，以及与总控制器U1连接的定位电路和通信执行电路；所述的总控制器U1还连接有OBD接口电路，所述的OBD接口电路设置有OBD II接口，OBD II接口通过数据线与车载电脑的OBD接口连接。

进一步的，所述OBD接口电路中设置有主芯片，主芯片与OBD II接口之间连接有SAE J1850总线、ISO K总线和CAN总线三部分组成的电平转换电路。

进一步的，所述的SAE J1850总线采用可变脉冲调制VPW和脉宽调制PWM两种工作模式。

进一步的，所述的ISO K总线采用双K线。

进一步的，所述OBD II接口采用16引脚诊断接口。

进一步的，所述16引脚诊断接口的2、6、7、10、14和15为诊断引脚；所述的2、6、7、10、14和15引脚不被同时使用。

进一步的，所述OBD II接口的16引脚连接有单向二极管。

进一步的，所述的定位电路设置有与卫星系统连接、用于联合定位的天线。

进一步的，所述的天线旁连接有给天线提供馈电的一个390nH的电感。

进一步的，所述的总控制器U1采用的是STM32F107VCT6芯片；所述OBD接口电路中的主芯片采用的是TL718芯片，所述通信执行电路采用的是MG323芯片；所述定位电路采用的是UM220芯片。

（三）有益效果

本实用新型提出的一种基于TL718的车辆状态监控终端，与现有技术相比较，其具有以下有益效果：

（1）本技术方案通过OBD接口电路中的OBD II接口与车载电脑的OBD接口连接，可以实时的获取车辆位置、车速、冷却液温度、气节门绝对位置的状态信息。

（2）TL718芯片作为主控制器U1与OBD II接口通信的桥梁，集成了多种常规的汽车诊断通信协议，自动适应KPW2000等OBD诊断协议。TL718芯片通过OBD II接口与车载电脑建立连接后，主控制器U1通过RS232电平转换电路与OBD II接口电路中的TL718芯片连接，主控制器U1只需通过RS232电平转换电路对TL718芯片发送OBD指令查询车辆状态，TL718芯片自动将OBD命令封装成通信协议数据帧，再通过OBD II接口发送给车载电脑。接着TL718芯片接收到车载电脑发送的响应数据帧后，它将响应数据帧的数据部分发送给主控制器U1，主控制器U1再通过通信执行电路与远程服务器建立通信链路，并将响应数据帧的内容发送到远程服务器。

（3）SAE J1850总线采用可变脉冲调制VPM和脉宽调制PWM两种工作模式，以及ISOK总线采用双K线；使得OBD接口电路可以实现低电平和高电平的不同工作状态。

（4）将OBD系统中的OBD II接口采用16引脚诊断接口，其2、6、7、10、14和15作为诊断引脚使用。由于使用的通信协议不同，这些引脚不是同时被使用。

（5）OBD II接口中连接的单向二极管，可以利用二极管的单向导通性，保证汽车电源的安全。

（6）定位电路中采用UM220芯片作为定位电路的核心，它支持多卫星系统联合定位。并通过一个390nH的电感给天线提供馈电。为了保证系统性能，在模块VCC、VCC_RF与地之间放置了旁路电容以提高电压的稳定性。

（7）将总控制器U1采用的是STM32F107VCT6芯片；所述OBD接口电路采用的是TL718芯片，所述通信执行电路采用的是MG323芯片；所述定位电路采用的是UM220芯片。整个电路中采用有线和无线混合通信方式，具有便携化、成本低、维护方便、自动化、智能化程度高等优点。非常适用于对物流车辆自身状态实时监测，对于提升物流车辆的自动化管理水平，实时监控货物的安全以及承载货物的车辆信息，可以保证货物的准时送达以及避免物流车辆以外的发生。

附图说明

图1是本实用新型中整体结构示意框图。

图2是本实用新型中电源电路的连接示意图。

图3是本实用新型中主控制器的电路连接示意图。

图4是本实用新型中OBD电路的整体结构示意框图。

图5是汽车端OBD II接口的结构示意图。

图6是OBD电路中的TL718芯片的电路连接示意图。

图7是OBD电路中的SAE J1850总线的电路连接示意图。

图8是OBD电路中的ISO K总线的电路连接示意图。

图9是OBD电路中的CAN总线的电路连接示意图。

图10是OBD电路中的OBD II接口的电路连接示意图。

图11是OBD电路中的RS232电平转换电路的连接示意图。

图12是本实用新型中定位电路的电路连接示意图。

图13是本实用新型中通信执行电路的电路连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围。

实施例：

如图1所示，一种基于TL718的车辆状态监控终端,包括总控制器U1和电源电路，以及与总控制器U1连接的定位电路和通信执行电路；以及与总控制器U1通过RS232电平转换电路连接的OBD接口电路。其中，总控制器U1采用的是STM32F107VCT6芯片；OBD接口电路采用的是TL718芯片，通信执行电路采用的是MG323芯片；定位电路采用的是UM220芯片。

