高發(fā)廷，肖景文

（中國重汽集團公司，山東 濟南 250101）

隨著WIFI技術的高速應用發(fā)展，它的傳輸速度高、傳輸距離長、可實現(xiàn)無線傳輸?shù)葍?yōu)點，已經(jīng)廣泛應用到各行各業(yè)。一條現(xiàn)代化的汽車組裝生產線，從車架上線開始，到裝配發(fā)動機、駕駛室等部件，基本上要五、六百米長以上。整個組裝線的每道工序都有嚴格的生產節(jié)拍，有裝配時間要求，一個工序節(jié)拍慢了，那會影響整個組裝線的生產進度。本文就是利用WIFI的上述優(yōu)點，設計出基于WIFI技術的車輛下線診斷檢測工具，可實現(xiàn)150～200 m范圍內的無線數(shù)據(jù)高速傳輸。

圖1 基于WIFI傳輸技術的EOL診斷檢測工具方案圖

1 方案實現(xiàn)

圖1為基于WIFI傳輸技術的EOL診斷檢測工具方案圖,USR-WIFI232是一款高性能，支持雙網(wǎng)口的串口WIFI模塊，提供了一種將用戶的物理設備連接到WIFI無線網(wǎng)絡或是以太網(wǎng)上，并提供UART數(shù)據(jù)傳輸接口的解決方案，USRWIFI232通過串口UART與單片機MCU相連。從而使MCU控制的設備可以很方便地接入WIFI無線網(wǎng)絡或是以太網(wǎng)。USR-WIFI232集成了MAC、以太網(wǎng)、基頻芯片、射頻收發(fā)單元以及功率放大器；其固件則支持WIFI協(xié)議及配置，以及組網(wǎng)的TCP／IP協(xié)議棧。MCU通過兩路CAN總線與整車上ECU等控制器相連接，兼容ISO14229、J1939和1SO15031等通訊協(xié)議，可分別與ECU（發(fā)動機控制器）、儀表、ABS（制動防抱死控制器）、AMT（自動換擋控制器）、DCU （后處理控制器）等20余總控制器相連進行故障診斷、數(shù)據(jù)監(jiān)控、參數(shù)配置、電控單元程序刷寫等功能。

2 硬件設計

基于WIFI傳輸技術的車輛下線診斷工具，采用Infineon公司16位單片XC164CM作為核心處理器，運算主頻40 MHz，內置64K Flash存儲器，可在-40℃到125℃環(huán)境下正常工作。該單片機使用4M的晶振進行外部時鐘信號的輸入，內部最終通過軟件時鐘倍頻的方法使得單片機工作在40 MHz的主頻下。為指示W(wǎng)IFI通訊是否正常，單片機通過I／O口P3.6進行WIFI狀態(tài)指示，當外部WIFI設備成功與下線診斷工具連接并實施通訊握手協(xié)議后，P3.6所指示的LED燈將處于長亮狀態(tài)。診斷工具在進行ECU軟件刷寫和數(shù)據(jù)監(jiān)控診斷過程中，需要給診斷工具使用者明確的數(shù)據(jù)在線交換指示，以告之使用者診斷工具正在進行數(shù)據(jù)通訊，診斷工具工作正常的直觀感受，所以本診斷工具通過I／O口P3.7驅動LED作為數(shù)據(jù)交換指示燈。圖2為XC164CM單片機外圍電路設計圖。

圖2 XC164CM單片機外圍電路設計圖

單片機XC164CM的串口ASC0對應單片機管腳P3.10（TxDA0） 和P3.11 （RxDA0），其中XC164CM管腳P3.10硬件電路設計上與圖3所示USR-WIFI232的管腳RXD相連，XC164CM管腳P3.11與圖3所示USR-WIFI232的管腳TXD相連。

