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摘要：设计一种蓝牙迷你型OBDII汽车信息检测仪，该检测仪使用的核心芯片是一款具有完全自主知识产权的芯片（TL718），该芯片功能强大、支持协议目前被广泛使用的所有协议。体积小、功能强、使用方便和价格便宜是该检测仪的突出特点，是私家车主随时了解爱车运行状态，是维修厂检测维修车辆的有力工具。
关键词：OBDII 检测仪 TL718 蓝牙 智能手机
0 引言
随着汽车科技的不断发展，自动化电控技术得到广泛的应用，汽车采用了大量的电子控制单元（Electronic Control Unit，简称ECU），汽车的维修和保养不再是简单的机械操作，而是越来越倚重电子化、数字化、移动化的专业检测工具。现阶段应用最为广泛的专业检测工具是利用汽车自身电子控制单元配合第二代在线故障诊断系统（On Broad Diagnostic System Ⅱ，OBDⅡ）实现汽车的自动化诊断[1]。
常见的汽车专用的检测工具比较昂贵，动辄几千块或者上万块，很难做到每个维修工位配一台检测设备。而且它的大多数高级的功能在解决常用故障时，基本上用不到的。本文介绍汽车信息检测仪就是一种价格便宜（五十块钱），能够实现故障码读取，数据流读取等常用功能的迷你型检测仪。
同时利用本文介绍的检测仪也能满足车主希望随时了解自己爱车各项运行参数的愿望。例如：瞬时油耗，平均油耗等等，以及是否有故障代码，具体是什么故障代码。这样在维修时，对汽车的故障有个大概的了解，不至于被汽车维修厂夸大故障，更换不需要更换的器件，花费不必要的费用。
1 系统组成
图1是检测仪的基本组成图，基于TL178的蓝牙迷你型OBDII汽车信息检测仪以TL178芯片为核心，该芯片内部集成了大量的标准OBDII协议，配合相应的外围电路，做成为一个体积身份证大小的电子装置。将该装置连接在汽车OBDII诊断接口，将汽车的各项参数读取出来，再通过无线蓝牙技术发射出来。同时利用现在被广泛使用的智能手机作为人机交互装置，智能手机自带的蓝牙接口接受检测仪发送出来的数据，并通过智能手机的屏幕利用图形和动画的形式来直观形象的显示各项参数。
图1 检测仪组成图
1.1 OBDII介绍
ECU的引入极大地提高了汽车的动力性、舒适性、安全性和经济性。然而，将ECU引入发动机电控系统之后在提高汽车性能的同时也引发了故障类型难以判定的问题。
针对该情况，从20世纪80年代起，美、同、欧等地的汽车制造企业开始在其生产的电喷汽车上配备车载自诊断模块。这就是第一代车载自诊断系统（OBD-I）。为了统一标准，并且更为严格的对汽车的排放进行监控，美国汽车工程师协会（SAE，Society of Automotive Engineers）1988年制定了OBD-II标准。OBD-II實行标准的检测程序，并且具有严格的排放针对性，用于实时监测汽车尾气排放情况[2]。目前OBD-II系统已经被全世界范围要求强制安装了。只是欧洲各国和中国汽车上强制安装的是EOBD系统，EOBD系统和OBD-II系统各项标准基本上是相同，只有很少一部分具体参数要求上有不同[3]。
OBDII的物理接口根据ISO DIS 15031 3中相关内容规定是一个如图2所示16针的插座。其中1，3，8， 9，11，12和13未做分配，可由车辆制造厂定义。2，6，7，10，14和15是用作诊断通讯的。根据实际使用的通讯协议的不同，它们往往不会都被使用，未使用的可由车辆制造厂定义。
OBDII标准使用的通讯协议一般有： ISO 9141-2，ISO 14230-4（KWP2000），SAE J1850PWM，SAE J1850
VPM，ISO15765-4。现在越来越多的车使用的是ISO15765-4协议，这是今后OBD-II通讯协议发展的一个趋势。不同的车型可以根据以上具体的标准协议对车辆的各种运行工况、故障代码和数据流等信息进行读取。
1.2 芯片TL718特点
TL718芯片是一个集成常规汽车通讯的协议芯片，具有完全的自主知识产权开发，现已支持16种常规的汽车通讯协议，可跟现在的绝大部分汽车的各种控制模块进行诊断通讯。
