一种车辆运行故障远程诊断监测系统的制作方法

本实用新型涉及车辆故障监测技术领域，具体地说，是涉及一种车辆运行故障远程诊断监测系统。

背景技术：

通常，车辆的电控系统具有多个控制单元，控制单元检测各个传感器的输入信号，并对执行器发出控制指令；当车辆的电控系统存在故障时，控制单元将相应的故障码存储至记忆芯片上。

目前汽车在行驶中发生汽车故障时，均会在车辆本身的仪表盘上显示，然而作为管理部门很难时时知道车辆的运行情况，尤其是在大型汽车运输部队或大型物流企业中，对监管部门来说是一个非常棘手的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种车辆运行故障远程诊断监测系统，主要解决现有汽车运输部队或大型物流企业对运行中的车辆无法进行故障诊断及有效监管的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种车辆运行故障远程诊断监测系统，包括与车辆控制系统对接车辆信息的远程监测发射器，以及用于接收远程监测发射器发送信息的远程监测接收平台；

所述远程监测发射器包括mcu处理模块，与mcu处理模块相连的接口模块、按键开关电路、定位芯片和第一无线通信模块，与第一无线通信模块相连的发射天线，以及与接口模块和mcu处理模块相连的电压转换电路；其中，所述接口模块与车辆控制系统相连。

进一步地，所述远程监测接收平台包括数据接收模块，与数据接收模块相连的接收天线、接收主机，以及与接收主机相连的主显示屏、多屏显示器，以及与主显示屏相连的按键输入模块。

进一步地，所述接口模块包括与运算放大器相连的数据传输电路以及与电压转换电路相连的供电电路。

进一步地，所述数据接收模块包括与接收天线相连的第二无线通信模块，与第二无线通信模块相连的滤波单元，与滤波单元相连的低噪声放大单元，与低噪声放大单元相连的信号调制单元，与信号调制单元相连的单片机控制器，与单片机控制器相连的晶体振荡器、稳压供电单元和usb接口。

进一步地，所述数据传输电路包括型号为sn75176的通讯片u1，与通讯片u1的vcc引脚相连的电容c1，与通讯片u1的b引脚相连的电阻r1，一端与通讯片u1的a引脚相连且另一端接地的电阻r2，第3引脚、第8引脚对应连接通讯片u1的b引脚、a引脚的d型插接头，一端与d型插接头第4引脚相连且另一端与通讯片u1的r引脚相连的电阻r3，引脚voa、vob、vic引脚对应连接通讯片u1的de引脚、d引脚、r引脚的数字隔离器芯片u2，连接于数字隔离器芯片u2的vdd2引脚与gnd2引脚之间的电容c2，连接于数字隔离器芯片u2的vdd1引脚与gnd1引脚之间的电容c3；其中，数字隔离器芯片u2的via、vib、voc引脚与mcu处理模块相连，电阻r2的另一端与供电电路相连。

进一步地，所述供电电路包括型号为adm660arz的电压转换器芯片u3，连接于电压转换器芯片u3的fc引脚与v+引脚之间的电阻r3，并联后一端与电压转换器芯片u3的v+引脚相连且另一端与电压转换器芯片u3的lv和out引脚相连的电容c4、c5、c6，连接于电压转换器芯片u3的cap+引脚、cap-引脚之间的电容c7，一端与电压转换器芯片u3的gnd引脚相连且另一端接地的电容c8，两个in引脚与电压转换器芯片u3的v+引脚相连的型号为adp3334armz的电压调节器芯片u4，一端与电压调节器芯片u4的两个in引脚相连且另一端接地的电容c9，连接于电压调节器芯片u4的out引脚与fb引脚之间的电容c10，并联后连接于电压调节器芯片u4的out引脚与fb引脚之间的电阻r3、r4，并联后一端与电压调节器芯片u4的fb引脚相连且另一端接地的电阻r5、r6，以及一端与电压调节器芯片u4的out引脚相连且另一端接地的电容c11；其中，电容c8与电压转换器芯片u3的gnd引脚相连的一端与数据传输电路的电阻r2一端相连，电容c11与电压调节器芯片u4的out引脚相连的一端与电压转换电路相连，电压转换器芯片u3的osc引脚与mcu处理模块相连。