圖3 USR-WIFI232結構圖

C232模塊電源工作電壓為3.3V,通過主電源引腳為模塊供電,引腳接口并聯(lián)適當儲能電容和高頻電容,如圖4所示。C232具有重啟復位功能，重啟管腳Reload與單片機XC164CM P1L.0輸出腳相連；nRst為模塊復位管腳，低電平有效，模塊內部有100K電阻上拉到3.3V，當模塊上電時或者出現(xiàn)故障時，單片機XC164CM 通過管腳P1L.1對C232做復位操作，引腳拉低至少0.5s，然后拉高或懸空復位。天線采用內置板載的天線模式。

圖4 USR-WIFI232模塊硬件框圖

圖5 主程序流程圖

3 軟件設計

基于WIFI傳輸技術的車輛下線診斷工具上的軟件設計如下所述。單片機上電后開始執(zhí)行軟硬件初始化程序，如I／O口的輸入輸出配置，各定時器的時鐘精度配置、啟動軟件看門狗、CAN通訊接口、ASC串行通訊口的管腳配置，各種全局變量數(shù)據(jù)結構的定義以及初始化賦值，這些初始化每次上電只執(zhí)行一次，同時要開放全局中斷。完成軟硬件初始化后診斷檢測工具軟件主程序開始進入定時調用循環(huán)，定時調用循環(huán)主要是調用各個子程序，為提高執(zhí)行指令的快速響應定時調用循環(huán)時間設為2 ms。在定時調用循環(huán)內主要是執(zhí)行3個子函數(shù)程序調用：一個是調用執(zhí)行發(fā)送UART信息指令子程序；另外一個是調用執(zhí)行發(fā)送CAN信息指令子程序；還有一個就是調用看門狗定時器清除子程序。UART信息指令就是指來自WIFI設備的指令，CAN信息指令就是指來自整車各控制器的應答指令。為保證診斷檢測工具運行的可靠性，本工具采用了單片機軟件看門狗的方法，程序一但跑飛，軟件看門狗計數(shù)器沒有在規(guī)定的時間內被清零，而使得計數(shù)器計數(shù)持續(xù)增加而啟動軟件復位。單片機主程序流程圖見圖5。

基于WIFI傳輸技術的車輛下線診斷工具單片機執(zhí)行主程序循環(huán)的同時，通過ASC的串口中斷服務程序，接收來自USR-WIFIC232 WIFI的用戶通訊操作指令，經(jīng)過單片機軟件校驗后，確認該指令為合法指令，單片機主程序將該指令轉化為CAN通訊協(xié)議格式要求,通過軟件主程序中執(zhí)行發(fā)送UART信息指令函數(shù)子程序經(jīng)單片機CAN通訊口將指令發(fā)給整車上各相應控制器。整車上各控制器接到相應的CAN指令后,將會對該指令進行應答。應答指令將引發(fā)車輛下線診斷工具單片機進入CAN中斷服務程序，在該中斷服務程序內該指令被完整接收。確認指令接收完成后，通過軟件主程序中執(zhí)行發(fā)送CAN信息指令函數(shù)子程序經(jīng)單片機ASC0口將指令發(fā)送給USR-WIFIC232 WIFI接口，這樣上位機就可以通過WIFI傳輸接收整車控制器的應答指令，然后上位機就可以對該指令進行解析處理。進而可以實施經(jīng)過WIFI傳輸功能的整車電控單元的故障診斷、數(shù)據(jù)監(jiān)控、參數(shù)配置、控制軟件程序刷寫升級工作。

4 結語

傳統(tǒng)的車輛下線診斷檢測工具需要從電腦終端拉一根造價較高的20余米長的線纜到緩緩下線的整車上，工人勞動強度不僅很大，而且存在安全生產隱患，同時該線纜極易損壞。基于WIFI傳輸技術開發(fā)的車輛下線 （EOL）診斷檢測工具取消了通過電腦終端拉一根長線纜的操作方式，改為WIFI無線傳輸?shù)牟僮鞣绞?，操作簡單方便，投入使用以來，運行平穩(wěn)可靠，大大提高了整車生產調試效率，同時加強了生產安全性。