【摘 要】本文介紹了汽車遠程診斷系統(tǒng)設計的意義和作用，從診斷功能、人機交互、通信方式及技術開發(fā)的角度進行需求分析，對汽車遠程診斷系統(tǒng)總體方案進行構架。

【關鍵詞】診斷功能；人機交互；需求分析

汽車電子系統(tǒng)和車載網(wǎng)絡技術的廣泛應用推動著標準化汽車診斷技術的快速發(fā)展。汽車遠程診斷技術結合了汽車診斷技術、無線通信技術和車聯(lián)網(wǎng)平臺，它將汽車、駕駛員、專家系統(tǒng)、服務中心有機結合起來?；谲囕d網(wǎng)絡的診斷技術獲取車輛信息，并將其發(fā)送至外部網(wǎng)絡，實現(xiàn)車內(nèi)外數(shù)據(jù)的實時交互信息共享。專家可以在不親臨現(xiàn)場的情況下，獲取車輛數(shù)據(jù)并做出分析，同時提醒駕駛員或通過遠程操控做出相關處理。

1 需求分析

（1）從診斷功能的角度考慮。本文所研究的診斷系統(tǒng)要實現(xiàn)基于K-Line的KWP2000診斷和基于CAN的USD診斷。硬件上要留出合適的接口，軟件上要滿足診斷協(xié)議所規(guī)定的時序要求。

（2）從人機交互的角度考慮。用戶界面要盡可能友好，從而保證用戶能夠方便的使用診斷系統(tǒng)的各項功能。對于遠程診斷功能，需要考慮的核心要素就是通信范圍要足夠大，而且診斷專家可以在任何地方對目標車輛進行操作。

（3）從通信方式的角度考慮。診斷設備與人機交互程序之間，現(xiàn)場通信需要保證較高的實時性，從而使專家盡可能多的獲取車輛數(shù)據(jù)；相對而言，遠程通信則更注重通信范圍的可行性以及診斷操作的便捷性。

（4）從技術開發(fā)的角度考慮。為了簡化開發(fā)流程，器件及功能模塊選型原則為方便、通用、可后續(xù)開發(fā)。

2 總體設計方案

從功能模塊看，包括兩大功能模塊：診斷設備和人機交互軟件。其中人機交互軟件又分為PC版程序和網(wǎng)絡版程序。從網(wǎng)絡通信上看，涉及四種網(wǎng)絡通信：車載CAN總線通信、車載K-Line通信、以太網(wǎng)UDP協(xié)議通信、無線遠程3G通信?？傮w框架見圖1。

2.1 診斷設備ARM平臺

考慮到開發(fā)資源的可利用性、代碼量及計算量的需求，本文選取更廣泛應用的ARM作為診斷設備的開發(fā)平臺。ARM即高級精簡指令集機器（Advanced RISC Machine），是一個32位精簡指令集（RISC）處理器架構，其廣泛地使用在許多嵌入式系統(tǒng)設計。ARM處理器非常適用于移動通信領域，符合其主要設計目標為低成本、高性能、低耗電、執(zhí)行速度快、效率高的特性。

2.2 以太網(wǎng)現(xiàn)場通信及遠程無線網(wǎng)絡

診斷設備一端通過車載網(wǎng)絡K-Line或CAN總線與車輛ECU進行通信，另一端與人機交互程序進行通訊。為確保信息量完整不丟包，診斷設備與人機交互程序之間的現(xiàn)場通信速率要不低于K-Line和CAN的通信速率。以太網(wǎng)通信需要內(nèi)置TCP/IP協(xié)議的支持，診斷設備可以跟任意網(wǎng)口、路由器相連，從而作為互聯(lián)網(wǎng)中的一個獨立節(jié)點。對于現(xiàn)場診斷應用，只要汽車4S店或測試場所存在上網(wǎng)條件，診斷數(shù)據(jù)可以及時上傳至服務器數(shù)據(jù)庫，從而便于信息匯總后續(xù)分析。由于遠程診斷只需要看到并記錄診斷會話的結果，進行常見OBD模式掃描，而不需要實時獲取車載網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)信息。因此，遠程通信的關鍵在于足夠大的通信范圍，從而使得任何位置的車輛都能夠順利接收診斷命令。

2.3 人機交互桌面程序及網(wǎng)絡架構

關于遠程診斷人機交互程序，為了方便診斷專家可以隨時隨地對目標車輛進行操作，本文選取的網(wǎng)絡架構為瀏覽器/服務器方式（Browser/Server，B/S），基于B/S網(wǎng)絡架構，本文選取一臺電腦作為服務器，用于與診斷設備通過3G網(wǎng)絡直接通信。給服務器的IP地址綁定一固定域名，診斷專家可以用任何上網(wǎng)設備通過瀏覽器訪問服務器，從而對診斷設備進行遠程操作。

汽車遠程診斷系統(tǒng)的研究具有一定的實用價值和開發(fā)前景。車主或駕駛員希望對自己車輛的實時運行狀況有所了解，尤其在車輛發(fā)生故障時能夠在當場對故障做出排查并解決。汽車廠商或車輛電子零部件供應商希望在客戶車輛發(fā)生異常時能夠提供遠程服務和診斷專家的技術支持，同時也希望對診斷服務有所記錄和匯總，從而有利于后續(xù)開發(fā)和產(chǎn)品升級。

3 功能定義

最后對診斷設備和人機交互程序各自的功能定義。診斷設備應支持UDS診斷Client端功能和KWP2000診斷Client端功能，提供標準OBD接口、以太網(wǎng)接口以及與3G數(shù)據(jù)傳輸單元接口。對于PC版人機交互程序，使用UDP協(xié)議與診斷儀進行以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸，診斷通信數(shù)據(jù)的顯示、分類、解析及保存，診斷服務列表選擇，診斷儀參數(shù)配置，包括總線波特率、診斷儀參數(shù)配置，包括總線波特率、診斷對象ID配置等，CAN總線報文實時監(jiān)控。對于網(wǎng)絡版人機交互程序，服務器與診斷設備建立3G通信，客戶端瀏覽器訪問服務器，使用用戶身份驗證登陸，數(shù)據(jù)庫操作，服務器記錄診斷數(shù)據(jù)，提供用戶的查詢、下載和刪除功能，與PC機軟件功能相同的診斷會話頁面，OBD診斷，標準模式掃描。

【參考文獻】

[1]雍崇偉.基于嵌入式的汽車故障診斷儀設計[D].南京：南京理工大學，2010.

[2]張宏，詹德凱，林長加.基于CAN總線的汽車故障診斷系統(tǒng)研究與設計[J].汽車工程，2008，30（10）.

[3]常欣紅，于金泳，劉志遠.汽車故障診斷標準ISO15765的網(wǎng)絡層分析與實現(xiàn)[J].汽車技術，2006（9）.

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