汽车实验平台高速可靠巡线系统的制作方法

本实用新型涉及一种汽车实验平台高速可靠巡线系统。

背景技术：

目前，汽车相关教学实验中，需要电气连接的教学试验箱都需要学生参照连接线图进行操作，在没有老师指导的情况下，学习效果较差，而连接结果则需要经验丰富的老师对照接线图核对，效率较低且容易出错；且存在无法对考试成绩进行存储和查询；一旦接错线容易造成线路短路。

技术实现要素：

为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提出一种可以自动巡线，并在上位机展示的汽车实验平台高速可靠巡线系统。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种汽车实验平台高速可靠巡线系统，其特征在于：它包括上位机、接线端子和多个巡线器；

所述巡线器包括单片机，分别与所述单片机连接的拨码开关、警示单元、CAN通信接口、上位机通信接口和若干继电器，多个所述巡线器依次通过CAN总线连接；所述警示单元包括蜂鸣器、故障指示灯和运行指示灯；

每个所述巡线器依次通过所述拨码开关设置地址，并连接到上位机；每个继电器的NC端连接汽车元器件，COM端连接所述接线端子，NO端连接到所述巡线器内部的单片机。

进一步的，所述接线端子和多个巡线器均设置在一个教学试验箱上，并在所述教学试验箱上设置汽车元器件。

进一步的，所述单片机为STM32F103RBT6芯片。

本实用新型的有益效果是：它巡线速度快，高效；准确率高，达到100％；在上位机上可实现成绩存储、查询；可防短路，具备电源管理功能；检测端子数量可拓展；巡线器之间的连接线束少；可靠性高，多个巡线器之间相互独立，并可实现在线状态查询。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型的巡线系统示意图；

图2为本实用新型的巡线器及外部接口说明示意图；

图3为本实用新型的单片机及其外围电路图；

图4为本实用新型的CAN通信接口电路；

图5为本实用新型的上位机通信接口电路图；

图6为本实用新型的拨码开关电路图；

图7为本实用新型的部分继电器驱动电路；

图8为本实用新型的警示单元电路。

图9为本实用新型的电源电路。

具体实施方式

下面结合图1-图9对本实用新型的具体实施例做详细描述：

本实用新型的汽车实验平台高速可靠巡线系统包括若干巡线器、上位机、汽车元器件和接线端子。如图1所示，若干巡线器通过CAN总线连接，最后与上位机通信连接。所述巡线器用于检测接线端子之间的连接状况。所述上位机用于显示巡线结果，所述接线端子和多个巡线器均设置在一个教学试验箱上，并在所述教学试验箱上设置汽车元器件。所述汽车元器件为放置在教学试验箱上的功能部件，所述接线端子为汽车元器件接口。

如图2所示，所述巡线器包括单片机，分别与所述单片机连接的拨码开关、警示单元、CAN通信接口、上位机通信接口和若干继电器，多个所述巡线器依次通过CAN总线连接。如图8所示，所述警示单元包括蜂鸣器、故障指示灯和运行指示灯。所述单片机用于读取拨码开关地址、驱动继电器、检测端子连接状况、CAN通信和与上位机通信功能。所述拨码开关用于设置巡线器地址。所述蜂鸣器用于提示接线状态。所述CAN通信接口用于多个巡线器之间的相互通信。继电器用于断开汽车元器件和端子之间的连接关系并将接线端子和单片机检测口短接。所述CAN通信接口用于多个巡线器之间的相互通信功能。所述上位机通信接口用于与巡线器与上位机之间的通信使用。多个巡线器依次通过CAN总线级联，每个巡线器依次通过拨码开关设置地址1-n，并最终连接到上位机。每个巡线器有若干继电器，每个继电器的NC端连接器件，COM端连接接线端子，NO端连接到巡线器内部的单片机，如图2所示。

如图3-9对本实用新型的具体电路进行优选，如图3所示，所述单片机为STM32F103RBT6芯片。如图4所示，CAN通信接口电路，优选采用TJA1050芯片。如图5所示，包括U2部分485通讯电路和U1部分232接口电路。如图6所示为拨码开关电路。如图7所示为继电器驱动芯片U7和一个继电器电路。继电器驱动芯片U7采用ULN2803。图7中只画出了一个继电器电路，本实用新型采用了8个继电器电路，他们的结构相同，因此只画出了一个，它包括继电器K5、发光二极管LED5、电阻R31、电阻R14、电容C28、二极管D7，继电器的NC端、COM端和NO端为图7中的RLY NC5、RLY COM5和RLY NO5，每个继电器的NC端连接汽车元器件，COM端连接接线端子，NO端连接到巡线器内部的单片机。继电器的RLY NO5端通过电阻R14、电容C28和二极管D7设置为上拉输入模式。图8为警示单元电路，包括蜂鸣器电路和故障指示灯ERROR和运行指示灯RUN。蜂鸣器电路包括蜂鸣器U8、驱动三极管Q1以及电阻R29和R30。对于单片机、CAN通信接口电路、上位机通信接口电路、拨码开关电路、继电器驱动电路和警示单元电路，附图3-8中均标注了与其他电路对应的连接引脚，在这里不再赘述。

如图9所示，电源电路输入12V电源，L1为功率电感，起滤波作用；D1为二极管，器防反接作用；电容C9、C12，C16、C17、C19、C21、C22都是起滤波作用；U3为7805降压芯片，将12V电源降到5V；U5同样是降压芯片，将5V电压降到3.3V，用于给单片机等器供电。

本实用新型的工作原理为：

系统在上电后，将器件供电电源断开，单片机将默认将所有继电器的COM和NO短接、COM和NC断开，即将接线端子和器件之间的连线断开，并将继电器的NO检测口设置为上拉输入模式。从1号巡线器的第一个继电器开始，继电器的NO检测口设置为输出模式，输出低电平，并将巡线信息通过CAN总线告知其他巡线器，所有巡线器开始检测NO检测口的状态，若检测到低电平则1号巡线器的1号继电器连接的端子就和此端子相连接，相反，若检测到高电平则1号巡线器的1号继电器连接的端子就和此端子无连接关系，所有巡线器将检测结果通过CAN总线发给其他巡线器。其他端子依次按照上述步骤检测每一个继电器对应的端子和其他端子的连接关系。一轮巡线结束后，巡线器将巡线结果和自身存储的接线标准进行对比分析，统计出正确和错误连接线，同时错误连接时，蜂鸣器会给予提示。之后，巡线器和上位机之间进行信息交互，巡线结果就会在上位机上进行显示。

以上所述结合附图对本实用新型的优选实施方式和实施例作了详述，但是本实用新型并不局限于上述实施方式和实施例，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构思的前提下，还可以做出其它若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。