基于OBD接口和Android平臺的重型汽車車載診斷系統(tǒng)

張志鵬，陳博凱，杜浪東，馬全海

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基于OBD接口和Android平臺的重型汽車車載診斷系統(tǒng)

張志鵬，陳博凱，杜浪東，馬全海

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

隨著物流行業(yè)的發(fā)展，重型汽車的需求量不斷增長。對重型汽車運行狀態(tài)的診斷也顯得尤為重要。文章利用OBD接口，基于Android平臺，對數(shù)據(jù)進行分析，診斷車輛故障。為車輛的維護工作，提供有利的保障。

Android；診斷；CAN；OBD接口

前言

基于OBD接口和Android平臺的重型汽車車載診斷系統(tǒng)是目前主流車廠打造自身產(chǎn)品生態(tài)圈的重要一部分，更是車聯(lián)網(wǎng)平臺，大數(shù)據(jù)挖掘用戶需求的重要一環(huán)。

常規(guī)診斷儀體積大、價格昂貴，通用性差，且不宜長時間連接在總線上，本診斷工具旨在通過市場上通用的OBD診斷儀，將車輛CAN總線上的數(shù)據(jù)發(fā)送至手機APP，通過APP對CAN數(shù)據(jù)的解析，提供故障診斷、車輛狀態(tài)信息。手機體積小，又能隨時觀察車輛狀態(tài)，利于排除異常，提高車輛使用壽命。

該診斷系統(tǒng)還能對自主開發(fā)的控制器進行應用程序更新。在線獲取加密程序文件（hex文件加密），在手機中解密并通過WiFi將數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線，通過Bootloader協(xié)議下載程序，完成程序功能的更新。

1 系統(tǒng)的分析與設(shè)計

該系統(tǒng)的整體架構(gòu)由重型汽車，OBD診斷儀，Android智能手機3大部分組成，各部分之間的邏輯關(guān)系如圖1所示。

OBD診斷儀直接通過車輛的16針診斷接頭安裝在汽車上，手機APP就可以通過WIFI與OBD診斷儀建立WIFI通道，從而與車輛進行數(shù)據(jù)通信。手機APP通過對接收到的數(shù)據(jù)進行分析和處理，從而獲得相應的參數(shù)信息，并同時在手機端進行實時顯示。

圖1 系統(tǒng)各部分邏輯關(guān)系

1.1 系統(tǒng)的主要功能設(shè)計

考慮到系統(tǒng)實時性好，實用性強，運行流暢的設(shè)計原則，本系統(tǒng)由重型汽車，OBD診斷儀，Android智能手機三部分組成，如下圖所示。

圖2 系統(tǒng)組成圖

主要功能點如下：

（1）數(shù)據(jù)檢測功能：顯示發(fā)動機，變速器，車身模塊等的關(guān)鍵信息。

（2）故障診斷功能：顯示發(fā)動機，變速器，車身模塊等的故障信息。

（3）虛擬儀表功能：顯示發(fā)動機轉(zhuǎn)速，車速，里程等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

（4）AD檢測功能：顯示車身模塊的故障數(shù)據(jù)觸發(fā)閾值。

（5）輔助工具功能：計算百米脈沖，以及對發(fā)動機，ABS的故障閃碼查詢和對整車電控系統(tǒng)的故障碼查詢。

（6）數(shù)據(jù)標定功能：修改標定信息，權(quán)限解鎖等。

（7）胎壓檢測功能：對胎壓充放系統(tǒng)進行檢測。

（8）數(shù)據(jù)流導出功能：對CAN總線上的數(shù)據(jù)進行記錄導出功能。

（9）模塊儀表數(shù)據(jù)在線更新功能：對相應程序升級換代。

（10）維修保養(yǎng)手冊功能：當車輛出現(xiàn)故障，可自動定位到相應維修結(jié)點，指導維修保養(yǎng)。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

為實現(xiàn)本文所述系統(tǒng)及功能，開發(fā)了一款基于Android移動終端軟件，并在Android６.０系統(tǒng)的手機上進行測試。Android端顯示的數(shù)據(jù)是OBD診斷儀通過WIFI傳過來的，點擊界面上的連接WIFI按鈕對周圍可連接的設(shè)備進行掃描，并選擇進行連接。

后臺邏輯的搭建主要用到了Service后臺和Activity活動。

（1）Service是運行在后臺且不和用戶交互的組件。每個Service必須在manifest中通過來聲明。Service主要有兩種模式：Local Service和Remote Service。Local Service主要依附在Activity的主線程上，調(diào)用起來比較方便，隨著主線程的kill而銷毀。Remote Service為獨立的進程，不會隨著Activity的主線程的kill而被銷毀，調(diào)用起來比較麻煩。Service的調(diào)用方法分為：startService，bindSer -vice。startService和bindService 同時使用，每種方法啟動Service之后都有對應的停止服務(wù)的方法。