进一步地，所述电压转换电路包括型号为ic555的电源管理芯片u5，连接于电源管理芯片u5的第2引脚与第6引脚之间的电阻r7，一端与电源管理芯片u5的第6引脚相连且另一端接地的电容c12，输出端与电源管理芯片u5的第2引脚相连的放大器a1，一端与放大器a1的正相输入端相连且另一端接地的电阻r8，连接于放大器a1的反相输入端与输出端之间的电容c13，与放大器a1的反相输入端相连的电阻r9，一个基极与放大器a1的反相输入端相连的双基极晶体管vt1，与双基极晶体管vt1的另一个基极相连且另一端均接地的电阻r10、r11，一端与双基极晶体管vt1的发射极相连且另一端接地的电阻r12，负极与双基极晶体管vt1的发射极相连的二极管d1，一端与二极管d1的正极相连且另一端与电源管理芯片u5的第3引脚相连的电阻r13，一端与电源管理芯片u5的第5引脚相连另一端接地的电容c14，基极与电源管理芯片u5的第7引脚相连且发射极接地的三极管vt2，一端与三极管vt2的集电极相连且另一端接地的电容c15，一端与三极管vt2的集电极相连且另一端接地的电阻r14，与三极管vt2的基极相连的电阻r15，负极与电阻r15另一端相连的稳压二极管d2，正极与稳压二极管d2的正极相连的稳压二极管d3，与稳压二极管d2的负极相连的电阻r16、r17，发射极与电阻r16另一端相连、基极与电阻r17另一端相连且集电极与三极管vt2的集电极相连的三极管vt3，一端与三极管vt3的基极相连且另一端与二极管d3的负极相连的电阻r18，以及与二极管d3的负极相连的电阻r19；其中，电阻r9的另一端与电压调节器芯片u4的out引脚相连，电源管理芯片u5的第8引脚、第4引脚相连后与mcu处理模块相连。

进一步地，所述低噪声放大单元包括低噪声放大器u6，与低噪声放大器u6的out引脚相连的电容c16、电阻r20，与电容c16另一端相连的电容c17、c18，与电容c18另一端相连的电容c19、c20，与电阻r20另一端相连的电感l1，一端与电感l1另一端相连且另一端与低噪声放大器u6的in引脚相连的电阻r21，与电阻r21与电感l1的公共端相连的电阻r22，一端与低噪声放大器u6的in引脚相连且另一端接地的电阻r23，与低噪声放大器u6的in引脚相连的电容c21，以及与电容c21另一端相连的电感l2、电容c22；其中，电容c17、c19、电感l2的另一端均接地；电容c20、电阻r22的另一端与第二无线通信模块相连，电容c22的另一端与信号调制单元相连。

进一步地，所述信号调制单元包括型号为mc1596的芯片u7，连接于芯片u7的第2、3引脚之间的电阻r24，与芯片u7的第6引脚连接并依次串联的电阻r25、r26、电容c23，一端与电阻r26、电容c23连接处相连且另一端接地的电阻r27，连接于芯片u7的第7、8引脚之间的电阻r28，与芯片第8引脚相连的电容c24，串联后一端连接于芯片u7的第1引脚且另一端连接于芯片u7的第4引脚的电阻r29、r30，串联后一端连接于芯片u7的第1引脚且另一端连接于芯片u7的第4引脚的电阻r31、滑动变阻器rp1、电阻r32，一端与芯片u7的第5引脚相连且另一端接地的电阻r33，以及一端连接于电阻r25、r26公共端且另一端与芯片u7的第9引脚相连的电阻r34；其中，所述滑动变阻器rp1的滑动端与芯片u7的第10引脚相连，电阻r27、r33、电容c24的另一端接地，芯片u7的第1引脚与低噪声放大单元的电容c23相连，电容c24的另一端与单片机控制器相连。

进一步地，所述稳压供电单元包括芯片ic1，一端与芯片ic1的ce引脚、vin引脚相连且另一端接地的电容c25，一端与芯片ic1的vin引脚相连且另一端接地的电容c26，一端与芯片ic1的out引脚相连且另一端接地的电容c27、c28，与芯片ic1的nc引脚相连的电阻r34、电感l4、电容c32，sw引脚与电感l2另一端相连的芯片ic2，与芯片ic2的fb引脚和电阻r35另一端相连且另一端接地的电阻r36，与芯片ic2的vin引脚相连的电容c30、c31，以及与芯片ic2的en引脚相连的电容c29；其中，芯片ic1的vin引脚与芯片ic2的ce引脚相连后与单片机控制器的vbus引脚相连。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型的远程诊断监测系统利用监测发射器获取从车辆控制系统的车辆运行数据，并将监测到的数据实时回传到数据接收平台，数据接收平台通过控制接收主机调取需要查看的车辆，实现对车辆运行状态的实时监测与报告，对车辆故障进行及时有效监管。