目前市面上也有利用ELM327芯片做的类似汽车的检测仪。但是TL718比ELM327有如下一些优点。
①增加了BOSCH的KW1281协议、大众CAN VW TP2.0、通用GMALDL160/8192讯协议。②增加了ISO
15765-2混合地址模式的多桢数据（FLOW CONTROL）通讯功能，以增加对厂家专用诊断功能的支持。③增加多条AT指令，对协议进行扩展使用，使TL718附合大部分厂商专用的OBD诊断。并且可以自带串口直接升级功能。
2 检测仪的硬件电路组成
2.1 TL718外围电路
图3 TL718外围电路图
图3所示的是TL718的外围电路图，OBDII接口提供的12V电源通过MC34063芯片转换成5V电压供给TL718，晶振X2的震荡频率为20MHZ，它为TL718提供时钟信号，电容C80和C81是用来帮助晶振稳定起振的。电阻R80、R81，二极管D80和电容C84组成一个上电复位电路，其中二极管D80起到一个电流快速释放功能，保证复位的可靠性。电阻R85、R86和发光二极管D81、D82组成一个通信指示电路。当OBD上有数据通信时D82会闪烁；当串口上有数据通信时D81会闪烁。电容C82，C83是TL718的电源去耦电容，帮助减少TL718电源引脚处电源的波动。
2.2 K总线接口电路
图4 K总线接口电路
图4所示的是检测仪中K总线接口电路图，通过该电路可将汽车OBDII接口中K总线上的数据读取到芯片TL718中，也可以将TL718的数据通过该电路发送到汽车的K总线上。通过三极管Q1，Q2的开关状态，对外输出0或12V的电平，形成K线数字信号的输出。同时通过运算放大器LM339A对K线上的输入信号进行处理，变成0或5V伏数字通讯信号，并将它传送给T718。这里的运算放大器起到一个电压比较器的作用，并且两个运放的反向输入端是连接在一起的，工作时输出的是一个差分信号。 2.3 J1850总线接口电路
图5 J1850总线接口电路
图5所示的是检测仪中J1850总线接口电路图，通过该电路可将汽车OBDII接口中J1850总线上的数据读取到芯片TL718中，也可以将TL718的数据通过该电路发送到汽车的J1850总线上。J1850有两种工作模式分别是VPM和PWM。TL718都能支持，并且能自动识别。当工作VPM模式下时TL718的第三脚输出高电平，让电压调节器LM317输出8V电平，使用单总线，信号通过J1850+进入运算放大器，经过出来后进入TL718。当工作在PWM模式下时TL718的第三脚输出低电平，让电压调节器输出5V电平，使用双总线，信号通过J1850+和J1850-进入运算放大器，经过出来后进入TL718。
2.4 CAN总线接口电路
图6 CAN总线接口电路
图6所示的是检测仪中CAB总线接口电路图，通过该电路可将汽车OBDII接口中CAN总线上的数据读取到芯片TL718中，也可以将TL718的数据通过该电路发送到汽车的CAN总线上。CAN总线接口电路以CAN收发芯片MCP2251为核心搭建起来的，将来自TL718的TTL电平的信号转换成符合CAN总线要求的差分信号，提高信号的抗干扰能力，并且使其能够挂接在已有多个CAN节点的汽车CAN网络上。电容C70是为芯片MCP2251提供电源去耦作用，让其工作更稳定。电阻R71，R72和电容C71、C72形成一个简单的滤波电路，减少总线干扰。
2.5 蓝牙接口电路
为了能方便的和智能手机、智能平板连接，显示，我们必须为检测仪配备了一个蓝牙接口。该检测仪的蓝牙接口模块选用业内比较有声誉企业——广州汇承信息科技有限公司提供蓝牙串口模块，型号为HC-06。图7分别显示该模块的电路原理。
图7 蓝牙接口模块电路原理图
该模块体积小巧，性能稳定，价格便宜。该模块的1，2脚为串口脚，将模块的1，2脚和TL718的17，18脚连接在一起，就能将TL718的串口信号通过HC-06蓝牙模块转化成蓝牙信号[3]。带有蓝牙功能的智能手机就能通过蓝牙接口接收到TL718传送出来的数据。选用成品模块的好处是减少研发的时间，将更多的精力集中在检测仪其他关键电路的设计上。
