本發(fā)明屬于車載診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可自動開斷的低功耗智能車載診斷裝置。

背景技術(shù)：

隨著汽車工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡慕煌üぞ摺Ｔ谄嚿辖尤隣BD(On-Board-Diagnostics，車載自動診斷系統(tǒng))智能車載診斷裝置，用戶可以快速的從OBD終端獲取到車輛信息、行駛狀況等有用信息。目前，車載診斷裝置大多數(shù)供電是取自汽車電瓶，如果車載診斷裝置的功耗過大的話，當(dāng)電瓶電量虧損至一個下限閾值時不能自動斷開車載診斷裝置及預(yù)警，長期使用則會使汽車不能正常打火。

一種可自動開斷的低功耗智能車載診斷裝置(以下簡稱車載終端)的優(yōu)勢在于：車載終端采用三級休眠的機(jī)制，使車載終端的功耗最??；當(dāng)汽車電瓶電量虧損至一個下限閾值時，車載終端從硬件角度可靠的進(jìn)行自動切斷供電系統(tǒng)，然后由車載終端的備用電池暫時供電，同時車載終端向用戶手機(jī)發(fā)送汽車電瓶電量低預(yù)警短信，提醒用戶提前維護(hù)車輛。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可自動開斷的低功耗智能車載診斷裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的功耗大及不能智能的進(jìn)行電源切斷的缺陷和不足。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

這可自動開斷的低功耗智能車載診斷裝置，包括用于數(shù)據(jù)分析、控制及遠(yuǎn)程升級功能的MCU微控制器以及與所述MCU微控制器連接的電源模塊、顯示模塊、按鍵模塊、傳感器模塊、車輛總線模塊、車輛定位模塊和上位機(jī)模塊；所述電源模塊由主電源模塊和備用電源模塊組成，電源模塊為車載診斷裝置供電；所述傳感器模塊獲取車輛的G-sensor信息并傳給MCU微控制器。

進(jìn)一步，上述MCU微控制器采用ST的STM32F103C處理器芯片。

進(jìn)一步，上述車輛總線模塊由CAN線/K線和OBD協(xié)議模塊組成，其中CAN線/K線連接MCU微控制器和OBD協(xié)議模塊，進(jìn)行OBD協(xié)議解析報(bào)文與MCU微控制器間的信息交互。

進(jìn)一步，上述車輛定位模塊由串口1模塊和定位模塊組成；所述串口1模塊連接MCU微控制器和定位模塊，進(jìn)行定位信息和MCU微控制器間的信息交互。

進(jìn)一步，上述定位模塊采用的是Ublox-6M模塊。

進(jìn)一步，上述上位機(jī)模塊由串口3模塊和上位機(jī)軟件組成，其中串口3模塊連接MCU微控制器和上位機(jī)軟件，進(jìn)行上位機(jī)信息和MCU微控制器間的信息交互。

進(jìn)一步，上述主電源模塊包括電源芯片U1，所述電源芯片U1的管腳1和管腳8之間連接有電容C1；電源芯片U1管腳2一路通過電阻R3和R5接GND，另一路通過電容C4接GND，所述電容C4還并聯(lián)有一電容C3，在電容C3與電容C4之間接VCC-12V；電源芯片U1的管腳3接至電阻R3和R5之間；電源芯片U1的管腳4通過電阻6接GND；電源芯片U1的管腳6一路通過電阻R4和電容C6接GND，另一路通過電容C5接GND；電源芯片U1的管腳7一路通過二極管D1和電感L1連接至VDC 4V，另一路接GND，所述二極管D1和電感L1的串聯(lián)后還并聯(lián)有一電容C2，在二極管D1和電感L1之間還連接至電源芯片U1的管腳8；所述VDC 4V還通過電阻R1和電阻R2接GND。

