远程诊断系统设计论文.docx

远程诊断系统设计论文1远程故障诊断仪简介（1）通讯功能类配置CAN总线接口支持标准SAEJ1939从数据链路层、网络层到应用层协议；配置无线数据通讯模块具备远程数据查询、故障诊断功能；支持实时数据流上传功能支持历史故障信息上传。（2）诊断功能类配置NANDFLASH存储器具有本地存储功能；具有重要数据本地存储和服务器双重备份功能；支持远程监控系统模拟诊断仪对整车CAN网络进行诊断；支持在整车设计过程中对发动机标定数据检测与上传配合整车设计功能。2硬件设计（1）单片机在该方案设计中使用Cortex－M3内核的单片机STM32F207VCT6。ARM的CORTEX－M3处理器是新一代的嵌入式ARM处理器它为实现MCU的需要提供了低成本的平台、缩减的管脚数目、降低的系统功耗同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。STM32F207VCT6拥有内置的ARM核心它与所有的ARM工具和软件兼容。（2）通信模块通信模块目前采用SIMCOM公司GPRS模块SIM800A。SIM800A模块单元支持两频GSM900／1800。最大发射功率为EGSM900Class4（2W）DCS1800Class1（1W）。正常上电后GSM模块基本在20s连上GSM网络30s连上服务器连上服务器就能建立与服务器的正常数据链路。模块接口方式简单使用TTL串口操作方便。单片机串口与模块串口连接即可通过发送AT指令控制GSM模块实现GPRS网络的数据发送。（3）CAN单元CAN单元包含两路CAN接口一路作为标准车身CAN通信接口波特率125Kbps另一路预留。CAN收发器选用NXP公司的车载级收发器TJA1042－3适用于12V和24V系统工作温度－40～125℃。最大传输速度为1Mbps。支持SAEJ1939标准的CAN数据接口。芯片内部带过压保护CANH、CANL管脚耐压值范围－27V～40V抗瞬态脉冲电压范围达到－200V～200V。3软件设计系统软件架构为典型的前后台式架构整体采用模块化的软件设计方法将系统功能分解为多个子模块每个模块对应一个状态机系统在初始化完成之后即进入主循环各状态机依据在程序中的前后位置依次获得CPU时间循环运行。系统软件的主要部分分为GSM模块管理GPS模块电源管理模块SAEJ1939协议处理模块。GSM管理模块主要处理的内容包括：GSM模块的电源控制建立移动网络的链接与服务器建立数据链接应用层数据包的打包与发送处理数据包重发处理机制等。GPS模块主要处理的内容是：GPS模块的电源控制NMEA2000GPS数据协议解析获取GPS的位置信息、速度信息与时间信息等。电源管理模块负责管理系统的电源处理系统不同的工作模式还有各个工作模式之间的切换。SAEJ1939协议处理模块包含了SAEJ1939的数据链路层、传输层、网络管理层、应用层和故障诊断层的协议的全部内容。（1）数据链路层STM32F207VCT6集成的CAN控制器芯片基本实现了数据链路层的全部内容但是SAEJ1939对数据链路层进行了重新定义对CAN扩展帧的29位标识符进行了重新编码。数据链路层需要完成29位标识符的编码和解码工作。（2）传输层传输层是整个SAEJ1939网络协议最复杂的一层主要实现分段传输功能。在J1939中要传输大于8个字节的报文时需要采用分段传输功能分段传输功能可以拆分为两个主要的功能块：报文的分包、重组以及连接管理。分包、重组用于传输长度大于8的报文报文必须被拆分为若干个小书架包然后使用数据帧将报文逐一传送。而接收方必须能够接收这些数据帧然后解析并且重组成原始的报文。连接管理的功能包括基于连接模式的点对点报文传输和基于未连接模式的广播报文传输。在点对点模式下连接管理用于处理节点间的虚拟链接的打开、使用和关闭。而基于未连接模式的广播报文传输则只要处理数据超时当超时时间到了而没有收到后续数据包则直接放弃此连接就可以了。（3）网络管理层在本系统中车辆的各个CAN总线节点的地址已经分配好了所以未使用网络管理的功能。这样简化了系统的设计与软件复杂度。4功能设计使用SAEJ1939的总线应用层协议在系统中主要实现的功能包括以下几个方面。（1）远程车辆控制因为重型卡车价格高昂客户普遍会选择贷款购车。为了防止客户有欠款不还的情况出现要保证系统可以实现对客户车辆的远程控制。远程控制的实现要求是要保证发动机要预留有操作接口要支持各种运行模式比如跛行模式此模式可以限制车速保证基本的行车安全但是车辆的速度很低小于30km／