摘要：为解决汽车维修中的难题一汽车CAN总线系统故障诊断与排除，本文提出了基于Visual C＋语言的汽车CAN总线系统教学辅助平台的开发方案，着重介绍了该平台的组成架构、功能模块，同时开发了相关的课程资源，并对该系统在维修实践教学中的效果进行了分析和总结。

    计算机及其网络技术在车辆上的大量应用，无疑对车辆维修保养从业人员提出了新的技术要求，增添了学生在校学习的难度。我国的汽车工业在快速发展的同时，汽车维修实训教学设备却一直缓慢发展，满足不了培养与提高学生技能的要求。虽然CAN总线技术已经广泛应用，但相关的维修资料和教学素材只是一般介绍和理论讲解，有关总线技术的单片机、编程、网络基础等课程尚未形成体系。国内教学仪器公司生产的CAN总线系统的整车和检测诊断设备，只能剖析结构组成和演示工作过程，根本无法进行运行状况和数据流显示等教学要求。因此，我校决定联合广州车拉夫汽车科技有限公司，研发基于单片机和组态软件为基础的可视化汽车CAN总线系统教学辅助平台。

    1 教学平台实物的设计
    我们采用一汽大众迈腾车窗和门锁系统的电器元件为基础，搭建简化的舒适系统CAN总线网络台架。实物平台由四部分组成：显示部件、面板装置、主控装置和检测装置。
    面板装置安装有左前门锁、左后门锁、右后门锁、左前车门控制器、左后车门控制器、右后车门控制器以及左前、左后、右后门窗电机等原车器件，在面板上有线路测试端口，能够进行数据波形测试，车门控制器上面的串行数据端口能够扩展节点数量。
    显示装置采用RS-485总线与全局网络进行通信，监控软件显示屏能以各种各样的组态方法展现丰富的操作界面和触摸式的操作方式，实现测控系统整个软硬件接口的数据收发，并将其呈现在屏幕上。
    控制装置采用组从式结构，能依照线路线束的布置需求便捷的增加输入输出设备，以求能够达到设置电气线路故障数量的目的。采集车速、点火开关、碰撞等数据信号发送到上位机，组态系统接收到这些数据后，将把车窗、门口锁实验台的工作情况动态呈现出来。
    检测装置具有CAN-BUS标准端口，内含自诊断功能模块，连接故障诊断仪后，可以进行故障码、数据流读取、编码匹配、激活元件等功能。

     2 开发课程资源，破解教学难题
    开发组总共调研了十几家车辆维修公司和有关部门，通过与一线人员的座谈交流、访问、问卷调查等方式开展研究调查，并多次组织专业委员会成员一起开会讨论，结合往届学生反馈情况，确定了本门课就业职位的技能素质规格。
    邀请企业技术人员和相关老师，对车辆维修企业广泛使用的车载网络总线诊断与修理工艺进行分析，制定出车载网络系统的核心驱动项目和任务工单。
    同时我们依据职位对理论、技能和素养要求，明确了本课程学习目标，将汽车单片机、汽车车身网络总线系统故障的检修作为学生核心技能训练标准，还要加强以学生为主体的全面职业能力的培养，和团队协作共同完成集体工作的素质。
    以完成工作过程、符合学生学习的认知规律为依据，对课程内容重构、选取维修实例、职业资格考核内容等。既满足了社会对相关人才的需求，又能够让学生的个性得到充分的发展。
    本课程主要学习以下内容：
   （1）车载电脑组成、元件认识；
   （2）车载电脑控制原理；
   （3）车载电脑的检修；
   （4）汽车CAN-BUS总线系统组成、原理与故障检修；
   （5） LIN网络及其它总线系统组成、工作原理与故障检修；
   （6）常用诊断仪器设备及维修保养工具的使用；
   （7）有关技术参考资料、技术标准的选用。
    另外，在掌握主流车载网络系统常见故障现象的基础上，进行归纳、序化、整合，设计了7个学习任务，按照90课时讲授。
    任务1：单片机电路检修
    任务2：汽车电脑通信故障检修
    任务3：汽车电脑检修
    任务4典型汽车电脑版检修
    任务5：车载CAN-BUS网络系统检修
    任务6 : LIN总线及其总线系统检修
    任务7：典型车载网络故障诊断与维修
    学习任务的设计特点：凸显了以工作过程为导向的思想，将职业工作作为一个整体化的行动过程进行分析，将所学知识与技能融合为一体，任务工单内容的选择，充分彰显了实用性、先进性、趣味性和可操作性，同时在学习的实施中，也考虑对学生职业能力的培养，促进职业素养的形成。

    3 可实现的教学功能
    3.1车窗门锁CAN总线控制系统认知教学
    实物平台集成了汽车车窗电机、门锁控制器、车门控制器等各部件，能够模拟车窗升降、门锁开关的动作，直观呈现点火开关、车速、碰撞等信号传送过程；CAN总线系统线路连接和各节点硬件电路的设置，让初学者生动形象了解控制系统的结构。
    3.2车窗门锁系统数据采集与分析教学
    便于测量总线系统各节点的数据信号及波形，开展教学分析；将计算机与CAN-BUS实验台连接，可通过计算机观察CAN信息的传递过程，能开展CAN系统的正常状态与故障状态下高低信号和睡眠状态的波形分析，并提取数据进行分析，发送命令。
    3.3编程教学
    采用学生了解的51单片机作为控制芯片，能够在PC机上采用C语言编写CAN总线教学平台各节点控制器的程序，完成不同的控制指令，提升初学者独自编程调试能力，又能让学习者从软件系统方面深人了解CAN总线通讯的实质。
     3.4故障设置与排除教学
    配置单片机故障设置系统，故障设置操作方法简单、隐蔽、自动保存考核成绩。

    4 教学效果评价
    （1）验证了新模式在教学实践上能够实现，能达到本课程学习的任务目标，达到在工单引导下的学习，从而实现了学习过程与工作过程、理论知识与实践知识一体化的教学。
   （2）探究了以自我评价为主的评价反馈方法。目前普遍存在的问题是：以师评为主的传统评价方法根深蒂固，学生责任心不强、职业意识不浓、没有进行过实质性的自我评价。此次改革针对以上存在的问题，找到了一个以老师引导加评价可信度机制相组合的新型自评办法。
   （3）新实验设备的教学实施，使学生学习积极性和兴趣爱好得到较大提升。同学们从要我学转变为我要学，学习有了方向，开始自己搜集学习素材，小组学习氛围浓厚，学习效果比变革前有明显提升。

    5 结论

    结合实际使用。基于监控软件的可视化教学实训系统，具有如下几个特征：
   （1）美观、直观性。因为将涉及到的实训电路图重新进行了整合，以图形化的方式呈现出来，所以学生理解掌握起来更加容易，导航及控制满足一般软件的需求。
   （2）教学性。利用可视化教学平台系统，学习者都能在课上课下通过自学，完成对相关的知识和能力的培养及锻炼，实践起来操作性较强。
   （3）功能性、实用性。能达到人与机器良好互动、情景化授课。使原先的被动学习转为主动练习。使老师、学生、系统融为一体，架设起“教一学”、“理论一实践”的多元化授课新模式。