CN219394866U - 一种一线通协议调试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一线通协议调试装置，涉及两轮车技术领域，用于调试两轮车基于一线通协议的通信数据，针对目前使用示波器进行调试的方式十分不便的问题，提供了一种一线通协议调试装置，通过波形采集电路采集车辆侧发送的一线通协议波形，由存储有波形重构程序的控制单元接收到后进行波形重构，从而可以对一线通协议波形进行量化，实现从模拟量转换成数字量的过程，将复杂、难调试的模拟量波形转换成操作人员更加熟悉的数字量波形，更加方便调试的同时，不同数字量波形也方便于进行分类整理，相比于使用示波器将所有一线通协议数据都显示在屏幕中进行调试、或者分组对各数据进行调试的方法，要直观、方便，且效率更高。

Description

一种一线通协议调试装置

技术领域

本实用新型涉及两轮车领域，特别是涉及一种一线通协议调试装置。

背景技术

针对两轮车市场进行规范，减少用户安全隐患，北京团标规范了电池包的协议，起草了新的一线通通讯协议以代替以往用于两轮车通讯的旧版本。旧版本的一线通通讯协议较为简易，数据量不多，通常只有几个数据量，用示波器即可进行调试，所以在北京团标出台之前，对于两轮车通讯的调试多通过示波器进行。

但是，由于市场规范安全性问题，团标协议对两轮车的各项数据进行了规范，需要的上传的信息量更大了，那么对于基于北京团标规范后的一线通通讯协议，协议内容的数据量由几个增加到了几十个，就会使调试过程变得更加繁琐、调试难度也更高，为开发人员增加了门槛，还使用传统的示波器调试的方式十分不便。

所以，现在本领域的技术人员亟需要一种一线通协议调试装置，解决如今由北京团标规范后的一线通协议数据量增加，若还是用原本的示波器调试的方式十分不便的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种一线通协议调试装置，以解决如今由北京团标规范后的一线通协议数据量增加，若还是用原本的示波器调试的方式十分不便的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种一线通协议调试装置，包括：波形采集电路和存储有波形重构程序的控制单元；

波形采集电路与车辆侧的整车诊断接口连接，以采集车辆侧的一线通协议波形；

控制单元分别与波形采集电路以及上位机连接，以将一线通协议波形转换成数字量并发送给上位机。

优选的，还包括设置在控制单元和上位机之间的通信转换模块。

优选的，还包括设置在波形采集电路与控制单元之间、控制单元与通信转换模块之间的隔离电路。

优选的，波形采集电路包括：光电耦合器、第一电阻和第二电阻；

光电耦合器的第一输入端通过第一电阻与整车诊断接口连接；

光电耦合器的第二输入端与电源负极连接；

光电耦合器的第一输出端与控制单元连接，并通过第二电阻连接电源正极；

光电耦合器的第二输出端接地。

优选的，隔离电路为光电隔离电路。

优选的，设置在波形采集电路与控制单元之间的光电隔离电路复用光电耦合器。

优选的，通信转换模块为TTL转USB模块；

相应的，上位机通过USB电缆与TTL转USB模块连接。

优选的，TTL转USB模块通过USB接口与USB电缆连接，一线通协议调试装置由USB接口的VBUS端供电。

优选的，还包括与USB接口的VBUS端连接的带电指示器。

优选的，带电指示器包括：发光二极管和第三电阻；

发光二极管的正极通过第三电阻与USB接口的VBUS端连接，发光二极管的负极接地。

本申请所提供的一线通协议调试装置，通过波形采集电路采集车辆侧发送的一线通协议波形，由存储有波形重构程序的控制单元接收到后进行波形重构，从而可以对一线通协议波形进行量化，实现从模拟量转换成数字量的过程，从而使波形特征更加直观，将复杂、难调试的模拟量波形转换成操作人员更加熟悉的数字量波形，即TTL电平，更加方便调试的同时，不同数字量波形也方便于进行分类整理，相比于使用示波器将所有一线通协议数据都显示在屏幕中进行调试、或者分组对各数据进行调试的方法，要直观、方便，且效率更高。上述装置通过波形重构以及数字量的转换将原本的一线通协议波形转换成本领域人员所熟悉的串口通信形式的TTL电平，让一线通协议数据更加直观，从而解决京标一线通协议调试难的问题，降低调试门槛，让相关人员更容易上手调试、监控此协议下的整车数据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种一线通协议调试装置的结构图；