3 操作演示
目前市面上的绝大部分Android智能手机和平板电脑都带有蓝牙接口。只要在手机上下载并安装一个名为“车况检测大师”的免费APP软件。就能通过蓝牙接口利用该软件来观察、读取大量的汽车发动机参数。具体数据读取方法：
①把检测仪连接到汽车的OBDII诊断接口上接上车后，把车发动起来。②打开手机进入无线和网络->蓝牙设置->把蓝牙打上勾，接着会扫描设备，会发现OBDII（或者OBD2ECU）这个设备，选中匹配，密码为：1234。③打开车况监控软件，在软件的那个大圆圈界面，按手机上面的按钮，屏幕下方会弹出一排按钮，里面有个设置，点击设置进去，里面有个适配器设置，进入设置界面OBD适配器设置下的连接方式：蓝牙选择蓝牙设备：OBDII（或者OBD2ECU）。
正确的执行上面的步骤后，手机和检测仪就通过蓝牙接口连接在一起了，可以在“车况检测大师”上观察到OBDII诊断接口上传输的大量的汽车状态的数据。如图8所示：
图8 软件界面及显示
4 结束语
现代汽车维修傾向以机电系统诊断为核心的诊断技术。自诊系统能够在汽车运行过程中不断地监测电子控制系统各种运行参数，一旦发生异常情况，依特定演算法解析出故障[4]。
利用TL718芯片为核心，配合适当外围电路做成的检测仪，能够将汽车自诊系统的诊断信息实时的传输到手机上。这种检测仪相比那些动辄几千块的专用检测仪优点很明显。价格便宜，体积小，使用方便，及具大规模推广的市场前景。对于修理厂他们只需要装备少量的专用检测仪供全厂共同使用，对于单个的维修工位可以每个工位配一个本文介绍的检测仪。维修人员使用起来也方便，效率也高。
参考文献：
[1]黄晓东，王彪，黄晓华.基于ELM327的车载故障诊断系统开发[J].九江职业技术学院学报，2012（3）：14-15.
[2]杨永昌，陈凯.OBD汽车诊断系统在汽车检测中的应用[J].价值工程，2013（6）：172-173.
[3]张丽莉，储江伟，强添刚，韩大明.汽车自诊断方法及其应用技术分析[J].林业机械与木工设备，2008（10）：46-47.
[4]蒋鸣雷.汽车故障诊断技术发展趋势[J].中国新技术新产品，2010（9）：102.
关键词：OBDII 检测仪 TL718 蓝牙 智能手机
0 引言
随着汽车科技的不断发展，自动化电控技术得到广泛的应用，汽车采用了大量的电子控制单元（Electronic Control Unit，简称ECU），汽车的维修和保养不再是简单的机械操作，而是越来越倚重电子化、数字化、移动化的专业检测工具。现阶段应用最为广泛的专业检测工具是利用汽车自身电子控制单元配合第二代在线故障诊断系统（On Broad Diagnostic System Ⅱ，OBDⅡ）实现汽车的自动化诊断[1]。
常见的汽车专用的检测工具比较昂贵，动辄几千块或者上万块，很难做到每个维修工位配一台检测设备。而且它的大多数高级的功能在解决常用故障时，基本上用不到的。本文介绍汽车信息检测仪就是一种价格便宜（五十块钱），能够实现故障码读取，数据流读取等常用功能的迷你型检测仪。
同时利用本文介绍的检测仪也能满足车主希望随时了解自己爱车各项运行参数的愿望。例如：瞬时油耗，平均油耗等等，以及是否有故障代码，具体是什么故障代码。这样在维修时，对汽车的故障有个大概的了解，不至于被汽车维修厂夸大故障，更换不需要更换的器件，花费不必要的费用。
1 系统组成
图1是检测仪的基本组成图，基于TL178的蓝牙迷你型OBDII汽车信息检测仪以TL178芯片为核心，该芯片内部集成了大量的标准OBDII协议，配合相应的外围电路，做成为一个体积身份证大小的电子装置。将该装置连接在汽车OBDII诊断接口，将汽车的各项参数读取出来，再通过无线蓝牙技术发射出来。同时利用现在被广泛使用的智能手机作为人机交互装置，智能手机自带的蓝牙接口接受检测仪发送出来的数据，并通过智能手机的屏幕利用图形和动画的形式来直观形象的显示各项参数。
图1 检测仪组成图
1.1 OBDII介绍
