基于CAN总线的数据采集及显示系统的制作方法

基于can总线的数据采集及显示系统
技术领域
1.本实用新型属于汽车数据处理技术领域，涉及一种基于can总线的数据采集及显示系统。


背景技术：

2.随着生活水平的提高，汽车已成为人们出行必不可少的交通工具，而汽车仪表是汽车价值的重要体现，汽车仪表通过采集和显示数据实现仪表功能，随着汽车功能的不断增强，汽车仪表需要获取和显示的数据也日益增多，车辆综合控制系统中，各基构之间要交流的信息量也越来越大，传统汽车仪表连接的线束越来越复杂，占用的体积越来越大，不利于安装，同时导致维护人员在进行线路排查和故障补修时遇到各种各样的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种基于can总线的数据采集及显示系统，以解决车内布线复杂的问题，实现数据采集、通信和显示。
4.为了达到上述目的，本实用新型的基础方案为：一种基于can总线的数据采集及显示系统，包括数据通信模块和界面显示模块；
5.所述数据通信模块通过can总线与行车电脑连接，数据通信模块包括从mcu处理器、can总线收发器电路、mcu复位电路、mcu晶振电路和mcu下载电路，行车电脑上的故障信息和车辆安全信息通过can总线传输到数据通信模块；
6.所述界面显示模块包括主mcu处理器和显示器，界面显示模块通过串口电路与数据通信模块连接，用于接收数据通信模块传输的信息并用显示器显示。
7.本基础方案的工作原理和有益效果在于：利用数据通信模块和界面显示模块的双模块架构，避免各器件相距过近而造成过多的电磁干扰。数据通信模块与界面显示模块间，通过串口实现通信，利用总线布局，解决车内布线复杂的问题。且使用的各器件易得，成本低，利用使用和安装。
8.进一步，所述从mcu处理器为s32k144芯片。
9.s32k144芯片带有三路can控制器，可以工作在超频模式，最高频率可运行到112mhz，计算性能优异。
10.进一步，所述can总线收发器电路包括can收发器、第一电阻和第二电阻，所述can收发器的第一管脚通过第一电阻与从mcu处理器的第一管脚连接，can收发器的第二管脚通过第二电阻与从mcu处理器的第二管脚连接；
11.还包括第一电容和第二电容，第一电容连接在can收发器的can_h管脚与地之间，第二电容连接在can收发器的can_l管脚与地之间，can收发器的can_h管脚和can_l管脚分别与can总线的物理层中的接口连接。
12.can总线收发器电路的结构，保证电路顺利连接而实现信息的传输。
13.进一步，所述can收发器的第三管脚连接有第三电容和第四电容。
14.这样设置保证电路顺利运行。
15.进一步，can收发器的vio管脚接地，can收发器的vio管脚与接地间连接有第五电容。
16.这样保证电路安全，使器件顺利运行。
17.进一步，mcu复位电路包括复位电容和复位电阻，复位电容一端接地，另一端与复位电阻并联，复位电阻连接有工作电源。
18.mcu复位电路可根据需要控制电路恢复初始状态，利于电路运行使用。
19.进一步，所述界面显示模块中主mcu处理器为i.mx6q芯片。
20.i.mx6q芯片有利于数据处理。
21.进一步，所述界面显示模块包括应用模块，应用模块的输入端与界面显示模块的串口端连接，用于接收的串口数据进行提取并存储；
22.应用模块的输出端与显示器连接，用于将所需的信息显示到不同的虚拟仪表盘中；
23.所述界面显示模块还包括警报模块，警报模块用于判断各项数据是否正常，若出现异常则提示报警。
24.利用应用模块提取所需的信息进行显示，并实现对异常数据的及时报警，提示操作人员及时处理。
附图说明
25.图1是本实用新型基于can总线的数据采集及显示系统的流程结构示意图；
26.图2是本实用新型基于can总线的数据采集及显示系统的can总线收发器电路的电路示意图；
27.图3是本实用新型基于can总线的数据采集及显示系统的mcu复位电路；
28.图4是本实用新型基于can总线的数据采集及显示系统的mcu晶振电路；
29.图5是本实用新型基于can总线的数据采集及显示系统的mcu下载电路。
具体实施方式
30.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
32.在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可
以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
33.如图1所示，本实用新型公开了一种基于can总线的数据采集及显示系统，包括数据通信模块和界面显示模块。