图2为本实用新型提供的一种一线通协议调试装置的电路示意图；

图3为本实用新型提供的控制单元的数据处理流程图；

图4为本实用新型提供的一种一线通协议调试装置的外观示意图。

其中，11表示波形采集电路，12表示控制单元，13表示通信转换模块，14表示隔离电路，20表示整车诊断接口，30表示上位机。

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，显然，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做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

本实用新型的核心是提供一种一线通协议调试装置。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在原来的一线通通讯调试过程中，两轮车中低成本的车型都是采用简易的一线通通讯、或者甚至没有通讯，所需调试的数据量并不多，只有一个、两个数据量，用常用的波形显示设备示波器就能满足调试需求。

但是，近年来为规范两轮车市场的安全性，起草了团标协议对两轮车通讯数据做出了进一步的规范，一线通协议调试所需上传的数据量更大了，对于一线通协议通信调试所需的步骤和流程也就变的更加繁琐、复杂。经过团标协议规范后的一线通协议的数据量由几个增加到了几十个，那么再使用原先所采用的示波器进行调试就不再合适了。几十个数据量无法都显示在示波器中，分批进行调试效率又十分低下，并且也不利于测试人员对相关数据进行归纳总结，整体调试难度过高，提高了调试门槛，对开发人员以及测试人员的要求也就更高了。

为解决上述两轮车一线通协议通讯调试困难的问题，本申请提供一种一线通协议调试装置，如图1所示，包括：波形采集电路11和存储有波形重构程序的控制单元12；

波形采集电路11与车辆侧的整车诊断接口20连接，以采集车辆侧的一线通协议波形；

控制单元12分别与波形采集电路11以及上位机30连接，以将一线通协议波形转换成数字量并发送给上位机30。

其中，波形采集电路11可通过光耦、三极管或专用的波形采集芯片等形式实现，本实施例对此不做限制，波形采集电路11用于识别、采集车辆侧整车诊断接口20发送的波形电平，将波形电平传至控制单元12中，以便后续处理。

对于波形采集电路11的具体实现形式，本实施例提供一种可能的实施方案，是上述波形采集电路11三种可能方案中通过光耦实现的形式，如图2所示，波形采集电路11包括：光电耦合器U1、第一电阻R1和第二电阻R2；

光电耦合器U1的第一输入端通过第一电阻R1与整车诊断接口20连接；光电耦合器U1的第二输入端与电源负极P-连接；光电耦合器U1的第一输出端与控制单元12连接，并通过第二电阻R2连接电源正极VCC_5V；光电耦合器U1的第二输出端接地GND。

对于控制单元12，通过具备一定数据处理能力的器件实现，具体可由中央处理器(central processing unit，CPU)、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable logic device，CPLD)等器件实现，一般使用MCU即可满足需求。

MCU中预先存储有用于执行波形重构算法的程序，也即上述的波形重构程序，用于将波形采集电路11采集到的波形电平进行重新构建，进而将波形电平进行量化，转换成数字量的形式。根据MCU通常实施中的通信习惯，将上述转换成数据量的一线通协议波形重组成数据帧，以串口通信的形式进行传输，在数据帧的传输过程中，一线通协议波形以逻辑门电路(Logic gate circuits，TTL)电平的形式传输。