進(jìn)一步，上述電源芯片U1為TPS54340。

一種上述的可自動開斷的低功耗智能車載診斷裝置的診斷方法：電源芯片U1的輸入電壓范圍在4.5V至42V的工作范圍，上電以后，電源芯片U1的欠壓閉鎖EN管腳由于電阻R3和電阻R5的分壓，獲得一個大于4.3V的電壓，使電源芯片U1開始工作；此時輸出電壓會通過電阻R1和電阻R2的分壓使得電源芯片U1的FB端獲得電壓，并且反饋給電源芯片U1，當(dāng)反饋的電壓在0.8V之后，電源芯片U1輸出穩(wěn)定的電壓值；自動開斷功能需要調(diào)整電阻R3和電阻R5的阻值，將默認(rèn)的4.3V調(diào)整到汽車電瓶虧電的下限閾值即可，實(shí)現(xiàn)當(dāng)汽車電瓶降到下限閾值時，電源芯片U1的欠壓閉鎖EN管腳關(guān)斷，電源芯片U1停止工作，同時，備用電源模塊啟動，維持車載診斷終端的正常工作，并將預(yù)警信息以短信方式發(fā)送到用戶手機(jī)上；反之，當(dāng)汽車電瓶電壓超過上限閾值時，電源芯片U1的欠壓閉鎖EN管腳打開，電源芯片U1正常工作，實(shí)現(xiàn)自動開斷的功能。

一種上述可自動開斷的低功耗智能車載診斷裝置的三級休眠機(jī)制，，包括以下步驟：

步驟一：當(dāng)汽車熄火之后，智能車載診斷裝置等待六分鐘后判斷是否熄火，并將數(shù)據(jù)信息顯示到液晶模塊和上位機(jī)；

步驟二：若確定為熄火狀態(tài)，CDMA模塊先進(jìn)入休眠狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)信息顯示在液晶模塊上；

步驟三：延時一分鐘，GPS模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)信息顯示在液晶模塊上；

步驟四：延時一分鐘，MCU微處理器進(jìn)入休眠狀態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明提供的一種可自動開斷的低功耗智能車載診斷裝置，可以獲取汽車故障數(shù)據(jù)，通過智能手機(jī)或者上位機(jī)平臺，實(shí)現(xiàn)車況數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程讀取、精準(zhǔn)定位監(jiān)控、專業(yè)故障診斷等功能，特別是采用三級休眠機(jī)制、自動開斷電源供電系統(tǒng)的軟硬件方式及安全報(bào)警方式，大大的降低了車載終端的整體功耗，保證用戶安全的使用汽車。

圖說明

圖1是本發(fā)明的智能車載診斷單元的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明的智能車載診斷裝置的取電位置框圖；

圖3是本發(fā)明的智能車載診斷裝置的上位機(jī)結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本發(fā)明的自動開斷的主電源模塊的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖5是本發(fā)明的三級休眠機(jī)制流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：

如圖1所示：一種可自動開斷的低功耗智能車載診斷裝置100包括MCU微控制器110、電源模塊120、顯示模塊130、按鍵模塊140、傳感器模塊150、車輛總線模塊160、車輛定位模塊170、上位機(jī)模塊180；其中MCU微控制器110采用的是ST的STM32F103C處理器芯片，用于數(shù)據(jù)的分析、控制及遠(yuǎn)程升級功能；電源模塊120由主電源模塊260和備用電源模塊250(可充電的鋰電池)組成，用于提供車載終端的模塊供電；顯示模塊130用于顯示車輛信息及控制信息；按鍵模塊140用于操作控制；傳感器模塊150獲取車輛的G-sensor信息并傳給MCU微控制器110；車輛總線模塊160由CAN線/K線210和OBD協(xié)議模塊220組成，其中CAN線/K線210連接MCU微控制器110和OBD協(xié)議模塊220，進(jìn)行OBD協(xié)議解析報(bào)文與MCU微控制器間的信息交互；車輛定位模塊170由串口1模塊230和定位模塊240組成，其中定位模塊240采用的是Ublox-6M模塊，串口1模塊230連接MCU微控制器110和定位模塊240，進(jìn)行定位信息和MCU微控制器間的信息交互；上位機(jī)模塊180由串口3模塊270和上位機(jī)軟件280組成，其中串口3模塊270連接MCU微控制器110和上位機(jī)軟件280，進(jìn)行上位機(jī)信息和MCU微控制器間的信息交互。所述的上位機(jī)軟件280是山東移動位置通平臺。

圖2是本發(fā)明的智能車載診斷裝置的取電位置框圖。如圖2所示，圖1的電源模塊120連接汽車OBD接口190，從汽車OBD接口上獲取車載診斷裝置的12V供電。

圖3是本發(fā)明的智能車載診斷裝置的上位機(jī)結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，車載終端通過圖1的串口3模塊270與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時上位機(jī)可以實(shí)時的顯示車載診斷終端的有效信息。進(jìn)一步的是，上位機(jī)采用的是山東移動位置通平臺。