其中，如图2所示，电源电路包括P1接口和P2接口，P1接口和P2接口的输入端输入12V电压，输出端与电压转换电路L7805连接，将12V电压转换为5V电压；电压转换电路L7805的输出端与电压转换电路IC1连接，将5V电压转换为3.3V电压。其中电压转换电路L7805和电压转换电路IC1的输出端与主控制器U1和整个电路连接，提供5V或3.3V的直流电压。

电压转换电路将交流电源转换成直流电源给整个电路供电，可以确保电路的稳定性以及为确保信号传输的完整性起到辅助作用。

其中，如图3和图12所示，总控制器U1采用STM32F107VCT6芯片，定位电路采用的是UM220芯片。STM32F107VCT6芯片的第23引脚与UM220的第49引脚连接，STM32F107VCT6芯片的第86引脚与UM220的第35引脚连接，STM32F107VCT6芯片的第87引脚与UM220的第36引脚连接。

UM220芯片的第2引脚接电容C31的一端，电容C31的另一端接电感L2的一端和天线SMAI的一端，电感L2的另一端接电容C36的一端，电动C36的另一端接地；天线SMAI的另一端接地。电感L2的值为390nH定位电路采用UM220作为定位电路核心，它支持多卫星系统联合定位。模块的供电电压为3.3V，所有的GND引脚都接地，并通过一个390nH的电感给天线提供馈电。为了保证系统性能，在模块VCC、VCC_RF与地之间放置了旁路电容以提高电压的稳定性。

其中，如图3和图13所示，总控制器U1采用STM32F107VCT6芯片，通信执行电路采用的是MG323芯片。STM32F107VCT6芯片的第38引脚和MG323芯片的第24引脚连接；STM32F107VCT6芯片的第39引脚和MG323芯片的第28引脚连接；STM32F107VCT6芯片的第40引脚和MG323芯片的第32脚连接；STM32F107VCT6芯片的第41引脚和MG323芯片的第34引脚连接；STM32F107VCT6芯片的第42引脚和MG323芯片的第36引脚连接；STM32F107VCT6芯片的第43引脚和MG323芯片的第38引脚连接；STM32F107VCT6芯片的第68引脚和MG323芯片的第33引脚连接；STM32F107VCT6芯片的第69引脚和MG323芯片的第29引脚连接。

将上述电路采集到的信息处理后发送至通信执行电路。本实用新型一种基于TL718的车辆状态监控终端能将监测的车辆状态信息实时传送到远程服务器，为物流车辆监控系统提供车辆位置、车速、冷却液温度、气节门绝对位置等实时状态信息。

通信执行电路的核心芯片是华为的MG323，MG323通过与主控制器U1的STM32F107VCT6芯片的连接，将主控制器U1通过OBD接口电路采集到的车速、冷却液温度、气节门绝对位置等状态信息和通过定位电路采集到的位置信息一起打包发送到远程服务器。

通信执行电路负责与远程服务器建立通信链路，并提供标准的AT指令接口，对定位参数和车辆状态参数实现语音、邮件和短消息等形式并将信息传输到远程服务器，达到远程服务器对物流车辆状态的远距离实时监控。

其中，如图3、图6和图11所示，总控制器U1采用STM32F107VCT6芯片，STM32F107VCT6芯片的第24引脚与232电平转换电路中MAX3232芯片的第12引脚连接，STM32F107VCT6芯片的第25引脚与232电平转换电路中MAX3232芯片的第11引脚连接；232电平转换电路中MAX3232芯片的第13引脚和TL718芯片的第18引脚连接，MAX3232芯片的第14引脚和TL718芯片的第17引脚连接。

将232电平转换电路中MAX3232芯片作为总控制器U1的STM32F107VCT6芯片和TL718芯片的连接桥梁，将总控制器U1输出的TTL电平转换为RS232电平，接入TL718芯片中。