也即，在MCU中进行的数据处理过程如图3所示，包括：读取并记录波形、重构波形模型、重组数据帧、发送数据帧四步，每一步完成后进行下一步，以上述顺序依次进行。

更进一步的，对于MCU的具体选型，可使用型号为CX32L003的MCU作为上述的控制单元12。

容易理解的是，上述所述的一种一线通协议调试装置仅为一种可能的实施方式，在实际应用中，一线通协议调试装置还应有一些必要的硬件模块，例如电源模块，或根据实际调试需要增加其他模块。对于电源模块也即一线通协议调试装置的供电，可由外部电源供电也可以内置蓄电池等储电设备实现供电，本实施例对此不做限制，电源模块根据一线通协议调试装置内各模块的电压需求以及电源电压的不同，还应包括相应的电压转换电路，由于此部分设置为本领域技术人员所熟知的，故在此不再赘述。

需要说明的是，当控制单元12选用MCU时，MCU所支持的通信多为串口通信，多为装置内各个模块之间的通信方式。而上述对于两轮车一线通协议通信数据的调试过程，由上位机30实现对各数据的归纳整理和分析，上位机30通常是个人计算机(PersonalComputer，PC)、工作站等结构复杂、功能强大的设备，对外通信多支持传输效率更高的通信方式，故本实施例还提供一种优选的实施方案，如图1所示，上述的一线通协议调试装置还包括：

设置在控制单元12和上位机30之间的通信转换模块13。

其中的通信转换模块13也即转换数据所使用的通信格式的模块，MCU输出TTL电平，为串口通信的形式，所以通信转换模块13的另一转换格式应根据上位机30所支持的通信格式确定。在实际应用中，电脑、工作站等设备多支持通用串行总线(Universal SerialBus，USB)格式的通信，所以在一种可能的实施方案中，上述的通信转换模块13具体为TTL转USB模块。

在上述实施例的背景下，上位机30具体可为PC机，通过USB电缆与一线通协议调试装置建立通信连接，以便于接收一线通协议调试装置转换成数字量之后的一线通协议电平数据。USB格式的数据传输除去数据传输速度快、支持热插拔、兼容性良好等优点之外，其还兼有供电简单的优点，USB电缆除了进行数据传输，还可用于供电，USB线缆即相应接口中设置有VBUS端，即为USB设备的供电端，USB电压通常为5V。

因此，在使用USB格式作为一线通协议调试装置与上位机30之间的数据通信时，上位机30也可通过USB线缆为一线通协议调试装置供电，无需额外连接外部电源，是一线通协议调试装置结构进一步得到简化。

具体的，为实现一线通协议调试装置与USB电缆的连接，一线通协议调试装置应设置有USB接口USB1，USB接口USB1中包括VBUS端，即供电端，当接入USB电缆后VBUS端得电，可作为电源使用，一般的USB电压为5V。

但容易理解的是，上述一线通协议调试装置与上位机30之间的数据通信并非只有USB格式这一种通信方式，根据上位机30所支持通信的数据格式不同，还可以选用RS-485、RS-432等格式进行数据通信，相应的，上述的通信转换模块13也应更改为TTL转RS-485模块、TTL转RS-432模块等。

进一步的，考虑到控制单元12需要对波形采集电路11采集到的波形电平进行重构以及数字量转换等操作，所以为保证其得到数据的准确性，本实施例进一步优选在控制单元12两端设置隔离电路14，以减少波形采集电路11和通信转换电路对控制单元12的影响，也即如图1所示，上述的一线通协议调试装置还包括：

设置在波形采集电路11与控制单元12之间、控制单元12与通信转换模块13之间的隔离电路14。

需要说明的是，对于隔离电路14的选型，本实施例同样未作限制，隔离电路14可由光电耦合器、脉冲变压器、继电器等等方式实现，在隔离电路14的应用中可根据实际需要选择合适的实施方式。基于上述实施例中所提供的一种波形采集电路11的可能实施方案，波形采集电路11中包括光电耦合器U1，而光电耦合器U1作为被广泛应用于隔离电路14的设备，其所在隔离电路14的隔离方式也即光电隔离，上述隔离电路14也可选用光电隔离电路。