圖4是本發(fā)明的自動開斷的主電源模塊的電路結(jié)構(gòu)圖：主電源模塊使用的是TI的TPS54340芯片(以下簡稱U1)，以下根據(jù)附圖4闡述自動開斷的主電源模塊的電路連接關(guān)系。其中，VCC-12V的一端連接到圖2的汽車OBD接口190上。鉭電容C3、C4的正極分別連接到VCC-12V上，并且連接到U1的VIN管腳2上，C3、C4的另一端分別連接GND。電阻R3的一端連接到U1的VIN管腳2上，另一端連接到U1的EN管腳3上。電阻R5的一端連接到U1的EN管腳3上，另一端連接到GND。電阻R6的一端連接到U1的RT/CLK管腳4上，另一端連接到GND。電容C1的一端連接到U1的BOOT管腳1上，另一端連接到U1的SW管腳8上。二極管D1的負(fù)端連接U1的SW管腳8上，另一端連接到U1的GND管腳7上。U1的GND管腳7連接GND。電阻R4的一端連接到U1的COMP管腳6上，另一端連接到電容C6的一端，電容C6的另一端連接到GND。電容C5的一端連接到U1的COMP管腳6上，另一端連接到GND上。電感L1的一端連接到U1的SW管腳8上，另一端連接到鉭電容C2的正端，鉭電容C2的負(fù)端連接到GND。電阻R1的一端連接到鉭電容C2的正端，同時連接輸出電壓VDC-4V，另一端連接到U1的FB管腳5上。電阻R2的一端連接到U1的FB管腳5上，另一端連接到GND。

下文將具體闡述主電源模塊260實(shí)現(xiàn)自動開斷的功能的工作原理：

電源芯片U1的輸入電壓范圍在4.5V至42V的工作范圍，上電以后，欠壓閉鎖EN管腳由于電阻R3和電阻R5的分壓，獲得一個大于4.3V的電壓，使芯片開始工作。此時輸出電壓會通過電阻R1和電阻R2的分壓使得FB端獲得電壓，并且反饋給U1，F(xiàn)B的參考電壓是0.8V，當(dāng)反饋的電壓在0.8V(1％波動)之后，芯片輸出穩(wěn)定的電壓值。進(jìn)一步的是，當(dāng)我們假設(shè)從汽車電源上獲取12V的輸入電壓，為了得到VDC-4V的輸出電壓，我們只需要調(diào)整電阻R1和電阻R2的阻值即可。而本發(fā)明的自動開斷功能則需要來調(diào)整電阻R3和電阻R5的阻值，將默認(rèn)的4.3V調(diào)整到汽車電瓶虧電的下限閾值即可，實(shí)現(xiàn)當(dāng)汽車電瓶降到下限閾值時，欠壓閉鎖EN管腳關(guān)斷，U1停止工作，同時，圖1中備用電源模塊250啟動，維持車載終端的正常工作，并將預(yù)警信息以短信方式發(fā)送到用戶手機(jī)上。反之，當(dāng)汽車電瓶電壓超過上限閾值時，欠壓閉鎖EN管腳打開，U1正常工作，從而實(shí)現(xiàn)了自動開斷的功能。

如圖5所示為本發(fā)明的三級休眠機(jī)制流程圖：

步驟一：當(dāng)汽車熄火之后，智能車載診斷裝置等待六分鐘后判斷是否熄火，并將數(shù)據(jù)信息顯示到液晶模塊和上位機(jī)；

步驟二：若確定為熄火狀態(tài)，CDMA模塊先進(jìn)入休眠狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)信息顯示在液晶模塊上；

步驟三：延時一分鐘，GPS模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)信息顯示在液晶模塊上；

步驟四：延時一分鐘，MCU微處理器進(jìn)入休眠狀態(tài)。

本發(fā)明提供的一種可自動開斷的低功耗智能車載診斷裝置的自動開斷電源系統(tǒng)、三級休眠機(jī)制及安全報(bào)警等優(yōu)點(diǎn)極大的保證了用戶在使用汽車過程中的的安全性。