劉真

摘 ? 要：本文圍繞汽車診斷協(xié)議、系統(tǒng)架構(gòu)、遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證四個(gè)方面展開討論，對基于B/S架構(gòu)的汽車遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)進(jìn)行了全面分析，同時(shí)提出了一些筆者自己的見解，希望能夠?qū)窈笃囘h(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的創(chuàng)新提供一些理論借鑒。當(dāng)前，我國在汽車故障診斷方面的關(guān)注點(diǎn)主要分布在兩個(gè)領(lǐng)域，其一是診斷協(xié)議的研究，其二是診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：B/S架構(gòu) ?汽車遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng) ?故障診斷

中圖分類號(hào)：TP316 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）02（c）-0096-02

筆者依托前研究者的研究結(jié)果，并參考汽車故障診斷協(xié)議相關(guān)的通信標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了一個(gè)針對診斷服務(wù)器以及車載終端通信的協(xié)議，從而研究出了一種依托B/S架構(gòu)技術(shù)的汽車遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中始終堅(jiān)持平臺(tái)無關(guān)性這一理念，并能夠針對診斷協(xié)議中的通信參數(shù)實(shí)施實(shí)時(shí)性化設(shè)定，來提升診斷靈活性，從而能夠與更多車型進(jìn)行匹配。

1 ?汽車診斷協(xié)議

現(xiàn)代汽車電子控制單元都能夠?qū)崿F(xiàn)在線診斷，所以說能夠針對汽車電控系統(tǒng)的運(yùn)行狀況以及現(xiàn)狀進(jìn)行無時(shí)無刻的監(jiān)督控制，一旦將故障類型識(shí)別出來，將立刻使用代碼進(jìn)行表示，并呈現(xiàn)在電子控制單元里面。傳統(tǒng)的汽車故障診斷方式主要是通過故障診斷協(xié)議而實(shí)現(xiàn)的，除此之外還會(huì)對車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行一定的運(yùn)用，在對故障碼進(jìn)行分析之后對故障類型進(jìn)行判斷分析。在常見的汽車故障診斷協(xié)議當(dāng)中，ISO14229協(xié)議以及ISO15765協(xié)議具有最廣的應(yīng)用范圍。其中，ISO14229這個(gè)協(xié)議的主要作用在于為診斷服務(wù)提供規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，確保診斷服務(wù)的規(guī)范性。

2 ?系統(tǒng)架構(gòu)

在B/S技術(shù)基礎(chǔ)上完成的汽車遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)架構(gòu)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，它由3個(gè)部分組成，其一是診斷服務(wù)器，其二是車載終端，其三是診斷客戶端。在上述結(jié)構(gòu)當(dāng)中，診斷客戶端相當(dāng)于客戶端瀏覽器。在對故障車輛實(shí)施診斷時(shí)，車載終端需要使用到4G網(wǎng)絡(luò)，并在此基礎(chǔ)傳遞自己的診斷需求至通信服務(wù)器中，隨后由通信服務(wù)器將此信息傳達(dá)至運(yùn)維人員。運(yùn)維人員將待診斷車輛篩選出來，借助WEB服務(wù)器對數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行查詢，取得故障車輛對應(yīng)的診斷協(xié)議通信參數(shù)以及診斷服務(wù)信息，隨后利用通信服務(wù)器將其傳遞至車載終端從而實(shí)現(xiàn)診斷匹配。在配置完成后，運(yùn)維人員對客戶端瀏覽器進(jìn)行診斷，將診斷結(jié)果以命令方式反饋至車載終端，實(shí)現(xiàn)車載的遠(yuǎn)程診斷。

3 ?遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 診斷服務(wù)器和車載終端通信協(xié)議

應(yīng)用層時(shí)間參數(shù)在汽車的ECU診斷通信協(xié)議中得到了非常明確、充分的定義，除此之外網(wǎng)絡(luò)層時(shí)間參數(shù)也在其中作出了界定，絕大多數(shù)的診斷通信協(xié)議在參數(shù)選擇上都選擇了s這一單位，除此之外還有一些使用了ms這一單位，但是當(dāng)數(shù)據(jù)在因特網(wǎng)中進(jìn)行傳輸時(shí)難免會(huì)遇到一些問題，其中最常見的問題為延時(shí)問題，這一問題是很難得到控制的，此外，每一種車型所支持的診斷協(xié)議通信參數(shù)以及服務(wù)功能存在一些差異，為了確保系統(tǒng)功能的多樣化，最好能夠把一切涉及到車型的信息都保存起來，具體儲(chǔ)存路徑為診斷服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫，當(dāng)需要對故障進(jìn)行診斷時(shí)，借助車型信息將診斷協(xié)議通信參數(shù)以及支持服務(wù)信息傳遞到車載終端當(dāng)中。

3.2 車載終端設(shè)計(jì)