所以在使用光电隔离电路以减少波形采集电路11和通信转换模块13对控制单元12的影响时，波形采集电路11中的光电耦合器U1天然起到了隔绝控制单元12与其他电路的作用，所以在上述波形采集电路11包括光电耦合器U1的实施例下，可以无需在控制单元12与波形采集电路11中设置隔离电路14，复用波形采集电路11中的光电耦合器U1即可实现隔离效果，简化电路并提高电路的利用率。

对于设置在控制单元12和通信转换模块13之间的隔离电路14，需要另行设置，也可选用光电隔离电路作为隔离电路14的具体实施方式，以减少通信转换模块13对控制单元12的噪声等影响。

此外，对于上述的一线通协议调试装置，还可以添加相应的指示装置以表示其是否正常工作，根据上述实施例所提供的一线通协议调试装置，一般认为其正常上电并与上位机30建立了通信连接即处于正常工作状态。所以可通过检测一线通协议调试装置的上电与否以及是否与上位机30建立了通信连接来控制指示装置的指示状态。

对于指示状态的表现形式，根据所使用的指示装置的不同而不同，例如若上述的指示装置为发光二极管(light-emitting diode，LED)，那么不同的指示状态可由发光二极管的亮灭状态或不同的闪烁状态表示。在上述实施例中，指示状态用于指示一线通协议调试装置是否已经可以正常工作，那么对应的状态只有两种，一种是可以正常工作，另一种是不可以正常工作。考虑到在一线通协议调试装置不可以正常工作时的一种原因为未上电，所以为避免指示装置对于额外电源的需要，可选用发光二极管明亮表示正常工作、发光二极管熄灭表示不可以正常工作。

在上述说明中，不可以正常工作的原因又可分为上电未成功以及通信连接未建立，也可选用不同的指示方式进行显示，例如选用不同的闪烁状态或额外设置发光二极管作为指示灯，但这种方式需要指示装置具有独立于一线通协议调试装置的电源。上述指示装置可由两个分别提示上电状态以及通信状态的指示装置实现，也可由一个提示装置集合实现，对于指示上电状态的指示装置可使用带电指示器实现。

在上述选用USB格式作为一线通协议调试装置于上位机30之间的数据通信格式的实施例中，由于USB电缆本身支持供电，所以一线通协议调试装置无需额外设置电源，由上位机30为其供电，USB线缆插入USB接口USB1即实现了一线通协议调试装置于上位机30之间的通信连接建立，又为一线通协议调试装置进行供电。所以，对于USB接口USB1的VBUS端是否带电的指示可以同时指示一线通协议调试装置是否得电、以及是否建立与上位机30之间的通信连接。因此，优选将带电指示器设置与USB接口USB1的VBUS端连接，带电指示器用于指示VBUS端的上电状态，从而反映一线通协议调试装置是否可以正常工作。

更进一步的，对于上述与USB接口USB1的VBUS端连接的带电指示器，本实施例提供一种可能的实施方案，上述的带电指示器如图2所示，包括：发光二极管LED1和第三电阻R3；

发光二极管LED1的正极通过第三电阻R3与USB接口USB1的VBUS端连接，发光二极管LED1的负极接地。

当USB接口USB1的VBUS端得电时，发光二极管LED1的正极得电，发光二极管LED1发光，指示一线通协议调试装置上电且建立了与上位机30的通信连接，可以进行正常的一线通协议波形采集与转换的工作。

还需要说明的是，在图2所示电路中，考虑到隔离电路14为现有常见的电路结构，故省去了隔离电路14的相关设置，但由上述实施例可知，波形采集电路11利用光电耦合器U1实现时，其中的光电耦合器U1即起到隔离的作用，所以图2所示的电路结构相当于是省去了控制单元12和通信转换模块13之间的隔离电路14。

最后，本申请还提供一种一线通协议调试装置外观示意图，如图4所示，一线通协议调试装置整体为一盒体结构，波形采集电路11、控制单元12等电路模块隐藏在盒体内，通过设置在盒体表面的端口实现与外部设备的连接，其中，COM端和P-端对应着整车诊断接口20中的同名端，USB接口USB1即为用于与上位机30的USB电缆连接的接口。

