专利名称：一种机动车状态检测设备的制作方法
一种机动车状态检测设备技术领城本发明涉及机动车检测设备及方法，尤其涉及一种可以配置在各类大中小型机动车尤其是汽车内部，对汽车故障进行诊断和实时监控的检测设备及方法。
背景技术：
汽车发展到目前阶段，已进入到中国老百姓的家庭，逐渐成为人们出行的代步工具；人们在享受汽车带来的高效率和驾驶快感的同时，最关注的仍是汽车的安全行驶，而保证汽车各部分部件正常工作是安全行驶的基本保证。目前，大多数汽车用户除了通过定时送汽车保养和检修，以此来降低汽车故障带来的行驶风险外，在日常使用汽丰过程中，没有其它手段来预知或实时监控汽车各部位的运行状况，因此行驶中往往无法避免车辆本身的故障带来的安全隐患，故由此导致造成许多人身和车辆财产的损失。另外，当汽车出现故障后，汽车用户也只能送爱车到专业的汽车修理中心去检测汽车故障和修理，而自己无法对汽车故障的部位作出判断，从而作到心中有数。汽车用户非常希望在出车前能自行检测车内各部件的工作状态，以及在驾车行驶的过程中，能实时了解和监控车内各部件的工作状态，并希望当汽车出现故障时能提前预警，使驾驶者随时对自己爱车的状况作到心中有数， 防患于未然。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种机动车状态检测设备，该设备可以配置在各类汽车上，全面实时地读取被监控汽车各类数据，并将各类数据转换成汽车用户可以识别的中文信息提供给汽车用户；同时当读取到的数据超出预先设定的正常范围值时，该设备及时发出预警，提示车主汽车出现故障，保证汽车安全可靠地为使用者服务。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为一种机动车状态检测设备，所述设备包括电源、CPU微处理器、可编程字库、随机存取存储器、用于存储各类汽车故障判断数据的电可编程只读存储器、与所述CPU微处理器连接的信息转换处理器、显示装置以及报警装置；其中，所述电可编程字库、随机存取存储器、以及电可编程只读存储器输入装置、显示装置以及报警装置与所述CPU微处理器连接；其特征在于所述信息转换处理器包括一微控制器、以及与所述微控制器连接的SPI通信接口电路；所述SPI通信接口电路包括由电阻R24、电阻R23、以及第一三极管Q2组成的SPI接口的时钟电路；所述第一三极管Q2处于开关工作状态，其基极通过电阻R23连接所述微控制器的时钟信号脚，其集电极通过电阻R24连接12V电源，其发射极接地，所述微控制器时钟信号脚输出的时钟信号，由第一三极管Q2的集电极输出；由电阻R25、电阻R22、第二三极管Q3组成的SPI接口的DO电路；所述第二三极管 Q3处于开关工作状态，其基极通过电阻R22连接所述微控制器的DO脚，其集电极通过电阻 R25连接12V电源，其发射极接地，且其集电极作为SPI数据输出/输入端，所述微控制器数据输出脚输出的DO信号由三极管Q3的集电极输出；由电阻R26、电阻R20、电阻R21、第三三极管Q4、二极管D7组成的SPI接口的Dl 电路；所述第三三极管Q4设置在开关工作状态，其发射极接5V电源，且所述电阻R20跨接在基极与发射极之间；其集电极与所述微控制器的Dl脚连接，且所述电限R21连接在集电极与地之间；所述第三三极管Q4的基极通过电阻R26与所述二极管D7的正极相连，并且二极管D7的负极连接所述第二三极管Q3的集电极，Dl信号经由所述二极管D7、电阻R26、第三三极管Q4至所述微控制器的数据输入脚输入。作为优选实施例，其中所述的显示装置包括与CPU微处理器连接的显示驱动模块，以及与所述显示模块连接的LCD显示屏；所述输入装置采用触摸屏式结构，与所述显示装置共用所述LCD显示屏，所述LCD显示屏通过触式屏幕模块与所述CPU微处理器连接；所述报警装置包括蜂鸣报警器和报警指示灯。本发明的有益效果为该机动车状态检测设备可以装配在各类汽车上，通过与汽车ECU微电脑接口匹配的插座与各类汽车ECU微电脑连接，在汽车工作和行驶过程中读取汽车相应的数据，使车主随时了解和掌握汽车的工作状态；当汽车任何系统出现故障时，该设备在及时报警提示车主的同时，清楚地给出故障的部位，让车主对汽车出现的故障作到心中有数；本设备给车主带来了极大的方便，同时也为汽车安全行驶增加了一份重要的保障。