關(guān)于車載終端的硬件設(shè)計(jì)，其中的STM32F103RCT6微控制器是依托ARM核心實(shí)現(xiàn)的，這一控制器擁有很多I/O增強(qiáng)端口，除此之外還設(shè)有很多標(biāo)準(zhǔn)通信接口，具備多元的省電技術(shù)，從而使微控制器不需要花費(fèi)過多功耗來維持運(yùn)行。3G模塊中也儲(chǔ)存了芯片，其型號(hào)是SIM800，這一芯片能夠向車載終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，CAN總線協(xié)議控制器中也存儲(chǔ)了芯片，其型號(hào)為MCP2515，這一芯片與CANV2.0技術(shù)規(guī)范相匹配，支持?jǐn)?shù)據(jù)的拓展以及接收。關(guān)于車載終端的軟件設(shè)計(jì)，車載終端對于這些應(yīng)用層診斷協(xié)議的支持情況非常關(guān)注。在實(shí)施車輛故障遠(yuǎn)程診斷時(shí)，車載終端不僅需要完成診斷服務(wù)器和其它不同電子控制單元相互間數(shù)據(jù)傳遞、設(shè)定診斷協(xié)議中的各種參數(shù)，從而使診斷服務(wù)器的工作量得以減輕，并使安全解鎖的效率得到有效改善。車載終端作為接收端，必須負(fù)責(zé)判斷診斷服務(wù)器反饋的報(bào)文是何類型，同時(shí)基于報(bào)文的種類來完成接下來的一系列步驟。在對報(bào)文進(jìn)行診斷時(shí)，車載終端不能隨意進(jìn)行操作，需要嚴(yán)格、全面地依據(jù)網(wǎng)絡(luò)層診斷協(xié)議規(guī)范來開展每一個(gè)步驟，在進(jìn)行單幀傳輸?shù)牡倪^程當(dāng)中，不能直接進(jìn)行操作，而是通過電子控制單元來替代操作;在進(jìn)行多幀傳輸?shù)牡倪^程當(dāng)中，第一個(gè)步驟必須為傳遞首幀數(shù)據(jù)，直到流控制幀獲取之后才能對連續(xù)幀進(jìn)行傳送，在數(shù)據(jù)沒有充分發(fā)送的情況下，需要對流控制幀實(shí)施不間斷的收發(fā)，最后的數(shù)據(jù)也必須向外發(fā)送，不能有任何遺漏。

3.3 服務(wù)器的設(shè)計(jì)

最常用的軟件體系結(jié)構(gòu)有兩種，分別為客戶機(jī)/服務(wù)器模式以及瀏覽器/服務(wù)器模式，它具有良好的安全性能以及實(shí)時(shí)性能，在局域網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用效果較好，然而不足的是不具備較好的可拓展性，開發(fā)維護(hù)所需要耗費(fèi)的成本非常之多。B/S技術(shù)主要是在三層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上完成的，其中，事物邏輯通常是在服務(wù)器端當(dāng)中，能夠進(jìn)行較好地?cái)U(kuò)展，同時(shí)對于各種平臺(tái)相互間的互動(dòng)操作提供支持作用。汽車遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)能夠?yàn)榇罅寇囆偷墓收显\斷提供服務(wù)，由于車輛所分布的區(qū)域范圍十分廣泛，所以說B/S模式是目前來說最合理的一種模式。系統(tǒng)服務(wù)器中包含兩個(gè)不同的部分，其一是通信服務(wù)器，其二是WEB服務(wù)器，前者一般來說是基于JAVA在ECLIPSE來進(jìn)行開發(fā)，并實(shí)現(xiàn)WEB服務(wù)器與車載設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞。WEB服務(wù)器主要是通過B/S模式來完成，進(jìn)一步增加模型-視圖-控制器三層結(jié)構(gòu)，其中，后臺(tái)程序的開發(fā)是依托ASP.net來實(shí)現(xiàn)的，而前臺(tái)以及后臺(tái)相互間的數(shù)據(jù)傳送則需要借助Ajax技術(shù)來達(dá)到頁面動(dòng)態(tài)化更新的目的，用于故障診斷的客戶端瀏覽器在操作界面上相對簡單，只有3個(gè)區(qū)域，左邊的區(qū)域主要負(fù)責(zé)車輛管理，它以樹形列表的狀態(tài)進(jìn)行呈現(xiàn)，主要負(fù)責(zé)針對目前與服務(wù)器相接通的車輛進(jìn)行24h監(jiān)管控制;上面的區(qū)域主要負(fù)責(zé)診斷操作，其中包括一些車輛診斷過程中常用的系統(tǒng)，中央?yún)^(qū)域主要負(fù)責(zé)信息的反饋，作用在于記錄并展示一些車輛故障在診斷過程中發(fā)現(xiàn)的具體問題。

4 ?實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證

本次選用本田某款商務(wù)車作為實(shí)驗(yàn)對象，在汽車OBD接口的作用下實(shí)現(xiàn)車載終端和車輛之間的相互接通。當(dāng)需要進(jìn)行客戶端界面診斷時(shí)，首先要選擇好目標(biāo)車輛，并對其進(jìn)行選定操作，隨后再按下故障碼讀取按鈕。對本次實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)在接收到診斷指令之后，可以在很短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行迅速反應(yīng)并執(zhí)行，且執(zhí)行 結(jié)果準(zhǔn)確，值得應(yīng)用與推廣。

5 ?結(jié)語

在本研究中，主要依托現(xiàn)階段汽車診斷以及協(xié)議的基本功能，在此基礎(chǔ)上研發(fā)了一種依托B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的汽車遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的功能廣泛，不僅能夠?qū)囕v電子控制單元中的數(shù)據(jù)實(shí)施24h的不間斷檢測控制，除此之外還能夠快速識(shí)別汽車故障。測試結(jié)果在很大程度上表明了，這一系統(tǒng)對于車輛故障遠(yuǎn)程診斷需求可以進(jìn)行很好地滿足，且對于信息的收發(fā)以及反饋十分迅速。最后，系統(tǒng)還可以通過診斷協(xié)議通信參數(shù)動(dòng)態(tài)分配對策來實(shí)現(xiàn)各種車型的遠(yuǎn)程故障診斷，從而使車輛故障監(jiān)測成本大大降低，并有效提升故障診斷的準(zhǔn)確性以及效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 王新.基于藍(lán)牙技術(shù)的汽車無線診斷系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2017.

[2] 顏伏伍，曹愷，胡杰，等.基于Internet和3G的汽車遠(yuǎn)程診斷數(shù)據(jù)采集技術(shù)的研究[J].汽車工程，2013，35（5）：467-471，466.