本申请所提供的一种一线通协议调试装置，通过波形采集电路11采集整车诊断接口20发送的一线通协议波形数据，经由控制单元12对波形进行重构和转换，将模拟量的波形电平转换成数字量的TTL电平，将复杂、难调试的波形转换成技术人员更熟悉的TTL电平波形，数字量也有利于进行归纳、总结以及集中显示，更加方便整车通信数据的调试和监控。同时，为提高传输效率，并适应于上位机30的通信需求，装置还添加有通信转换模块13，一方面可以将TTL电平转换成传输效率更高的通信格式，一方面也提高本装置的泛用性，以支持更多类型上位机30的使用，此外，当选用USB格式作为通信数据的格式时，由于USB电缆支持供电，所以一线通协议调试装置无需额外设置电源或外接电源，更容易实施。此外，还通过在控制单元12与其他电路之间设置隔离电路14以减少其他电路对控制单元12的影响，提高波形采集、转换的准确性，实现更好的调试效果。本实施例还提供一种通过光电耦合器U1实现的波形采集电路11，其中的光电耦合器U1可以复用为隔离电路14，简化装置结构、降低成本。由通过带电指示器指示装置的上电状态，便于开发、测试人员控制整个调试流程的进行，利用USB电缆兼顾供电和数据传输的特性，可以实现一个带电指示器既指示装置与上位机30之间通信连接是否建立，又可以指示装置的上电状态，指示信息更全面、更具体。

以上对本实用新型所提供的一种一线通协议调试装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种一线通协议调试装置，其特征在于，包括：波形采集电路(11)和存储有波形重构程序的控制单元(12)；

所述波形采集电路(11)与车辆侧的整车诊断接口(20)连接，以采集车辆侧的一线通协议波形；

所述控制单元(12)分别与所述波形采集电路(11)以及上位机(30)连接，以将所述一线通协议波形转换成数字量并发送给所述上位机(30)。

2.根据权利要求1所述的一线通协议调试装置，其特征在于，还包括设置在所述控制单元(12)和所述上位机(30)之间的通信转换模块(13)。

3.根据权利要求2所述的一线通协议调试装置，其特征在于，还包括设置在所述波形采集电路(11)与所述控制单元(12)之间、所述控制单元(12)与所述通信转换模块(13)之间的隔离电路(14)。

4.根据权利要求3所述的一线通协议调试装置，其特征在于，所述波形采集电路(11)包括：光电耦合器、第一电阻和第二电阻；

所述光电耦合器的第一输入端通过所述第一电阻与所述整车诊断接口(20)连接；

所述光电耦合器的第二输入端与电源负极连接；

所述光电耦合器的第一输出端与所述控制单元(12)连接，并通过所述第二电阻连接电源正极；

所述光电耦合器的第二输出端接地。

5.根据权利要求4所述的一线通协议调试装置，其特征在于，所述隔离电路(14)为光电隔离电路。

6.根据权利要求5所述的一线通协议调试装置，其特征在于，设置在所述波形采集电路(11)与所述控制单元(12)之间的所述光电隔离电路复用所述光电耦合器。

7.根据权利要求2至6任意一项所述的一线通协议调试装置，其特征在于，所述通信转换模块(13)为TTL转USB模块；

相应的，所述上位机(30)通过USB电缆与所述TTL转USB模块连接。

8.根据权利要求7所述的一线通协议调试装置，其特征在于，所述TTL转USB模块通过USB接口与所述USB电缆连接，所述一线通协议调试装置由所述USB接口的VBUS端供电。

9.根据权利要求8所述的一线通协议调试装置，其特征在于，还包括与所述USB接口的VBUS端连接的带电指示器。

10.根据权利要求9所述的一线通协议调试装置，其特征在于，所述带电指示器包括：发光二极管和第三电阻；

所述发光二极管的正极通过所述第三电阻与所述USB接口的VBUS端连接，所述发光二极管的负极接地。