(2)本实用新型的监测信号发射器通过对接口模块进行改进，通过在数据传输电路中设置数字隔离器芯片，实现接口模块中数据传输与供电控制的隔离，使发射器从车辆控制系统中获取数据更加及时与准确，同时对供电电路的改进也使得发射器信号发射更加稳定。

(3)本实用新型中的监测信号发射器通过对电压转换电路进行设计，使得接口模块对从车辆获取的电能进行适配转换，给监测信号发射器各功能模块提供稳定的供电，避免各功能芯片出现过流或过压损坏的情况。

(4)本实用新型系统中的远程诊断监测系统的接收平台通过对数据接收模块的硬件结构进行改进，利用过滤单元、小信号低噪声放大单元与其他功能单元的配合使用，实现接收信号的过滤与放大，排除接收平台的信号干扰，使数据接收更加稳定。

附图说明

图1为本实用新型中的远程监测发射器的整体原理框图。

图2为本实用新型中的远程接收平台的整体原理框图。

图3为本实用新型-实施例中mcu处理模块的电路原理图。

图4为本实用新型中远程监测发射器中的数据传输电路原理图。

图5为本实用新型中远程监测发射器中的供电电路原理图。

图6为本实用新型中远程监测发射器中的电压转换电路原理图。

图7为本实用新型中远程监测发射器中的按键开关电路原理图。

图8为本实用新型中远程接收平台中的低噪声放大单元的电路原理图。

图9为本实用新型中远程接收平台中的信号调制单元的电路原理图。

图10为本实用新型中远程接收平台中的稳压供电单元的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

本实用新型公开一种车辆运行故障远程诊断监测系统，包括与车辆控制系统对接车辆信息的远程监测发射器，以及用于接收远程监测发射器发送信息的远程监测接收平台。

如图1所示，所述远程监测发射器包括mcu处理模块，与mcu处理模块相连的接口模块、按键开关电路、定位芯片和第一无线通信模块，与第一无线通信模块相连的发射天线，以及与接口模块和mcu处理模块相连的电压转换电路；其中，所述接口模块与车辆控制系统相连；其中，所述接口模块包括与mcu处理模块相连的数据传输电路以及与电压转换电路相连的供电电路。

如图2所示，所述接收平台包括数据接收模块，与数据接收模块相连的接收天线、接收主机，以及与接收主机相连的主显示屏、多屏显示器，以及与主显示屏相连的按键输入模块；所述数据接收模块包括与接收天线相连的第二无线通信模块，与第二无线通信模块相连的滤波单元，与滤波单元相连的低噪声放大单元，与低噪声放大单元相连的信号调制单元，与信号调制单元相连的单片机控制器，与单片机控制器相连的晶体振荡器、稳压供电单元和usb接口；其中，所述接收主机通过usb接口与数据接收模块相连。具体工作时，首先由接收天线和第二无线通信模块接收信号，接收的信号经过滤波单元滤波处理后由低噪声放大单元进行放大，信号调制单元对信号进行调制后送入单片机控制器进行数据处理，处理后的数据送入接收主机，并由与接收主机相连的主显示屏进行显示，同时，还能内利用多屏显示器同时显示与系统关联的多辆车辆的实时数据。在本实施例中，所述单片机控制器的型号为stc12c5a60s2，所述按键输入模块采用常见的键盘输入，其他各类硬件模块均选用常规模块即可，具体地连接方式是本领域技术人员明确知晓的，并均可通过采购获得。

如图3所示，本实用新型的mcu处理模块的芯片采用stc12c5a60s2单片机芯片。具体使用时，通过接口模块从车辆控制系统中获取车辆的各性能参数，并通过mcu处理模块进行处理后通过无线通信模块进行传输，同时定位芯片实时位置信息也一并发送出去，实现车辆故障信息的远程发送。在本实施例中，所述定位芯片的型号为mxt2708a。

