裝甲車輛便攜式故障診斷儀設計與實現

周 麗，孔 超，張 斌

合肥同智機電控制技術有限公司，安徽 合肥 230088

裝甲車輛綜合電子系統的核心任務是通過實現平臺信息采集、融合處理、傳輸顯示和執行驅動的網絡化、實時化與智能化，完成車輛機動控制、偵察探測、指揮控制等功能的綜合化和一體化，達到信息共享和功能綜合的目的。故障診斷儀作為綜合電子信息系統的組成部分，實現裝備故障診斷、輔助定位及維修信息管理，有助于實現基于狀態的故障診斷、維修、保障，提高裝備的戰備完好性和任務可達性。

1 故障診斷儀系統組成

車輛綜合電子系統由全液晶顯示屏、開關面板、駕駛艙采集控制器、智能配電盒、動力艙采集控制器、乘員艙采集控制器、網關、顯控終端及故障診斷儀等電氣設備組成，以實現分布式整車電氣信號采集和配電控制管理，通過CAN總線和以太網通信方式，實現儀表顯示、路線規劃及導航，車際系統指揮互聯、故障記錄診斷等功能。綜合電子信息系統功能結構框圖如圖1所示。

圖1 綜合電子信息系統功能結構框圖

故障診斷儀是用于車輛綜合電子系統中檢測裝備故障的便攜式智能故障自檢儀，用戶可以利用它迅速地讀取裝備綜合電子信息系統中的故障，并通過液晶顯示屏顯示設備的運行狀態數據及故障告警信息，迅速查明發生故障的部位及原因；將總線獲取的數據進行存儲，便于離線數據分析。

故障診斷儀由CPU板、液晶顯示屏、電源板、連接器、殼體等組成，其原理框圖如圖2所示。

圖2 診斷記錄儀原理框圖

電源板：輸入電源適應性范圍DC9～36V，經過EMI電源濾波器、防反接二極管、TVS管等電路后再經DC電源模塊產生穩定、可靠的隔離DC5V電源作為CPU主板、液晶顯示屏的供電電源。

CPU主板：CPU主板采用Intel Atom E3845 CPU芯片作為核心處理器，其主頻達1.91GHz，四核；4GB DDR3；LVDS接口支持最大1366×768分辨率；配置256GB固態硬盤作為系統盤，存儲代碼、系統BOOT方式、總線數據等；1路100M/1000M網絡接口接網關記錄儀，用于診斷、檢測。

狀態指示燈板：用于診斷記錄儀工作狀態指示。

2 軟件功能劃分

故障診斷儀通過以太網與網關通信，使用Qt在Windows操作系統進行開發。

軟件采用模塊化設計思路，將故障診斷儀劃分為狀態監控模塊、故障監控模塊、離線解析模塊、配置管理模塊和電子手冊功能模塊。各模塊之間相互獨立，便于設計和聯合開發，故障診斷儀功能劃分如圖3所示。

圖3 故障診斷儀功能

2.1 狀態監控功能

（1）故障診斷儀能夠通過網關查詢采集控制器、開關面板、智能配電盒、組合儀表、駕駛員終端、網關、中央充放氣、ABS、懸掛控制系統、空調、滅火系統、抑爆控制系統、輔助轉向系統、駕駛輔助系統、發動機、變速器版本信息。

（2）故障診斷儀能夠解析并顯示采集控制器、開關面板、智能配電盒、組合儀表、駕駛員終端、網關、中央充放氣、ABS、懸掛控制系統、空調、滅火系統、抑爆控制系統、輔助轉向系統、駕駛輔助系統、發動機、變速器運行信息及故障信息。

（3）故障診斷儀能夠查詢網關IP地址、存儲空間等基本信息。

狀態監控處理流程圖如圖4所示。

圖4 狀態監控處理流程

2.2 故障監控功能

故障診斷儀不僅能夠顯示發生故障的系統、設備、故障數量，以及故障發生時間、故障名稱、等級、解決措施、維修記錄、維修內容等信息，還能夠顯示曾經發生過的故障信息，從而為解決當前故障提供幫助。對于已經解決的故障，故障診斷儀能夠寫入維修信息、故障解決時間、故障解決措施、維修類型、維修內容等信息，方便以后發生類似故障時能夠進行參考。

2.3 離線解析功能

故障診斷儀能通過以太網查詢網關記錄的總線設備數據信息，包括記錄的時間、數據大小、設備名稱等信息。故障診斷儀還能夠將查詢到的網關數據下載到本地磁盤的默認位置，對導入本地的數據進行解析并顯示，此外，還能夠選擇信號生成曲線圖。

2.4 配置管理功能

故障診斷儀能夠配置故障診斷庫，錄入、編輯、增加、刪除故障診斷數據（故障ID、故障名稱、故障說明、故障等級、通用解決措施、內碼、SPN、FMI等內容）。此外，故障診斷儀還能夠配置設備參數有效閾值、一級保護限、二級保護限、是否記錄故障和故障ID，以及網關上傳指定設備的數據，并實時解析網關發出的數據。

2.5 電子手冊功能

故障診斷儀具備電子手冊功能，能夠展示設備組成、設備功能說明、設備操作說明、設備常見故障及排除方法等信息。

3 界面規劃

故障診斷儀界面主要包括系統登錄界面、在線監控界面、故障診斷界面、離線解析界面、節點狀態界面、電子手冊界面等。

以設備故障診斷界面為例進行說明，用戶可通過操作故障診斷儀獲取整車運行工況信息和整車故障狀態列表，通過點擊在線監測，故障診斷儀可在線監測整車故障，并可定位出整車的一級故障和二級故障，故障診斷界面如圖5所示。

圖5 故障診斷界面

4 結束語

綜上所述，故障診斷儀作為裝甲車輛綜合電子系統的重要組成部分，不但人機交互友好，而且運行穩定可靠，各項指標均滿足裝甲車輛實際要求，可完善車輛綜合電子系統的狀態監測、故障診斷等功能，有利于提升裝備體系戰斗力，降低裝備壽命周期費用，對于推進陸軍武器裝備機械化及信息化綜合發展具有積極意義。