（2）Activity對用戶來說即是一個交互的界面，多個activity之間可以通過Intent通信，每個Activity必須在manifest中通過來聲明。開發(fā)的過程中必須要注意activity的生命周期。

（3）該系統(tǒng)采用MVC的架構(gòu)，把基于OBD接口和Android平臺的重型汽車車載診斷系統(tǒng)分為了VIEW,MODEL,CONTROL三層，如下圖所示。

圖3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（4）VIEW層：該層是距離用戶最近的一層，用于顯示解析CAN報文的處理結(jié)果，提供用戶和系統(tǒng)連接的紐帶。

（5）MODEL層：該層采用特有的面向?qū)ο蠼涌诰幊蹋鶕?jù)程序的需求自己創(chuàng)建對象，為開發(fā)人員節(jié)省了大量的工作，實現(xiàn)低耦合的特點。

（6）CONTROL層：通過對sqlite進行輕量化的對象封裝，開發(fā)人員使用面向?qū)ο笏枷雭韺qlite數(shù)據(jù)庫進行操作，簡化對sqlite數(shù)據(jù)庫的操作。

3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)的應用

3.1 業(yè)務(wù)運行

本系統(tǒng)按照上述設(shè)計，針對重型汽車車載診斷的需求，搭建汽車，OBD診斷儀，Android智能手機組成的診斷系統(tǒng)，進行開發(fā)。目前，基于OBD接口和Android平臺的重型汽車車載診斷系統(tǒng)經(jīng)過大量的測試和調(diào)試，已經(jīng)成功實現(xiàn)業(yè)務(wù)運行。

3.2 功能展示

基于OBD接口和Android平臺的重型汽車車載診斷系統(tǒng)，在Android端實時采集和顯示重型汽車的運行數(shù)據(jù)。通過實時診斷，隨時監(jiān)測汽車的狀況，可以及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的部件并給出維修建議。從而確保了乘客和車輛的安全，降低了維修成本。

（1）Android端車輛數(shù)據(jù)顯示模塊展示：該模塊的作用在于以列表的界面來直觀的顯示車輛運行過程中的實時信息，實時行車數(shù)據(jù)流中帶有實時車速，發(fā)動機油溫，變速器輸出軸轉(zhuǎn)速，發(fā)動機故障碼等實時行車數(shù)據(jù)，如下圖所示。

圖4 數(shù)據(jù)顯示效果圖

圖5 數(shù)據(jù)標定效果圖

（2）Android端車輛數(shù)據(jù)標定模塊展示：該模塊的作用在于方便計算行車百米脈沖數(shù)，并通過WIFI發(fā)送標定值。如圖5所示。

（3）Android端車輛自主控制器程序更新模塊展示：該模塊的作用在于手機中解析hex二進制文件并通過OBD診斷儀將解析后的數(shù)據(jù)發(fā)送到CAN總線，通過Bootloader協(xié)議下載程序，完成程序功能的更新，如下圖所示。

圖6 程序更新效果圖

4 結(jié)論

基于OBD接口和Android平臺的重型汽車車載診斷系統(tǒng)不僅能對汽車行駛的實時數(shù)據(jù)通過OBD診斷儀與汽車通信進行數(shù)據(jù)采集，而且能對采集到的實時數(shù)據(jù)在Android端進行實時高效的顯示，通過實時診斷，隨時監(jiān)測汽車的狀況，可以及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的部件并給出維修建議。從而確保了乘客和車輛的安全，降低了維修成本。對于主流車廠打造自身產(chǎn)品生態(tài)圈，車聯(lián)網(wǎng)平臺，和大數(shù)據(jù)挖掘用戶需求有著重要意義。

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Heavy Vehicle In-Vehicle Diagnosis System Based on OBD Interface and Android Platform

Zhang Zhipeng, Cheng Bokai, Du Langdong, Ma Quanhai

( Shaanxi Heavy Duty Automobile Co. Ltd, Shaanxi Xi'an 710200 )

With the development of the logistics industry, the demand for heavy-duty vehicles continues to grow. The diagnosis of the operating status of heavy-duty vehicles is also particularly important. The article uses the OBD interface to analyze data and diagnose vehicle faults based on the Android platform. It can provide a favorable guarantee for the mainte -nance work of the vehicle.

Android; Diagnosis; CAN; OBD interface

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.10.060

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張志鵬（1990-），男，工程師，就職于陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院軍品研究所，從事于軍用車輛產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)相關(guān)研究工作。