如图4所示，在本实施例中，所述数据传输电路包括型号为sn75176的通讯片u1，与通讯片u1的vcc引脚相连的电容c1，与通讯片u1的b引脚相连的电阻r1，一端与通讯片u1的a引脚相连且另一端接地的电阻r2，第3引脚、第8引脚对应连接通讯片u1的b引脚、a引脚的d型插接头，一端与d型插接头第4引脚相连且另一端与通讯片u1的r引脚相连的电阻r3，引脚voa、vob、vic引脚对应连接通讯片u1的de引脚、d引脚、r引脚的数字隔离器芯片u2，连接于数字隔离器芯片u2的vdd2引脚与gnd2引脚之间的电容c2，连接于数字隔离器芯片u2的vdd1引脚与gnd1引脚之间的电容c3；其中，数字隔离器芯片u2的via、vib、voc引脚与mcu处理模块的p32、p31、p30引脚对应相连，电阻r2的另一端与供电电路相连。通过在数据传输电路中设置数字隔离器芯片，实现接口模块中数据传输与供电控制的隔离，使发射器从车辆控制系统中获取数据更加及时与准确，同时对供电电路的改进也使得发射器信号发射更加稳定。

如图5所示，在本实施例中，所述供电电路包括型号为adm660arz的电压转换器芯片u3，连接于电压转换器芯片u3的fc引脚与v+引脚之间的电阻r3，并联后一端与电压转换器芯片u3的v+引脚相连且另一端与电压转换器芯片u3的lv和out引脚相连的电容c4、c5、c6，连接于电压转换器芯片u3的cap+引脚、cap-引脚之间的电容c7，一端与电压转换器芯片u3的gnd引脚相连且另一端接地的电容c8，两个in引脚与电压转换器芯片u3的v+引脚相连的型号为adp3334armz的电压调节器芯片u4，一端与电压调节器芯片u4的两个in引脚相连且另一端接地的电容c9，连接于电压调节器芯片u4的out引脚与fb引脚之间的电容c10，并联后连接于电压调节器芯片u4的out引脚与fb引脚之间的电阻r3、r4，并联后一端与电压调节器芯片u4的fb引脚相连且另一端接地的电阻r5、r6，以及一端与电压调节器芯片u4的out引脚相连且另一端接地的电容c11；其中，电容c8与电压转换器芯片u3的gnd引脚相连的一端与数据传输电路的电阻r2一端相连，电容c11与电压调节器芯片u4的out引脚相连的一端与电压转换电路相连，电压转换器芯片u3的osc引脚与mcu处理模块的xtal1引脚相连。

如图6所示，在本实施例中，所述电压转换电路包括型号为ic555的电源管理芯片u5，连接于电源管理芯片u5的第2引脚与第6引脚之间的电阻r7，一端与电源管理芯片u5的第6引脚相连且另一端接地的电容c12，输出端与电源管理芯片u5的第2引脚相连的放大器a1，一端与放大器a1的正相输入端相连且另一端接地的电阻r8，连接于放大器a1的反相输入端与输出端之间的电容c13，与放大器a1的反相输入端相连的电阻r9，一个基极与放大器a1的反相输入端相连的双基极晶体管vt1，与双基极晶体管vt1的另一个基极相连且另一端均接地的电阻r10、r11，一端与双基极晶体管vt1的发射极相连且另一端接地的电阻r12，负极与双基极晶体管vt1的发射极相连的二极管d1，一端与二极管d1的正极相连且另一端与电源管理芯片u5的第3引脚相连的电阻r13，一端与电源管理芯片u5的第5引脚相连另一端接地的电容c14，基极与电源管理芯片u5的第7引脚相连且发射极接地的三极管vt2，一端与三极管vt2的集电极相连且另一端接地的电容c15，一端与三极管vt2的集电极相连且另一端接地的电阻r14，与三极管vt2的基极相连的电阻r15，负极与电阻r15另一端相连的稳压二极管d2，正极与稳压二极管d2的正极相连的稳压二极管d3，与稳压二极管d2的负极相连的电阻r16、r17，发射极与电阻r16另一端相连、基极与电阻r17另一端相连且集电极与三极管vt2的集电极相连的三极管vt3，一端与三极管vt3的基极相连且另一端与二极管d3的负极相连的电阻r18，以及与二极管d3的负极相连的电阻r19；其中，电阻r9的另一端与电压调节器芯片u4的out引脚相连，电源管理芯片u5的第8引脚、第4引脚相连后与mcu处理模块相连。通过对电压转换电路进行设计，使得接口模块对从车辆获取的电能进行适配转换，给监测信号发射器各功能模块提供稳定的供电，避免各功能芯片出现过流或过压损坏的情况。

