高发廷，肖景文

（中国重汽集团公司，山东 济南 250101）

随着WIFI技术的高速应用发展，它的传输速度高、传输距离长、可实现无线传输等优点，已经广泛应用到各行各业。一条现代化的汽车组装生产线，从车架上线开始，到装配发动机、驾驶室等部件，基本上要五、六百米长以上。整个组装线的每道工序都有严格的生产节拍，有装配时间要求，一个工序节拍慢了，那会影响整个组装线的生产进度。本文就是利用WIFI的上述优点，设计出基于WIFI技术的车辆下线诊断检测工具，可实现150～200 m范围内的无线数据高速传输。

图1 基于WIFI传输技术的EOL诊断检测工具方案图

1 方案实现

图1为基于WIFI传输技术的EOL诊断检测工具方案图,USR-WIFI232是一款高性能，支持双网口的串口WIFI模块，提供了一种将用户的物理设备连接到WIFI无线网络或是以太网上，并提供UART数据传输接口的解决方案，USRWIFI232通过串口UART与单片机MCU相连。从而使MCU控制的设备可以很方便地接入WIFI无线网络或是以太网。USR-WIFI232集成了MAC、以太网、基频芯片、射频收发单元以及功率放大器；其固件则支持WIFI协议及配置，以及组网的TCP／IP协议栈。MCU通过两路CAN总线与整车上ECU等控制器相连接，兼容ISO14229、J1939和1SO15031等通讯协议，可分别与ECU（发动机控制器）、仪表、ABS（制动防抱死控制器）、AMT（自动换挡控制器）、DCU （后处理控制器）等20余总控制器相连进行故障诊断、数据监控、参数配置、电控单元程序刷写等功能。

2 硬件设计

基于WIFI传输技术的车辆下线诊断工具，采用Infineon公司16位单片XC164CM作为核心处理器，运算主频40 MHz，内置64K Flash存储器，可在-40℃到125℃环境下正常工作。该单片机使用4M的晶振进行外部时钟信号的输入，内部最终通过软件时钟倍频的方法使得单片机工作在40 MHz的主频下。为指示WIFI通讯是否正常，单片机通过I／O口P3.6进行WIFI状态指示，当外部WIFI设备成功与下线诊断工具连接并实施通讯握手协议后，P3.6所指示的LED灯将处于长亮状态。诊断工具在进行ECU软件刷写和数据监控诊断过程中，需要给诊断工具使用者明确的数据在线交换指示，以告之使用者诊断工具正在进行数据通讯，诊断工具工作正常的直观感受，所以本诊断工具通过I／O口P3.7驱动LED作为数据交换指示灯。图2为XC164CM单片机外围电路设计图。

图2 XC164CM单片机外围电路设计图

单片机XC164CM的串口ASC0对应单片机管脚P3.10（TxDA0） 和P3.11 （RxDA0），其中XC164CM管脚P3.10硬件电路设计上与图3所示USR-WIFI232的管脚RXD相连，XC164CM管脚P3.11与图3所示USR-WIFI232的管脚TXD相连。

图3 USR-WIFI232结构图

C232模块电源工作电压为3.3V,通过主电源引脚为模块供电,引脚接口并联适当储能电容和高频电容,如图4所示。C232具有重启复位功能，重启管脚Reload与单片机XC164CM P1L.0输出脚相连；nRst为模块复位管脚，低电平有效，模块内部有100K电阻上拉到3.3V，当模块上电时或者出现故障时，单片机XC164CM 通过管脚P1L.1对C232做复位操作，引脚拉低至少0.5s，然后拉高或悬空复位。天线采用内置板载的天线模式。

图4 USR-WIFI232模块硬件框图

图5 主程序流程图

3 软件设计

基于WIFI传输技术的车辆下线诊断工具上的软件设计如下所述。单片机上电后开始执行软硬件初始化程序，如I／O口的输入输出配置，各定时器的时钟精度配置、启动软件看门狗、CAN通讯接口、ASC串行通讯口的管脚配置，各种全局变量数据结构的定义以及初始化赋值，这些初始化每次上电只执行一次，同时要开放全局中断。完成软硬件初始化后诊断检测工具软件主程序开始进入定时调用循环，定时调用循环主要是调用各个子程序，为提高执行指令的快速响应定时调用循环时间设为2 ms。在定时调用循环内主要是执行3个子函数程序调用：一个是调用执行发送UART信息指令子程序；另外一个是调用执行发送CAN信息指令子程序；还有一个就是调用看门狗定时器清除子程序。UART信息指令就是指来自WIFI设备的指令，CAN信息指令就是指来自整车各控制器的应答指令。为保证诊断检测工具运行的可靠性，本工具采用了单片机软件看门狗的方法，程序一但跑飞，软件看门狗计数器没有在规定的时间内被清零，而使得计数器计数持续增加而启动软件复位。单片机主程序流程图见图5。

基于WIFI传输技术的车辆下线诊断工具单片机执行主程序循环的同时，通过ASC的串口中断服务程序，接收来自USR-WIFIC232 WIFI的用户通讯操作指令，经过单片机软件校验后，确认该指令为合法指令，单片机主程序将该指令转化为CAN通讯协议格式要求,通过软件主程序中执行发送UART信息指令函数子程序经单片机CAN通讯口将指令发给整车上各相应控制器。整车上各控制器接到相应的CAN指令后,将会对该指令进行应答。应答指令将引发车辆下线诊断工具单片机进入CAN中断服务程序，在该中断服务程序内该指令被完整接收。确认指令接收完成后，通过软件主程序中执行发送CAN信息指令函数子程序经单片机ASC0口将指令发送给USR-WIFIC232 WIFI接口，这样上位机就可以通过WIFI传输接收整车控制器的应答指令，然后上位机就可以对该指令进行解析处理。进而可以实施经过WIFI传输功能的整车电控单元的故障诊断、数据监控、参数配置、控制软件程序刷写升级工作。

4 结语

传统的车辆下线诊断检测工具需要从电脑终端拉一根造价较高的20余米长的线缆到缓缓下线的整车上，工人劳动强度不仅很大，而且存在安全生产隐患，同时该线缆极易损坏。基于WIFI传输技术开发的车辆下线 （EOL）诊断检测工具取消了通过电脑终端拉一根长线缆的操作方式，改为WIFI无线传输的操作方式，操作简单方便，投入使用以来，运行平稳可靠，大大提高了整车生产调试效率，同时加强了生产安全性。