基于UDP協(xié)議的EOL主從控制研究與應用

張曉光，李巖，張海龍

摘? 要：本文設計了以EOL（End Of Line）設備為控制端，檢測線設備為執(zhí)行端的主從控制體系，進而將車輛CAN總線通訊工藝內容從檢測線設備剝離，統(tǒng)一由電檢設備完成。本文基于UDP協(xié)議制定了通訊標準架構，并以控制檢測線設備-駕駛輔助SCBS標靶為例，證明了該體系的實用性。目前已歷經(jīng)300000車輛生產(chǎn)驗證，該體系在穩(wěn)定性、容錯性等方面滿足工業(yè)生產(chǎn)要求，可將該技術在整車制造行業(yè)進行推廣使用。

關鍵詞：EOL;檢測線;主從控制;UDP協(xié)議

中圖分類號：TP393.1? ? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1005-2550（2021）05-0025-07

Research and Application of EOL Master slave Control based on UDP Protocol

ZHANG Xiao-guang1， LI Yan2， ZHANG Hai-long2

（ 1.Electronic and electrical Development Dept， Faw Bestune Co.，Ltd，ChangChun130012， China ; 2.Manufacturing Engineering &Logistics Department，China FAW Group.， Ltd， ChangChun 130012， China ）

Abstract： This paper designs a master-slave control system with EOL （End Of Line） equipment as the control End and detection Line equipment as the executive End， and then separates the communication process content Of vehicle CAN bus from detection Line equipment to be completed by electrical inspection equipment. In this paper， the communication standard architecture is developed based on UDP protocol， and the usability of the system is proved by taking the actual case of control detector device - driving assistance SCBS target as an example. At present， the system has been verified in the production of 300，000 vehicles. The system can meet the requirements of industrial production in terms of stability andfault tolerance ， etc.， and the technology can be popularized and used in the whole vehicle manufacturing industry.

1? ? 引言

隨著電子信息技術的高速發(fā)展，復雜、多樣的汽車電子技術得到了普及和應用，使汽車從低端車簡單的一路CAN網(wǎng)絡發(fā)展為高端車復雜的6路以上CAN網(wǎng)絡，從簡單車輛裝載幾個電子ECU模塊發(fā)展為高端車近百個電子ECU模塊，新技術的應用為汽車制造總裝領域電器檢測技術帶來了革新性變化。具體技術變化體現(xiàn)在以下幾個方面：其一，EOL（End Of Line）便攜式設備被大量布置在裝配線上，用于ECU零件檢查、ECU配置寫入、ECU故障讀取、ECU功能檢查、電路通斷檢查等工藝用途;其二，檢測線設備（四輪定位、轉轂、大燈儀、制動測試臺、加注設備、駕駛輔助設備）參與著ECU功能標定、ECU功能檢查、ECU故障讀取等工藝用途。隨著車輛總線通訊設備種類的增多，同時，帶來了諸多弊端：往往一個電控單元的技術變更，例如零件版本升級、診斷協(xié)議變更、檢查方法升級、安全算法升級等，帶來的是所有通訊診斷類設備程序的同時升級，由此帶來了改造時間耗時長、改造費用投資高等弊端。為解決以上問題，國外整車制造單位（大眾、寶馬、奔馳等）與國外EOL設備供應商（博世、德薩科）進行技術合作，制定了以EOL設備為控制端，總裝檢測線設備為執(zhí)行端的主從控制體系，將檢測線設備與車輛診斷通訊功能剝離，從而達到每次ECU的技術變更，只需更改EOL設備診斷程序簡單化工藝變更的目的。但主從控制體系的通訊協(xié)議并未標準和公開化，導致此種生產(chǎn)模式在整車制造領域還未得到大范圍推廣應用。本文主要研究主從控制協(xié)議的設計與標準化，并以駕駛輔助設備為例闡述實際控制方法，使主從控制方式在整車制造領域特別是國內自主汽車企業(yè)中得到推廣使用，最終達到為制造單位節(jié)約時間成本、制造成本以及提高工藝管理技術水平的目標。

2? ? 通訊模式的設計

2.1? ?EOL與檢測線

EOL執(zhí)行車輛掃碼識別、車輛電控單元診斷通訊、檢測標準發(fā)放、檢測結果收集分析判斷、執(zhí)行測試步驟、最終結果的打印存儲。檢測線根據(jù)EOL程序指令產(chǎn)生電控單元標定測試條件，并按照EOL指令執(zhí)行四輪定位、大燈調整、轉轂測試、制動測試、加注機動作、駕駛輔助標靶移動等，同時向EOL提供檢測數(shù)據(jù)。

2.2? ?UDP通訊方式

EOL與檢測設備采用以太網(wǎng)。

作為物理接口進行連接，連接方式選擇為無線網(wǎng)絡，參考下圖1?？紤]設備間的傳輸及時性以及負載率，網(wǎng)絡傳輸層采用UDP協(xié)議，協(xié)議定義如下圖2。