ECU的引入极大地提高了汽车的动力性、舒适性、安全性和经济性。然而，将ECU引入发动机电控系统之后在提高汽车性能的同时也引发了故障类型难以判定的问题。
针对该情况，从20世纪80年代起，美、同、欧等地的汽车制造企业开始在其生产的电喷汽车上配备车载自诊断模块。这就是第一代车载自诊断系统（OBD-I）。为了统一标准，并且更为严格的对汽车的排放进行监控，美国汽车工程师协会（SAE，Society of Automotive Engineers）1988年制定了OBD-II标准。OBD-II實行标准的检测程序，并且具有严格的排放针对性，用于实时监测汽车尾气排放情况[2]。目前OBD-II系统已经被全世界范围要求强制安装了。只是欧洲各国和中国汽车上强制安装的是EOBD系统，EOBD系统和OBD-II系统各项标准基本上是相同，只有很少一部分具体参数要求上有不同[3]。
OBDII的物理接口根据ISO DIS 15031 3中相关内容规定是一个如图2所示16针的插座。其中1，3，8， 9，11，12和13未做分配，可由车辆制造厂定义。2，6，7，10，14和15是用作诊断通讯的。根据实际使用的通讯协议的不同，它们往往不会都被使用，未使用的可由车辆制造厂定义。
OBDII标准使用的通讯协议一般有： ISO 9141-2，ISO 14230-4（KWP2000），SAE J1850PWM，SAE J1850
VPM，ISO15765-4。现在越来越多的车使用的是ISO15765-4协议，这是今后OBD-II通讯协议发展的一个趋势。不同的车型可以根据以上具体的标准协议对车辆的各种运行工况、故障代码和数据流等信息进行读取。
1.2 芯片TL718特点
TL718芯片是一个集成常规汽车通讯的协议芯片，具有完全的自主知识产权开发，现已支持16种常规的汽车通讯协议，可跟现在的绝大部分汽车的各种控制模块进行诊断通讯。
目前市面上也有利用ELM327芯片做的类似汽车的检测仪。但是TL718比ELM327有如下一些优点。
①增加了BOSCH的KW1281协议、大众CAN VW TP2.0、通用GMALDL160/8192讯协议。②增加了ISO
15765-2混合地址模式的多桢数据（FLOW CONTROL）通讯功能，以增加对厂家专用诊断功能的支持。③增加多条AT指令，对协议进行扩展使用，使TL718附合大部分厂商专用的OBD诊断。并且可以自带串口直接升级功能。
2 检测仪的硬件电路组成
2.1 TL718外围电路
图3 TL718外围电路图
图3所示的是TL718的外围电路图，OBDII接口提供的12V电源通过MC34063芯片转换成5V电压供给TL718，晶振X2的震荡频率为20MHZ，它为TL718提供时钟信号，电容C80和C81是用来帮助晶振稳定起振的。电阻R80、R81，二极管D80和电容C84组成一个上电复位电路，其中二极管D80起到一个电流快速释放功能，保证复位的可靠性。电阻R85、R86和发光二极管D81、D82组成一个通信指示电路。当OBD上有数据通信时D82会闪烁；当串口上有数据通信时D81会闪烁。电容C82，C83是TL718的电源去耦电容，帮助减少TL718电源引脚处电源的波动。
2.2 K总线接口电路
图4 K总线接口电路
图4所示的是检测仪中K总线接口电路图，通过该电路可将汽车OBDII接口中K总线上的数据读取到芯片TL718中，也可以将TL718的数据通过该电路发送到汽车的K总线上。通过三极管Q1，Q2的开关状态，对外输出0或12V的电平，形成K线数字信号的输出。同时通过运算放大器LM339A对K线上的输入信号进行处理，变成0或5V伏数字通讯信号，并将它传送给T718。这里的运算放大器起到一个电压比较器的作用，并且两个运放的反向输入端是连接在一起的，工作时输出的是一个差分信号。 2.3 J1850总线接口电路
图5 J1850总线接口电路