如图7所示，在本实施例中，所述按键开关电路包括放大器a2，与放大器a2的负相输入端相连的电阻r20、r21、r22、按键开关s1，一端与按键开关s1相连且另一端与放大器a2的输出端相连的电阻r23，一端与按键开关s1相连且另一端接地的电容c17，以及一端与放大器a2的正相输入端和输出端均相连且另一端接地的电容c16；其中，电阻r22的另一端接地，电阻r20的另一端还与放大器a2的正相输入端和输出端相连；其中，电阻r1的另一端接vcc，放大器a2的输出端与mcu处理模块的p46引脚相连。该开关按键电路利用电阻r21、r22的分压设计，使得放大器a2的功耗是很小的ma级别，从而可以选择非常低的功耗的开关，即实现了产品的开关机，又很好的节约了成本和能耗。

如图8所示，在本实施例中，所述低噪声放大单元包括低噪声放大器u6，与低噪声放大器u6的out引脚相连的电容c16、电阻r20，与电容c16另一端相连的电容c17、c18，与电容c18另一端相连的电容c19、c20，与电阻r20另一端相连的电感l1，一端与电感l1另一端相连且另一端与低噪声放大器u6的in引脚相连的电阻r21，与电阻r21与电感l1的公共端相连的电阻r22，一端与低噪声放大器u6的in引脚相连且另一端接地的电阻r23，与低噪声放大器u6的in引脚相连的电容c21，以及与电容c21另一端相连的电感l2、电容c22；其中，电容c17、c19、电感l2的另一端均接地；电容c20、电阻r22的另一端与第二无线通信模块相连，电容c22的另一端与信号调制单元相连。

如图9所示，在本实施例中，所述信号调制单元包括型号为mc1596的芯片u7，连接于芯片u7的第2、3引脚之间的电阻r24，与芯片u7的第6引脚连接并依次串联的电阻r25、r26、电容c23，一端与电阻r26、电容c23连接处相连且另一端接地的电阻r27，连接于芯片u7的第7、8引脚之间的电阻r28，与芯片第8引脚相连的电容c24，串联后一端连接于芯片u7的第1引脚且另一端连接于芯片u7的第4引脚的电阻r29、r30，串联后一端连接于芯片u7的第1引脚且另一端连接于芯片u7的第4引脚的电阻r31、滑动变阻器rp1、电阻r32，一端与芯片u7的第5引脚相连且另一端接地的电阻r33，以及一端连接于电阻r25、r26公共端且另一端与芯片u7的第9引脚相连的电阻r34；其中，所述滑动变阻器rp1的滑动端与芯片u7的第10引脚相连，电阻r27、r33、电容c24的另一端接地，芯片u7的第1引脚与低噪声放大单元的电容c23相连，电容c24的另一端与单片机控制器相连。

如图10所示，在本实施例中，所述稳压供电单元包括芯片ic1，一端与芯片ic1的ce引脚、vin引脚相连且另一端接地的电容c25，一端与芯片ic1的vin引脚相连且另一端接地的电容c26，一端与芯片ic1的out引脚相连且另一端接地的电容c27、c28，与芯片ic1的nc引脚相连的电阻r34、电感l4、电容c32，sw引脚与电感l2另一端相连的芯片ic2，与芯片ic2的fb引脚和电阻r35另一端相连且另一端接地的电阻r36，与芯片ic2的vin引脚相连的电容c30、c31，以及与芯片ic2的en引脚相连的电容c29；其中，芯片ic1的vin引脚与芯片ic2的ce引脚相连后与单片机控制器的vbus引脚相连。

通过上述设计，本实用新型的远程诊断监测系统利用监测发射器获取从车辆控制系统的车辆运行数据，并将监测到的数据实时回传到数据接收平台，数据接收平台通过控制接收主机调取需要查看的车辆，实现对车辆运行状态的实时监测与报告，对车辆故障进行及时有效监管。因此，与现有技术相比，本实用新型具有实质性的进步和特点。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。