汽車遠程診斷系統方案設計

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

【關鍵詞】診斷功能；人機交互；需求分析

汽車電子系統和車載網絡技術的廣泛應用推動著標準化汽車診斷技術的快速發展。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網平臺，它將汽車、駕駛員、專家系統、服務中心有機結合起來。基于車載網絡的診斷技術獲取車輛信息，并將其發送至外部網絡，實現車內外數據的實時交互信息共享。專家可以在不親臨現場的情況下，獲取車輛數據并做出分析，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要實現基于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議所規定的時序要求。

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

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版程序和網絡版程序。從網絡通信上看，涉及四種網絡通信：車載CAN總線通信、車載K-Line通信、以太網UDP協議通信、無線遠程3G通信。總體框架見圖1。

2.1 診斷設備ARM平臺

考慮到開發資源的可利用性、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、執行速度快、效率高的特性。

2.2 以太網現場通信及遠程無線網絡

診斷設備一端通過車載網絡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場通信速率要不低于K-Line和CAN的通信速率。以太網通信需要內置TCP/IP協議的支持，診斷設備可以跟任意網口、路由器相連，從而作為互聯網中的一個獨立節點。對于現場診斷應用，只要汽車4S店或測試場所存在上網條件，診斷數據可以及時上傳至服務器數據庫，從而便于信息匯總后續分析。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絡上的數據信息。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，本文選取的網絡架構為瀏覽器/服務器方式（Browser/Server，B/S），基于B/S網絡架構，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。

汽車遠程診斷系統的研究具有一定的實用價值和開發前景。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，從而有利于后續開發和產品升級。

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、以太網接口以及與3G數據傳輸單元接口。對于PC版人機交互程序，使用UDP協議與診斷儀進行以太網數據傳輸，診斷通信數據的顯示、分類、解析及保存，診斷服務列表選擇，診斷儀參數配置，包括總線波特率、診斷儀參數配置，包括總線波特率、診斷對象ID配置等，CAN總線報文實時監控。對于網絡版人機交互程序，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，數據庫操作，服務器記錄診斷數據，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。

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[責任編輯：丁艷]