图5所示的是检测仪中J1850总线接口电路图，通过该电路可将汽车OBDII接口中J1850总线上的数据读取到芯片TL718中，也可以将TL718的数据通过该电路发送到汽车的J1850总线上。J1850有两种工作模式分别是VPM和PWM。TL718都能支持，并且能自动识别。当工作VPM模式下时TL718的第三脚输出高电平，让电压调节器LM317输出8V电平，使用单总线，信号通过J1850+进入运算放大器，经过出来后进入TL718。当工作在PWM模式下时TL718的第三脚输出低电平，让电压调节器输出5V电平，使用双总线，信号通过J1850+和J1850-进入运算放大器，经过出来后进入TL718。
2.4 CAN总线接口电路
图6 CAN总线接口电路
图6所示的是检测仪中CAB总线接口电路图，通过该电路可将汽车OBDII接口中CAN总线上的数据读取到芯片TL718中，也可以将TL718的数据通过该电路发送到汽车的CAN总线上。CAN总线接口电路以CAN收发芯片MCP2251为核心搭建起来的，将来自TL718的TTL电平的信号转换成符合CAN总线要求的差分信号，提高信号的抗干扰能力，并且使其能够挂接在已有多个CAN节点的汽车CAN网络上。电容C70是为芯片MCP2251提供电源去耦作用，让其工作更稳定。电阻R71，R72和电容C71、C72形成一个简单的滤波电路，减少总线干扰。
2.5 蓝牙接口电路
为了能方便的和智能手机、智能平板连接，显示，我们必须为检测仪配备了一个蓝牙接口。该检测仪的蓝牙接口模块选用业内比较有声誉企业——广州汇承信息科技有限公司提供蓝牙串口模块，型号为HC-06。图7分别显示该模块的电路原理。
图7 蓝牙接口模块电路原理图
该模块体积小巧，性能稳定，价格便宜。该模块的1，2脚为串口脚，将模块的1，2脚和TL718的17，18脚连接在一起，就能将TL718的串口信号通过HC-06蓝牙模块转化成蓝牙信号[3]。带有蓝牙功能的智能手机就能通过蓝牙接口接收到TL718传送出来的数据。选用成品模块的好处是减少研发的时间，将更多的精力集中在检测仪其他关键电路的设计上。
3 操作演示
目前市面上的绝大部分Android智能手机和平板电脑都带有蓝牙接口。只要在手机上下载并安装一个名为“车况检测大师”的免费APP软件。就能通过蓝牙接口利用该软件来观察、读取大量的汽车发动机参数。具体数据读取方法：
①把检测仪连接到汽车的OBDII诊断接口上接上车后，把车发动起来。②打开手机进入无线和网络->蓝牙设置->把蓝牙打上勾，接着会扫描设备，会发现OBDII（或者OBD2ECU）这个设备，选中匹配，密码为：1234。③打开车况监控软件，在软件的那个大圆圈界面，按手机上面的按钮，屏幕下方会弹出一排按钮，里面有个设置，点击设置进去，里面有个适配器设置，进入设置界面OBD适配器设置下的连接方式：蓝牙选择蓝牙设备：OBDII（或者OBD2ECU）。
正确的执行上面的步骤后，手机和检测仪就通过蓝牙接口连接在一起了，可以在“车况检测大师”上观察到OBDII诊断接口上传输的大量的汽车状态的数据。如图8所示：
图8 软件界面及显示
4 结束语
现代汽车维修傾向以机电系统诊断为核心的诊断技术。自诊系统能够在汽车运行过程中不断地监测电子控制系统各种运行参数，一旦发生异常情况，依特定演算法解析出故障[4]。
利用TL718芯片为核心，配合适当外围电路做成的检测仪，能够将汽车自诊系统的诊断信息实时的传输到手机上。这种检测仪相比那些动辄几千块的专用检测仪优点很明显。价格便宜，体积小，使用方便，及具大规模推广的市场前景。对于修理厂他们只需要装备少量的专用检测仪供全厂共同使用，对于单个的维修工位可以每个工位配一个本文介绍的检测仪。维修人员使用起来也方便，效率也高。
参考文献：
[1]黄晓东，王彪，黄晓华.基于ELM327的车载故障诊断系统开发[J].九江职业技术学院学报，2012（3）：14-15.
[2]杨永昌，陈凯.OBD汽车诊断系统在汽车检测中的应用[J].价值工程，2013（6）：172-173.
[3]张丽莉，储江伟，强添刚，韩大明.汽车自诊断方法及其应用技术分析[J].林业机械与木工设备，2008（10）：46-47.
[4]蒋鸣雷.汽车故障诊断技术发展趋势[J].中国新技术新产品，2010（9）：102.