34.数据通信模块通过can总线与行车电脑电性连接，数据通信模块包括从mcu处理器、can总线收发器电路、mcu复位电路、mcu晶振电路(如图4所示)和mcu下载电路(如图5所示)，mcu复位电路、mcu晶振电路和mcu下载电路分别与从mcu处理器的对应管脚连接，具体可采用现有的连接方式。从mcu处理器通过mcu下载电路下载外部编译好的程序。行车电脑上的故障信息和车辆安全信息通过can总线传输到数据通信模块。如图3所示，mcu复位电路包括复位电容和复位电阻，复位电容一端接地，另一端与复位电阻并联，复位电阻连接有工作电源。如图5所示，mcu下载电路采用芯片con/2x5p，mcu下载电路的arm
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rst、arm
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tdi、arm
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tdo、arm
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tms、arm
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rtck及arm
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tck引脚分别通过电阻与电源连接，mcu下载电路的复位管脚通过敌十八电阻与mcu复位电路的复位褍连接。从mcu处理器优选用带有三路can控制器的s32k144芯片，数据通信模块以s32k144芯片为核心，采用s32 design studio进行程序开发，实现车辆数据采集和分析车辆数据。
35.界面显示模块包括主mcu处理器和显示器，界面显示模块通过串口电路与数据通信模块连接，用于接收数据通信模块传输的信息并用显示器显示。主mcu处理器优选用i.mx6q芯片，i.mx6q芯片的主频最高可达到1ghz，内部拥有良好的多媒体处理单元，带有gpu，并支持1080p双通道lvds显示。界面显示模块以主mcu处理器为核心搭建嵌入式平台，界面显示模块的嵌入式平台，是在linux平台下编写虚拟仪表的驱动程序和应用程序，处理串口数据，显示器显示车速、转速等信息。显示器优选用lcd(如boe tft
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lcd)，显示器经过lvds驱动电路与嵌入式处理器内部集成的lcd控制器信号线连接，lcd显示车速、转速、汽车里程、瞬时油耗、平均油耗和剩余油量百分比。
36.界面显示模块包括应用模块，应用模块存储有嵌入式平台的应用程序，应用模块的输入端与界面显示模块的串口端电性连接，用于接收的串口数据进行提取并存储。应用模块的输出端与显示器电性连接，调用仪表显示程序，用于将所需的信息显示到不同的虚拟仪表盘中。界面显示模块还包括警报模块，警报模块连接有信息存储库，信息存储库内设置有车辆数据的正常数值，警报模块将采集的车辆信息与信息存储库内的正常数据进行对比，判断各项数据是否正常，若出现异常则调用显示程序提示报警。
37.如图2所示，can总线收发器电路包括can收发器、第一电阻和第二电阻，can收发器优选用型号为tja1042的收发器，tja1042是一款高速can收发器，可以提供电流保护模式和低功耗模式，改进了静电放电性能和电磁兼容性，传输速率高达1mbit/s；电磁辐射较低，抗电磁干扰能力强；具有过热保护功能；待机情况下的功率小。can的收发器的第一管脚(管脚4)通过第一电阻(r27)与从mcu处理器的第一管脚(管脚106)电性连接，can收发器的第二管脚(管脚1)通过第二电阻(r25)与从mcu处理器的第二管脚(管脚107)电性连接。can总线收发器电路还包括第一电容(c27)和第二电容(c29)，can收发器的can_h管脚和can_l管脚均接地设置。第一电容连接在can收发器的can_h管脚与接地之间，第二电容连接在can收发器的can_l管脚与接地之间，can收发器的can_h管脚和can_l管脚分别与can总线的物理层中的接口电性连接。can总线收发器的管脚3电性连接有阻抗匹配电阻(c26)，can收发器的vio管脚接地，can收发器的vio管脚与接地间连接有电容c28。
38.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
39.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。