OBD接口电路核心芯片是TL718，TL718作为主控制器U1与OBD接口电路通信的桥梁，集成了多种常规的汽车诊断通信协议，自动适应KPW2000等OBD诊断协议。TL718与车载电脑建立连接后，主控制器U1只需通过RS232电平转换电路向TL718发送OBD命令查询车辆状态，TL718自动将OBD命令封装成通信协议数据帧发送给车载电脑。接着TL718接收到车载电脑发送的响应数据帧后，它将响应数据帧的数据部分通过RS232电平转换电路发送给主控制器U1。

如图5所示，汽车端OBD系统使用统一的16引脚诊断接口。汽车端的OBD II接口的各引脚定位如下表所示。

其中，2、6、7、10、14和15作为诊断引脚使用。由于使用的通信协议不同，这些引脚不是同时被使用。汽车端的OBD接口连接有二极管1N5819，利用二极管1N5819单向导通性，保证汽车电源的安全。

其中，如图4所示，OBD接口电路设置有OBD II接口，OBD II接口通过数据线与车载电脑的OBD接口连接。OBD接口电路的主芯片TL718与OBD II接口之间连接有SAE J1850总线、ISO K总线和CAN总线三部分组成的电平转换电路。

如图6所示，OBD接口电路采用TL718芯片，TL718的第一引脚与电源连接，由电源电路提供的5V电压供电；其第2引脚Vmeasure用于测量电源电压。其第9-10引脚与晶振Y1的两端连接，20M晶振Y1为TL718提供时钟信号，C25、C26提高电路振荡的稳定性。其第6引脚BaudRate被上拉至高电平，将TL718的默认波特率设置为38400。主控制器通过RS232电平转换电路与TL718的第17引脚RS232 Tx、18引脚RS232 Rx相连进行通信，TL718的第27引脚连接的D4、第28引脚连接的D5为通信状态指示灯。

如图6至7所示，TL718的第2-4引脚和第11、13、14引脚与SAE J1850总线电路连接，其中TL718的第2引脚与SAE J1850总线中U4的第2引脚连接，TL718的第3引脚与SAE J1850总线中的AD Vote输入端连接，TL718的第4引脚与SAE J1850总线中的J1850+输入端连接，TL718的第11引脚与SAE J1850总线中的VPWin输入端连接，TL718的第13引脚与SAE J1850总线中的PWMin输入端连接，TL718的第14引脚与SAE J1850总线中的J1850-输入端连接；

如图7和10所示，SAE J1850总线与DCL接口电路中的OBD16连接。其中，SAE J1850总线中OJ1850+与DCL接口电路中的OBD16的第2引脚连接，SAE J1850总线中OJ1850-与DCL接口电路中的OBD16的第10引脚连接。

J1850有两种不同的工作模式，包括可变脉冲调制VPW和脉宽调制PWM。VPW和PWM的规格不同。就通信方式，前者为单总线通信，后者为双线差分通信。就电压来说，前者规定为5V电压，后者需要的电压为8V。

当TL718的3引脚J1850 Vlots输出高电平，经过电压调节器LM317即可得到8V电压。当输出低电平，LM317的输出电压为5V。

电路工作原理如下所述。电阻R40、R41串联分压后连接到比较器U3D的反相输入端，输入电压稳定在3.9V左右。在使用VPW协议时，当J1850+为高电平，三极管Q3、Q4导通，OJ1850+被上拉至8V左右，J1850 BUS+至显性状态。反之，当J1850+输出为低电平，总线为隐性。总线输出信号通过OJ1850+接入电压比较器U3D的正向输入端，最后信号进入TL718的VPW In引脚。由于LM339为开漏输出，需要接上拉电阻R39获得5V高电平。D3起到信号隔离作用。

当使用PWM协议时，从OJ1850+和OJ1850-总线上接收到的信号经过电压比较器LM339处理进入TL718的PWMin。电阻R40、R30起到限流的作用，保护LM339的安全。信号输入由TL718的4、14引脚完成。当没有数据发送时，J1850+为低电平，Q4截止，OJ1850+被电阻R20下拉至低电平，此时J1850 Bus+处于隐性状态。相反，J1850 Bus-被电阻R32上拉至高电平，也表现为隐性状态。这时，经过电压比较器U3C将低电平输入PWM In引脚。同理，当有数据输入时，电压比较器U3C输入高电平至TL718的PWM In引脚。

