想想这样一种情况，当你在网上订购商品时，你急切地期待着这个包裹。每天你都透过窗户等待送餐车的到来，但不幸的是，它比预期的晚到了。在这种情况下，你可以通过手机或电脑使用跟踪系统。这样，你就可以确切地知道你的包裹什么时候会到达。或者想想另一种情况，当你的孩子被放学后的服务人员从学校接走，你想知道他或她是否安全到达了目的地。如果能在孩子的旅途中通过手机追踪车辆，那将是非常有用的。
幸运的是，这现在是一个现实，被称为车辆跟踪系统。车辆跟踪系统使用插入车载诊断(OBD)端口的全球定位系统(GPS)跟踪器。当车辆行驶时，内置天线的GPS追踪器将车辆的准确位置、速度、时间等相关信息实时发送到网络服务器。指定的接收器从服务器接收这些数据，并将其转换为一种格式，可以被桌面或智能手机应用程序使用，以跟踪车辆的运动。
OBD (On Board Diagnostics)端口
近年来，电子技术在汽车上得到了广泛应用，机动车辆也经历了广泛的演变。一个重要的进步是增加了内置计算机系统，以监测和控制车辆的健康功能，如发动机排放、燃油喷射、行驶速度、防抱死刹车等。计算机从不同的传感器接收信息，并调整所需的参数，以保持车辆的几个功能的最佳工作状态。例如，汽车计算机根据需要调整发动机参数，使排放保持在临界限度内。有几个电子控制单元(ECU)专门用于关键的车辆功能，每个ECU都有微控制器。一辆现代汽车大约有50个或更多的ecu。微控制器从传感器接收数据，进行计算，并在需要时通过通信通道(如流行的控制器区域网络(CAN))发送命令。
现代汽车的一个控制单元是一个基于计算机的系统，称为车载诊断(OBD)系统。1990年的《联邦清洁空气法修正案》要求所有在1996年或以后建造的新车在车内安装内置的标准化OBD系统。该系统被称为OBD-II系统，生成诊断代码称为诊断故障代码(dtc)。如果仪表板上出现故障警告，服务工程师可以通过OBD-II端口插入一个OBD-II扫描工具来访问故障代码。该端口通过数据链路连接器(DLC)访问。这些代码帮助服务专业人员快速识别故障的原因，并快速准确地进行修复。该DLC是一个16针诊断连接器位于仪表盘下面靠近司机的座位。DLC或OBD-II端口的主要用途是下载故障代码，查找故障来源。然而，该端口通常保持未使用状态。当今智能技术的车辆跟踪系统使用诊断代码来实现通过GPS跟踪车辆的另一个目的。 To get the vehicle tracking data, simply plug-in any GPS tracker to the 16 pin OBD-II port and it will gather the data.
OBD-II端口的12V电池电源始终是供应的，即使车辆是锁定的，没有钥匙在点火开关。我们可以随时从OBD-II端口插入或拔出车辆跟踪器。永久性“热”插座上的这些插拔事件会导致静电放电(ESD)事件。它能达到数百伏特，导致电路损坏。电路的ESD保护可以通过在连接到GPS跟踪器引脚的每条数据线上放置一个瞬态电压抑制(TVS)二极管来实现。TVS二极管通过在不到一纳秒的时间内拦截系统级ESD峰值来保护数据端口免受ESD威胁，并将高电流从数据端口转移开。它们有效地钳住高压峰值，有助于避免GPS跟踪器和汽车的系统损坏。在正常工作条件下，TVS二极管向GPS跟踪器电路呈现高阻抗路径，因此设备看起来像一个开路电路，不干扰信号传输。
下一个明显的问题是如何确定哪个TVS二极管需要保护OBD-II端口16个引脚中的哪个引脚。另一个重要的决定是我们是否可以为每个引脚使用一个电视二极管，或为一组引脚使用多线电视二极管。为了得到这些答案，我们需要获得有关OBD-II端口连接器中16个引脚的信号类型和电特性的更多细节。
OBD-II引脚配置和协议
图1。OBD-II连接器和引脚
图1显示了OBD-II 16引脚诊断连接器(也称为J1962连接器)及其引脚配置。引脚16提供电源，并连接到汽车的电池。引脚4、5已接地。引脚6和14分别连接到CAN总线高信号和CAN总线低信号。引脚2和10使用SAE J1850协议，引脚2为正，引脚10为负。引脚7和15分别采用ISO9141协议k线和l线。引脚1、3、8、9、11、12和13是空白的，可以被汽车制造商用于其他目的。
OBD-II主要允许四种不同的通信协议(见T
1)能够与OBD-II接口通信。每个汽车制造商都有自己偏好的协议。
表- 1
- ISO 15765:ISO 15765是通过CAN总线发送数据的国际标准。CAN由两根导线组成，分别命名为CAN高和CAN低。CAN高可达3.75V传输任何数据。同时，CAN Low降至1.25V。当CAN总线不传输任何数据时，CAN High和CAN Low都保持在2.5V。标准定义的最大数据速率是1Mbps。CAN High连接到引脚6,CAN Low连接到引脚14。
- ISO 9141 - 2:ISO 9141-2是一种异步串行通信，它使用K和l两种信号，K信号基本上是大多数通过OBD-II进行通信的介质。L信号用于总线的初始化。最大数据速率为10.4Kbps，最大信号电压为12V。K-Line连接OBD-II端口的引脚7,L-Line连接OBD-II端口的引脚15。
- SAE J1850 (PWM):SAE J1850协议由美国汽车工程师协会(SAE)创建。SAE J1850脉宽调制采用差分传输方案，采用脉宽调制方法实现。PWM的信号速率为41.6 kbps。最大电压等级为5V。SAE J1850总线+和SAE J1850总线-分别连接到OBD-II端口的引脚2和10。
- SAE J1850 (VPW):SAE J1850 VPW采用变脉宽法实现，采用一根信号线和一根地线。PWM的信号速率是10.4 kbps。最大电压等级为7V。
这是关于OBD-II端口ESD保护的系列博客的第一部分。
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