新能源汽车无线故障设置盒的设计与制作(附件)【字数：7451】
目前许多职业院校在新能源汽车专业教学中设置汽车故障的时候，往往采用剖线或者引线外接台架的模式，这对汽车线路本身有一定伤害甚至留下隐患，而且在考核和竞赛时，为了不让学生直接看到设置的故障，还需要做好隐蔽工作，增加了教师工作量。本课题主要研究设计与制作一款新能源汽车无线故障设置盒，主要由主控模块（STM32F103）、电源模块、红外遥控模块、控制模块、声音模块组成，可用于新能源汽车的辅助控制模块、电机控制器、电池管理系统、车载充电机、整车控制器等主要传感器、执行器的故障设置和数据检测。该故障设置盒结构简单，既保证了车辆的完整性，又实现了故障设置的实时性，还兼顾了日常教学的便利性及考核的隐蔽性，非常适用于大专院校汽车专业的教学、培训和各级各类汽车检修技能竞赛。
目录
一、引言 1
二、无线故障设置盒整体方案设计与讨论 4
（一）设计目标及原则 4
（二）无线故障设置盒的整体构架和功能 4
（三）控制方案讨论 4
1.开关控制 4
2.继电器控制 5
（四）主控模块讨论 5
1.51单片机 5
2.STM32F103ZET6单片机 5
（五）遥控方案讨论 6
1.蓝牙遥控 6
2.红外遥控 6
三、无线故障设置盒硬件电路设计 6
（一）主控模块电路设计 6
（二）电源模块设计 8
（三）遥控接收模块设计 8
（四）控制模块设计 9
（五）检测模块设计 9
（六）声音模块设计 10
四、无线故障设置盒的程序设计 10
五、无线故障设置盒的制作与调试 11
（一）无线故障设置盒的制作 11
（二）无线故障设置盒的调试 12
六、总结与展望 13
致 谢 13
参考文献 14
附录1：遥控器按键对应代码表 15
附录2：元件清单 15
一、引言
自上个世纪末汽车诞生以来，汽车已经有了一百多年的历史。这一百多年里，汽车由时速18公里的三 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
轮汽车一路发展到从零加速到100公里只需要三秒钟左右的超跑。通过100多年来的持续改进、创新，汽车凝聚了人类的智慧和匠心，同时得益于石油、钢铁、铝、化工、塑料、机械设备、电力、道路网、电子技术与金融等多种行业的支撑，汽车才成为今天这样具有多种型式、不同规格，广泛应用于社会经济生活多种领域的交通运输工具。
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图11卡尔本茨和他研制的汽车
进入20世纪80年代，汽车逐渐步入电子化、新兴的电子技术，如电子控制的燃油喷射、点火、排放、防抱死制动、灯光、故障诊断及报警系统等逐渐取代原来单纯的机电液操纵控制系统，以适应社会对汽车安全、排放、节能日益严格的要求。90年代之后，渐渐的出现了智能化的自动变速、助力转向、主动悬架、电子稳定程序、座椅位置调节、安全带、安全气囊、定速巡航、全球卫星定位等智能化自动控制系统，以及车载音频、视频数字多媒体娱乐系统、无线网络和智能交通等车辆辅助信息系统。
随着人工智能和深度学习等技术的发展，全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展，电动化、网联化、智能化、共享化成为汽车产业发展潮流和趋势，汽车与能源、交通、信息通信等领域加速融合，新能源汽车产业面临前所未有的发展机遇。汽车电动化、网联化、智能化、共享化趋势的出现，正是顺应技术发展方向以及消费者需求的产物，其中，电动化是基础，智能化、网联化是纽带，共享化是未来出行的大方向。
截至2019年底，全国汽车保有量达2.6亿辆，对比2018年底，增加2122万辆(扣除报废注销量，下同)，增长8.83%。其中，新能源汽车保有量达381万辆。全国新能源汽车保有量达381万辆，占汽车总量的1.4609%，与2018年底相比，增加120万辆，增长46.05%。其中，纯电动汽车保有量310万辆，占新能源汽车总量的81.19%。新能源汽车连续两年增量超过100万辆，呈快速增长趋势。
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图12中国新能源汽车及纯电动汽车保有量
随着《国家车联网产业标准体系建设指南》、《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策通知》、《新能源汽车产业发展规划(20212035年)》征求意见稿等政策的出台和推进，我国抢占汽车产业未来战略的方向及制高点是新能源与智能网联汽车，也是国家汽车产业转型升级、由大变强的重要突破口，是构建新型交通运输体系的重要载体，并在提高交通安全及实现节能减排等方面具有重大意义。目前中国汽车工业正处于转型阶段，一方面，全面实现电动化、智能化、网联化、共享化，四化进程。另一方面，提高发展水平形成产业竞争力。这对中国从事汽车工程相关专业的人员提出了更高的要求。
然而目前我国从事汽车维修的人群中低学历者占比例极高，人群中通晓现代汽车原理、会使用仪器设备诊断和排除故障的技术工人不超过35%，从业人员中初中及以下学历的占48%，高中占20%，中职占15%，大专及以上文化程度的仅占15%，如图13和图14所示。反观在日本、美国的汽车维修企业，会使用仪器设备进行故障诊断、排除故障的技术工人合格率都在70%以上，更别说现在广泛采用电子技术为标志的汽车，其结构相比之前复杂。且汽车运行中电器故障所占的比重远远高于其他故障，约占40%到60%，因此中国严重缺乏高素质高技能型的汽车维修人才。
图13 从业人员学历比例 图14中外汽车维修熟练度对比