图I为本发明的电路方框图；图2为信息转换处理器的具体电路具体实施例方式下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明一种机动车状态检测设备，可以装配在各类汽车仪表盘的附近。该设备如图I 所示，包括一供电DC到DC变换电源模块、CPU微处理器、电可编程字库、随机存取存储器 (RAM)、电可编程只读存储器(EEPROM);通过插座与汽车ECU微电脑接口连接的信息转换处理器，以及输入装置、显示装置及报警装置，上述各部分模块通过数据总线及地址总线与 CPU微处理器连接；其中，各类汽车可能出现的各种故障的数据模型都固化存储在电可编程只读存储器内，由CPU按照存放位置规则来控制数据的读取，电可编程只读存储器相当于汽车资料数据库；电可编程字库里面用来存储中文文字及图象，给显示装置提供中文显示的支持；RAM用于临时存放读取的数据；而信息转换处理器是本设备连接汽车ECU微电脑的桥梁，信息转换处理器将设备内CPU微处理器发出的读取数据的命令信号进行处理和转换，使汽车ECU微电脑可接受和识别，并将汽车ECU微电脑发回的数据进行处理和转换， 成为CPU可识别和处理的数据，使汽车ECU微电脑接口与所述CPU微处理器之间能够进行数据交换，同时，信息转换处理器还用于电平转换，将汽车采用的12V电平转换成设备适用的5V电平；CPU微处理器则是该设备的控制中枢，负责程序运行，资料数据的分析，输入设置的响应，显示装置的驱动，以及报警装置的驱动。该设备的电源由汽车ECU微电脑接口提供，通过电源模块组成的电源稳压电路产生系统电源，供应设备的各模块使用。
该设备的工作原理及过程如下所述首先，设备的CPU通过信息转换处理器向汽车ECU微电脑接口发送读取汽车数据代码的命令，汽车数据如图2所示，包括发动机负载、 发动机水温、燃油系统状态、节气门角度等等。信息转换处理器将读取到的汽车数据代码返回给CPU，该数据代码对于汽车用户来讲是无法识别和读懂的；CPU对获取的数据代码进行计算和处理，同时将经计算处理后的数据与预设在电可编程只读存储器内的资料数据进行比较和判定，当处理后的数据是在电可编程只读存储器资料数据库相应的预设数据的正常范围内，CPU驱动显示装置，显示装置以车主可以识别和读懂的中文数据及图形来显示数据，同时继续循环定时从汽车ECU微电脑获取当前数据；当处理后的数据超出电可编程只读存储器资料数据库相应的预设数据的正常范围时，被CPU确认为有故障，CPU驱动报警装置发出报警的同时，对故障数据代码作出详细解释和分析，在显示装置上优先显示出警报数据，提示用户处理故障，并且通过软件上的设置还可以提示用户，让用户进一步读码了解具体的故障内容。由此可见，该设备可以在汽车行驶前对汽车进行故障检测和故障诊断，并在汽车行驶过程中对汽车各部分工作状态实现实时监控，减少了汽车安全上的隐患。该机动车状态检测设备在电可编程只读存储器内固化了大量各类汽车各系统的工作数据资料，预设了汽车的正常工作范围的默认值，如图2所示，作为诊断汽车故障的对比数据。该设备还可以接受人工临时设置数据，对于汽车用户来说，可以根据自己汽车的类型，通过设备的输入装置来设置相应数据，存入到电可编程只读存储器内，例如添加冷却液的汽车水温150度时为沸点，则预先设置水温报警值为130，默认值为O时不报警，此时当水温超过130时，CPU确认汽车为出现故障；人工设置的数据一直保存到下次设置新的数据值为止。机动车状态检测设备的显示装置包括与CPU微处理器连接的显示驱动模块，以及与所述显示模块连接的LCD显示屏；输入装置采用触摸屏幕结构，与显示装置共用一个LcD 显示屏，IXD显示屏通过触式屏幕模块与CPU微处理器连接，用户可在IXD显示屏上直接按功能键进行输入操作，既有利于缩小产品体积，又使车主操作方便；所述报警装置包括蜂鸣报警器和报警指示灯，当确认汽车有故障时，通过声光形式来报警，给车主明显和及时的提
/Jn ο本设备与汽车ECU微电脑接口连接，用于信号识别和协议转换的信息转换处理器可以采用多种电路和器件来实现，本实施例采用的具体电路如图2所示。图2所示的信息转换处理器由一微控制器，以及与该微控制器连接的SPI通信接口电路组成；微控制器芯片有多种型号，在实际应用中我们选用的是PIC16C505芯片，PIC16C505是MICROCHIP公司8 位RISC单片机家族中的一员，该芯片主要特性为有33条指令，运行速度最高可达20MHZ， 程序存储器为1024X12，数据存储器为72X8，芯片有11条输入/输出脚，I条输入脚。由 PIC16C505和SPI通信接口电路组成的信息转换处理器电路的主要功能是模拟两个通讯接口，即SPI通信接口和UART通信接口(标准串口)；实现通信协议的转换，将汽车适用的 SPI协议转换成通常适用的UART协议；同时实现+5V的逻辑电平到+12V逻辑电平的转换。 PIC16C505软件模拟实现SPI和UART通信接口，其中 第IlPIN实现SPI的数据输入Dl， 12PIN实现时钟CLOCK，13PIN实现数据输出DO ’第5脚实现UART的接收数据RxD，6脚实现发送数据TxD。