如图6和8所示，TL718的第2引脚和第5、12、21-22引脚与ISO K总线电路连接，其中TL718的第2引脚分别与ISO K总线电路中电容C14、C15的一端、电阻R1的一端、电阻R5的一端、电阻R8的一端和U3A的第3引脚连接。TL718的第5引脚与ISO K总线的RXL输入端连接，TL718的第12引脚与ISO K总线的RXK输入端连接，TL718的第21引脚与ISO K总线的TXK输出端连接，TL718的第22引脚与ISO K总线的TXL输出端连接。

如图8和10所示，ISO K总线与DCL接口电路中的OBD16连接。其中，ISO K总线的OISO K与DCL接口电路中的OBD16的第7引脚连接，ISO K总线的OISO L与DCL接口电路中的OBD16的第15引脚连接。

TXK、TXL为K总线信号输出端，分别与TL718的引脚相连。以K线为例，当TXK为高电平时,Q1导通，OISO_K被拉低为低电平，反之，当TXK为低电平时，K线为高电平。L线与K线工作原理相同。这样，TL718把数据发送到车载电脑。

RXK、RXL为信号输入端，与TL718的12（ISO K1 In）引脚、5（ISO K2 In）引脚相连。以K线为例，当OISO_K为高电平时，电压比较器U3A反向输入端的电压为6V，小于正相输入端的电压，输出5V高电平至TL718的12引脚。反之，当OISO_K为低电平时，RXK输出低电平。L线与K线电压变化相同。

如图6和9所示，TL718的第23引脚与CAN总线中MCP2551的第1引脚连接，TL718的第24引脚与CAN总线中MCP2551的第4引脚连接。

如图9和10所示，CAN总线中MCP2551的第6引脚与DCL接口电路中的OBD16的第14引脚连接，CAN总线中MCP2551的第7引脚与DCL接口电路中的OBD16的第6引脚连接。

CAN使用CAN_H、CAN_L两条线传输信号，用两条线上的电压之差（CAN_H-CAN_L）来表示电平高低。CAN接口电路的核心是CAN收发器MCP2551，它将电平高低转化成为差分信号。OCANL、OCANH与DLC的14、6引脚相连。CANRX、CANTX与TL718的24、23引脚相连。R17、R21、C20和C21构成滤波电路，减少总线的信号干扰。

如图10所示，DCL接口电路中的OBD16的第16引脚接电感L1的一端，电感L1的一端与单向二极管D1连接。单向二极管，可以利用二极管的单向导通性，保证汽车电源的安全。电容C9、C10、C11构成滤波电路，减少信号干扰。

Claims (10)

1.一种基于TL718的车辆状态监控终端,包括总控制器U1，以及与总控制器U1连接的定位电路和通信执行电路；其特征在于：所述的总控制器U1还连接有OBD接口电路，所述的OBD接口电路设置有OBD II接口，OBD II接口通过数据线与车载电脑的OBD接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于TL718的车辆状态监控终端,其特征在于：所述OBD接口电路中设置有主芯片，主芯片与OBD II接口之间连接有SAE J1850总线、ISO K总线和CAN总线三部分组成的电平转换电路。

3.根据权利要求2所述的一种基于TL718的车辆状态监控终端,其特征在于：所述的SAEJ1850总线采用可变脉冲调制VPW和脉宽调制PWM两种工作模式。

4.根据权利要求2所述的一种基于TL718的车辆状态监控终端,其特征在于：所述的ISOK总线采用双K线。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种基于TL718的车辆状态监控终端,其特征在于：所述OBD II接口采用16引脚诊断接口。

6.根据权利要求5所述的一种基于TL718的车辆状态监控终端,其特征在于：所述16引脚诊断接口的2、6、7、10、14和15为诊断引脚；所述的2、6、7、10、14和15引脚不被同时使用。

7.根据权利要求6所述的一种基于TL718的车辆状态监控终端,其特征在于：所述OBDII接口的16引脚连接有单向二极管。

8.根据权利要求1-4、6-7其中任一项所述的一种基于TL718的车辆状态监控终端,其特征在于：所述的定位电路设置有与卫星系统连接、用于联合定位的天线。

9.根据权利要求8所述的一种基于TL718的车辆状态监控终端,其特征在于：所述的天线旁连接有给天线提供馈电的一个390nH的电感。

10.根据权利要求2-4、6-7或9其中任一项所述的一种基于TL718的车辆状态监控终端,其特征在于：所述的总控制器U1采用的是STM32F107VCT6芯片；所述OBD接口电路的主芯片采用的是TL718芯片，所述通信执行电路采用的是MG323芯片；所述定位电路采用的是UM220芯片。