2.3? ?UDP數(shù)據(jù)段

數(shù)據(jù)段具體由44個字節(jié)所構成，均采用十六進制進行描述，若部分字節(jié)無控制信息，則填充0×00。見表1。

2.4? ?數(shù)據(jù)包時序控制策略

EOL采用主動詢問通訊方式，并且為一問一答?？紤]UDP在網(wǎng)絡非常擁擠的情況下，報文可能會出現(xiàn)丟失、反復或亂序現(xiàn)象，因此在UDP數(shù)據(jù)中將使用如下應用程序控制策略，以避免錯誤發(fā)生。

EOL發(fā)送第一條數(shù)據(jù)包時序控制位置0，檢測線設備回復EOL的數(shù)據(jù)包需要在時序控制位自動加1作為標記。EOL接收到檢測線設備消息后，讀取數(shù)據(jù)包中時序控制位值作為消息是否可靠拋棄的判別條件，并再次發(fā)送數(shù)據(jù)包時將檢測線設備時序控制位值寫入到即將發(fā)送的數(shù)據(jù)包時序控制位作為檢測線設備判別的條件。正常時序處理邏輯為下圖3所示：

2.5? ?安全控制

檢測線設備設有安全急停開關，按下開關，設備從硬件層面上停止動作，車輛可安全駛離，同時檢測線設備產(chǎn)生故障信息，由EOL顯示。EOL程序界面或者硬件界面設置程序停止與重復測試快捷按鍵。

2.6? ?超時控制

檢測線設備在信息發(fā)送后，3秒內未收到響應，信息重復發(fā)送兩次，若依舊未收到，程序退出，測試終止。

3? ? 數(shù)據(jù)包詳細設計

3.1 數(shù)據(jù)標識

Byte0字節(jié)，從EOL發(fā)送至檢測線，為0×01，從檢測線到EOL為0×02。

3.2 駕駛員輔助測試臺等類別

Byte1字節(jié)定義見表2：

3.3? ?服務類別

Byte2字節(jié)定義見表3。

3.4? ?子服務類別以及參數(shù)

子服務ID具體設計將根據(jù)不同檢測工藝而制定，現(xiàn)以某車型，0×07服務控制駕駛輔助標靶移動為例，進行說明。

4? ? 工藝流程設計

按照UDP協(xié)議以及章節(jié)二所描述的具體數(shù)據(jù)包內容，以及結合具體工藝流程對EOL與駕駛輔助設備進行服務端軟件編寫，并按照下圖4工藝過程實現(xiàn)SCBS功能的標定工藝。

5? ? 實施與測試

通過EOL與駕駛輔助設備的報文監(jiān)控，證實采用本文所設計的通訊協(xié)議并采用UDP通訊方式，可使駕駛輔助設備準確快速的識別EOL控制意圖，并給予執(zhí)行。SCBS標靶移動過程以及相關設備通訊報文記錄如表5。

6? ? 結束語

本文研究設計了一種主從控制協(xié)議，應用于總裝工藝的電器檢測和下線檢測中，實現(xiàn)了EOL設備集中控制檢測設備，將整車總線診斷通訊的工藝從駕駛輔助設備上剝離，統(tǒng)一管理了電器質量數(shù)據(jù)，達到了減少檢測線設備改造工作量、降低投資成本、節(jié)省生產(chǎn)準備時間的目的。這種主從控制方式后續(xù)將擴展到總裝加注機、胎壓激活設備中，進一步提升該協(xié)議的標準化程度。

參考文獻：

[1]JIN Cheng，WEI D X，LOW S H，et al. FAST TCP： motivatio，architecture，algorithms，performance[J]. IEEE/ACM Trans on Networking，2006，14（ 6） ： 1246-1259.

[2]李永勝，黃蘭紅，劉紅軍.? 基于UDP協(xié)議的多文件傳輸[J]. 廣西民族大學學報（自然科學版）. 2007 （02）.

[3]樊建偉，楊篤偉，沈祝山，楊東升.? 基于UDP傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡時延仿真研究[J]. 計算機仿真. 2007 （08）.

[4]魯宏偉. 基于UDP傳輸協(xié)議的包丟失和失序處理[J]. 計算機工程與應用. 2001 （02）.

[5]王莉，李鴻，田兵強，梁海生. 汽車檢測線工藝設計[J]. 汽車實用技術. 2010 （03）.

[6]李鴻強，劉志春，苗長云.? 汽車電子控制單元ECU的設計[J]. 微計算機信息. 2006 （32）.

[7]梅秀山. 電子診斷技術在修理現(xiàn)代化汽車中的應用[J]. 電子技術與軟件工程. 2015 （23）.