所述SPI通信接口电路如图2所示，包括由电阻R24、R23、以及三极管Q2 组成的SPI接口的时钟电路，三极管Q2处于开关工作状态，其基极通过R23连接PIC16C505的时钟信号脚12脚，其集电极通过R24连接12V电源，其发射极接地；由PIC16C50512脚输出的时钟信号，再由三极管Q2的集电极输出；由R25、R22、三极管Q3组成SPI接口的DO 电路，三极管Q3同样处于开关工作状态，其基极通过R22连接PIC16C505的13脚，其集电极通过R25连接12V电源，其发射极接地，且其集电极作为SPI数据输出/输入端(DIO)， PIC16C505的13脚输出的DO信号由三极管Q3的集电极输出；由电阻R26、R20、R21、三极管Q4、二极管D7组成的SPI接口的Dl电路；三极管Q4也设置在开关工作状态，其发射极接 5V电源，且R20跨接在基极与发射极之间；其集电极与PIC16C505的Dl脚连接，且R21连接在集电极与地之间；三极管Q4的基极通过R26与二极管D7的正极相连，并且二极管D7 的负极连接三极管Q3的集电极，Dl信号经由二极管D7、电阻R26、三极管Q4至PIC16C505 的11脚输入。该设备还可以包括一串行通讯接口，所述串行通讯接口用于与外部计算机通讯连接，可以在PC机上下载各种软件、音乐存入电可编程只读存储器内，实现设备的系统升级以及MP3功能。可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种机动车状态检测设备，所述设备包括电源、CPU微处理器、可编程字库、随机存取存储器、用于存储各类汽车故障判断数据的电可编程只读存储器、与所述CPU微处理器连接的信息转换处理器、显示装置以及报警装置；其中，所述电可编程字库、随机存取存储器、以及电可编程只读存储器输入装置、显示装置以及报警装置与所述CPU微处理器连接； 其特征在于所述信息转换处理器包括一微控制器、以及与所述微控制器连接的SPI通信接口电路；所述SPI通信接口电路包括由电阻R24、电阻R23、以及第一三极管Q2组成的SPI接口的时钟电路；所述第一三极管Q2处于开关工作状态，其基极通过电阻R23连接所述微控制器的时钟信号脚，其集电极通过电阻R24连接12V电源，其发射极接地，所述微控制器时钟信号脚输出的时钟信号，由第一三极管Q2的集电极输出；由电阻R25、电阻R22、第二三极管Q3组成的SPI接口的DO电路；所述第二三极管Q3 处于开关工作状态，其基极通过电阻R22连接所述微控制器的DO脚，其集电极通过电阻R25 连接12V电源，其发射极接地，且其集电极作为SPI数据输出/输入端，所述微控制器数据输出脚输出的DO信号由三极管Q3的集电极输出；由电阻R26、电阻R20、电阻R21、第三三极管Q4、二极管D7组成的SPI接口的Dl电路； 所述第三三极管Q4设置在开关工作状态，其发射极接5V电源，且所述电阻R20跨接在基极与发射极之间；其集电极与所述微控制器的Dl脚连接，且所述电限R21连接在集电极与地之间；所述第三三极管Q4的基极通过电阻R26与所述二极管D7的正极相连，并且二极管 D7的负极连接所述第二三极管Q3的集电极，Dl信号经由所述二极管D7、电阻R26、第三三极管Q4至所述微控制器的数据输入脚输入。
2.根据权利要求I所述的设备，其特征在于所述的显示装置包括与CPU微处理器连接的显示驱动模块，以及与所述显示模块连接的LCD显示屏；所述输入装置采用触摸屏式结构，与所述显示装置共用所述LCD显示屏，所述LCD显示屏通过触式屏幕模块与所述CPU 微处理器连接；所述报警装置包括蜂鸣报警器和报警指示灯。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于所述微控制器采用PIC16C505芯片。
4.根据权利要求I至3任一权利要求所述的设备，其特征在于所述设备还包括一串行通讯接口，所述串行通讯接口用于与外部计算机通讯连接。
全文摘要
本发明涉及一种机动车状态检测设备，电源、CPU微处理器、可编程字库、随机存取存储器、用于存储各类汽车故障判断数据的电可编程只读存储器、与所述CPU微处理器连接的信息转换处理器、显示装置以及报警装置；其中，所述电可编程字库、随机存取存储器、以及电可编程只读存储器输入装置、显示装置以及报警装置与所述CPU微处理器连接；其特征在于所述信息转换处理器包括一微控制器、以及与所述微控制器连接的SPI通信接口电路，信息转换处理器用于信号的识别和协议转换，该设备可以装配在各类汽车上，检测汽车工作状态和诊断汽车故障，在汽车行驶中对其工作状态进行实时监控。
文档编号G01M17/007GK102589896SQ201210020749
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者张棉好 申请人:浙江师范大学