汽车维修从原来单纯的机械维修变成了现在的机电维修，现在电子技术在汽车中被广泛应用，同时电子控制逻辑也是重点难点，尤其在新能源汽车上大部分是电路维修。在实际的汽车维修过程中，在电控系统的故障中至关重要是能够做出准确的判断，难点是电控逻辑和故障排除的思路，这对高职院校培养技能型人才提出了很高的要求。为了应对这种新情况，高职院校和教辅仪器厂商开展了对教学设备仪器的设计与改造。大多数院校通过购买教学实训的设备来实现更专业的教学，比如购置整车、汽车实训台架等专业设备。
目录
一、引言 1
二、无线故障设置盒整体方案设计与讨论 4
（一）设计目标及原则 4
（二）无线故障设置盒的整体构架和功能 4
（三）控制方案讨论 4
1.开关控制 4
2.继电器控制 5
（四）主控模块讨论 5
1.51单片机 5
2.STM32F103ZET6单片机 5
（五）遥控方案讨论 6
1.蓝牙遥控 6
2.红外遥控 6
三、无线故障设置盒硬件电路设计 6
（一）主控模块电路设计 6
（二）电源模块设计 8
（三）遥控接收模块设计 8
（四）控制模块设计 9
（五）检测模块设计 9
（六）声音模块设计 10
四、无线故障设置盒的程序设计 10
五、无线故障设置盒的制作与调试 11
（一）无线故障设置盒的制作 11
（二）无线故障设置盒的调试 12
六、总结与展望 13
致 谢 13
参考文献 14
附录1：遥控器按键对应代码表 15
附录2：元件清单 15
一、引言
自上个世纪末汽车诞生以来，汽车已经有了一百多年的历史。这一百多年里，汽车由时速18公里的三 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
轮汽车一路发展到从零加速到100公里只需要三秒钟左右的超跑。通过100多年来的持续改进、创新，汽车凝聚了人类的智慧和匠心，同时得益于石油、钢铁、铝、化工、塑料、机械设备、电力、道路网、电子技术与金融等多种行业的支撑，汽车才成为今天这样具有多种型式、不同规格，广泛应用于社会经济生活多种领域的交通运输工具。
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图11卡尔本茨和他研制的汽车
进入20世纪80年代，汽车逐渐步入电子化、新兴的电子技术，如电子控制的燃油喷射、点火、排放、防抱死制动、灯光、故障诊断及报警系统等逐渐取代原来单纯的机电液操纵控制系统，以适应社会对汽车安全、排放、节能日益严格的要求。90年代之后，渐渐的出现了智能化的自动变速、助力转向、主动悬架、电子稳定程序、座椅位置调节、安全带、安全气囊、定速巡航、全球卫星定位等智能化自动控制系统，以及车载音频、视频数字多媒体娱乐系统、无线网络和智能交通等车辆辅助信息系统。
随着人工智能和深度学习等技术的发展，全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展，电动化、网联化、智能化、共享化成为汽车产业发展潮流和趋势，汽车与能源、交通、信息通信等领域加速融合，新能源汽车产业面临前所未有的发展机遇。汽车电动化、网联化、智能化、共享化趋势的出现，正是顺应技术发展方向以及消费者需求的产物，其中，电动化是基础，智能化、网联化是纽带，共享化是未来出行的大方向。
截至2019年底，全国汽车保有量达2.6亿辆，对比2018年底，增加2122万辆(扣除报废注销量，下同)，增长8.83%。其中，新能源汽车保有量达381万辆。全国新能源汽车保有量达381万辆，占汽车总量的1.4609%，与2018年底相比，增加120万辆，增长46.05%。其中，纯电动汽车保有量310万辆，占新能源汽车总量的81.19%。新能源汽车连续两年增量超过100万辆，呈快速增长趋势。
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图12中国新能源汽车及纯电动汽车保有量
随着《国家车联网产业标准体系建设指南》、《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策通知》、《新能源汽车产业发展规划(20212035年)》征求意见稿等政策的出台和推进，我国抢占汽车产业未来战略的方向及制高点是新能源与智能网联汽车，也是国家汽车产业转型升级、由大变强的重要突破口，是构建新型交通运输体系的重要载体，并在提高交通安全及实现节能减排等方面具有重大意义。目前中国汽车工业正处于转型阶段，一方面，全面实现电动化、智能化、网联化、共享化，四化进程。另一方面，提高发展水平形成产业竞争力。这对中国从事汽车工程相关专业的人员提出了更高的要求。
然而目前我国从事汽车维修的人群中低学历者占比例极高，人群中通晓现代汽车原理、会使用仪器设备诊断和排除故障的技术工人不超过35%，从业人员中初中及以下学历的占48%，高中占20%，中职占15%，大专及以上文化程度的仅占15%，如图13和图14所示。反观在日本、美国的汽车维修企业，会使用仪器设备进行故障诊断、排除故障的技术工人合格率都在70%以上，更别说现在广泛采用电子技术为标志的汽车，其结构相比之前复杂。且汽车运行中电器故障所占的比重远远高于其他故障，约占40%到60%，因此中国严重缺乏高素质高技能型的汽车维修人才。
图13 从业人员学历比例 图14中外汽车维修熟练度对比
汽车维修从原来单纯的机械维修变成了现在的机电维修，现在电子技术在汽车中被广泛应用，同时电子控制逻辑也是重点难点，尤其在新能源汽车上大部分是电路维修。在实际的汽车维修过程中，在电控系统的故障中至关重要是能够做出准确的判断，难点是电控逻辑和故障排除的思路，这对高职院校培养技能型人才提出了很高的要求。为了应对这种新情况，高职院校和教辅仪器厂商开展了对教学设备仪器的设计与改造。大多数院校通过购买教学实训的设备来实现更专业的教学，比如购置整车、汽车实训台架等专业设备。
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