一種在線車載診斷工具的設計與開發

譚偉浩，項媛媛，倪海艷，張敏，柯若勐

一種在線車載診斷工具的設計與開發

譚偉浩，項媛媛，倪海艷，張敏，柯若勐

（陜西汽車集團有限責任公司技術中心，陜西 西安 710200）

隨著電器架構的日趨復雜，整車產品開發時控制器在車輛運行過程中存在大量故障，目前故障診斷的方式一般是工程師到現場或者反饋給平臺管理人員進行故障信息確認，這些方式都存在信息查詢不及時、耗費人力、財力等問題，影響了整車產品開發周期。為解決以上問題，文章設計開發了一種在線車載診斷工具，方便工程師在手機上即可快速定位控制器的故障信息，提高工作效率，節省人力和運營成本。

CAN網絡；車載終端；車輛管理平臺；診斷工具

引言

整車產品在開發階段車輛運行過程中控制器依然存在很多故障，目前故障確認有兩種方式，方式一：試驗人員提出故障反饋，零部件責任工程師前往現場，使用專業的診斷儀等設備進行故障信息確認。該方式存在試驗人員傳遞信息不準確、描述有偏差；工程師前往現場經濟成本高（差旅費）、時間成本大等問題。方式二：聯系車輛管理平臺的工程師通過后臺進行故障信息確認，該方式需要第三方人員的配合，存在信息查詢不及時；耗費人力等問題。這些方式都嚴重影響了整車產品開發進度[1]。

為解決整車產品開發時故障信息確認耗時、耗力、耗財、傳遞信息不準確、查詢不及時等痛點，故開發此工具，方便相關零部件工程師在個人智能手機上快速定位控制器的故障信息，提高工作效率，節省人力和運營成本。

1 系統總體設計

隨著物聯網技術的發展，汽車接入網絡即車聯網是汽車技術發展的方向，車輛的遠程診斷監控是車聯網研究的重點。基于車聯網的車載遠程診斷主要由車輛數據實時采集模塊、車輛管理平臺的數據接口和人機交互終端設備組成[2]。系統框架圖見圖1，車載終端收集故障信息并將其上傳至車輛管理平臺，客戶端向平臺請求數據，平臺將數據傳輸給客戶端顯示，兩者通過HTTP協議進行通訊，通過JSON數據格式進行解析[3]。該工具為了兼容Android用戶與iOS用戶，同時提供android app與wechat applet（微信小程序）兩種客戶端，已在某長頭車項目上實施，用戶體驗好，得到內部用戶的廣泛認可。

圖1 在線車載診斷工具系統框圖

2 功能詳細設計

2.1 服務端數據接口設計

不同控制器的不同信號都是通過終端與平臺之間進行傳輸的，車載終端與平臺之間按照808車聯網國家標準協議采用TCP的方式建立socket長連接進行通訊，終端周期性地向平臺發送消息，平臺按照808協議將數據進行解析并存入數據庫。隨后平臺用Java語言編寫通用接口，提供給客戶端請求，兩者之間采用HTTP協議進行通訊，JSON數據格式進行傳輸[4]。服務端接口設計在postman中的效果如圖2。

圖2 數據存儲格式

2.2 故障信息查詢

由于ECU每隔1s向車載終端發送故障，故障重復性高，可讀性差。針對這一問題，通過去重算法對重復數據進行處理，如果一段時間內的數據一直重復上報，只篩選出最后一條上報的數據，增強了數據的可讀性。

故障信息是由spn（可疑參數編號），fmi（故障模式標志），id（消息ID）來確定的，根據spn+fmi+id的格式將所有故障整理成json格式，如圖3所示。如果數據庫存儲的數據與spn+fmi+id這種格式的數據一致時，則解析成對應的故障信息。這樣處理凸顯了問題信息，無需手動去重，減少重復勞動，縮短處理周期，提高了工作效率。查詢結果如圖4所示。

圖3 json格式故障數據

圖4 故障查詢結果

2.3 車輛信息查詢

經過以上步驟可確認故障信息，但暫未分析到具體原因，可以進一步查詢某控制器具體信號的原始數據。同樣請求服務端的接口，返回JSON格式數據，將返回到的數據結合echarts以圖表的形式展示，步驟如下：（1）引入echarts組件；（2）配置使用組件，調節樣式；（3）js進行數據綁定。此工具中的echarts圖表支持雙指觸控放大縮小，左右滑動改變時間范圍，點擊坐標點查看具體數據。查詢結果如圖5所示。

圖5 車輛信息查詢結果

2.4 車輛位置查詢

此工具還提供了一種位置查詢的方法。當車輛出現故障時，可查詢車輛的位置，進而聯系最近的供應商或分公司技術人員修理車輛。車輛位置的查詢依然依賴于服務端接口的實現，車載終端實時將車輛的GPS位置信息上傳給車輛管理平臺[5]，平臺會將數據永久存入數據庫，編寫通用接口，提供給客戶端調用。客戶端可拿到車輛的GPS的經緯度信息與上報時間，接著結合騰訊地圖的畫布顯示與地址逆解析將車輛位置顯示在地圖上，位置查詢功能查詢的是某一時刻的車輛位置，支持當前時刻與歷史時刻，查詢結果如圖6所示。

圖6 車輛位置查詢結果

3 結語

本文設計開發的在線車載診斷工具，可以隨時隨地查看車輛的診斷數據，零部件責任工程師無需奔赴現場進行故障信息確認，節省了差旅費支出；無需終端工程師時刻守在平臺上查詢故障信息，節約了人力成本。抓住了整車產品開發時故障確認耗時耗力、影響開發周期的痛點，簡化了故障確認工作流程和設計人員處理問題的方式方法，提高了設計人員的工作效率，節約了運營和人力成本。

[1] 駱志宏,許勇,馬秋香.商用車在線故障診斷系統設計與實現[J].計算機測量與控制,2015(04):1098-1101.

[2] 常君,鄭智華.汽車電子車載通信終端EMC設計[J].汽車實用技術, 2020,No.306(03):50-52.

[3] 張樹帥,裴兆軒,張冉強,等.基于GPRS的車載終端的軟件設計與實現研究[J].電子測試, 2020, No.441(12):83-84.

[4] 彭東旭,范文兵,楊云開.基于車聯網的車載智能監測系統設計與實現[J].計算機工程與設計,2020,41(8):2141-2146.

[5] 譚竹筠,何雯雯.車輛監控系統中車載GPS定位終端的設計[J].建筑工程技術與設計,2020,(4):2754.

Design and development of an online vehicle diagnosis tool

Tan Weihao, Xiang Yuanyuan, Ni Haiyan, Zhang Min, Ke Ruomeng

( Technical center of Shaanxi Automobile Group Co. Ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )

With the increasingly complex electrical architecture, there are a lot of faults in the controller during the vehicle operation and the vehicle product development. At present, the fault diagnosis methods are generally the engineer to the site or feedback to the platform management personnel to confirm the fault information. These methods have the problems of information query not timely, consuming human and financial resources, which affect the vehicle product development cycle. In order to solve the above problems, an on-line vehicle diagnosis tool is designed and developed in this paper. It is convenient for engineers to quickly locate the fault information of the controller on the mobile phone, improve the work efficiency, and save manpower and operating costs.

CAN network; Vehicle terminal; Vehicle management platform; Diagnostic tools

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.07.025

U462.1

A

1671-7988(2021)07-76-03

U462.1

A

1671-7988(2021)07-76-03

譚偉浩，就職于陜西汽車集團有限責任公司技術中心。