基于B/S架構的汽車遠程診斷系統研究

劉真

摘 ? 要：本文圍繞汽車診斷協議、系統架構、遠程診斷系統的設計、實驗的驗證四個方面展開討論，對基于B/S架構的汽車遠程診斷系統進行了全面分析，同時提出了一些筆者自己的見解，希望能夠對今后汽車遠程診斷系統的創新提供一些理論借鑒。當前，我國在汽車故障診斷方面的關注點主要分布在兩個領域，其一是診斷協議的研究，其二是診斷系統的設計。

關鍵詞：B/S架構 ?汽車遠程診斷系統 ?故障診斷

中圖分類號：TP316 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（c）-0096-02

筆者依托前研究者的研究結果，并參考汽車故障診斷協議相關的通信標準，設計了一個針對診斷服務器以及車載終端通信的協議，從而研究出了一種依托B/S架構技術的汽車遠程診斷系統。該系統在設計過程中始終堅持平臺無關性這一理念，并能夠針對診斷協議中的通信參數實施實時性化設定，來提升診斷靈活性，從而能夠與更多車型進行匹配。

1 ?汽車診斷協議

現代汽車電子控制單元都能夠實現在線診斷，所以說能夠針對汽車電控系統的運行狀況以及現狀進行無時無刻的監督控制，一旦將故障類型識別出來，將立刻使用代碼進行表示，并呈現在電子控制單元里面。傳統的汽車故障診斷方式主要是通過故障診斷協議而實現的，除此之外還會對車載網絡系統進行一定的運用，在對故障碼進行分析之后對故障類型進行判斷分析。在常見的汽車故障診斷協議當中，ISO14229協議以及ISO15765協議具有最廣的應用范圍。其中，ISO14229這個協議的主要作用在于為診斷服務提供規范的標準，確保診斷服務的規范性。

2 ?系統架構

在B/S技術基礎上完成的汽車遠程診斷系統架構結構較為復雜，它由3個部分組成，其一是診斷服務器，其二是車載終端，其三是診斷客戶端。在上述結構當中，診斷客戶端相當于客戶端瀏覽器。在對故障車輛實施診斷時，車載終端需要使用到4G網絡，并在此基礎傳遞自己的診斷需求至通信服務器中，隨后由通信服務器將此信息傳達至運維人員。運維人員將待診斷車輛篩選出來，借助WEB服務器對數據服務器進行查詢，取得故障車輛對應的診斷協議通信參數以及診斷服務信息，隨后利用通信服務器將其傳遞至車載終端從而實現診斷匹配。在配置完成后，運維人員對客戶端瀏覽器進行診斷，將診斷結果以命令方式反饋至車載終端，實現車載的遠程診斷。

3 ?遠程診斷系統的設計

3.1 診斷服務器和車載終端通信協議

應用層時間參數在汽車的ECU診斷通信協議中得到了非常明確、充分的定義，除此之外網絡層時間參數也在其中作出了界定，絕大多數的診斷通信協議在參數選擇上都選擇了s這一單位，除此之外還有一些使用了ms這一單位，但是當數據在因特網中進行傳輸時難免會遇到一些問題，其中最常見的問題為延時問題，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議通信參數以及服務功能存在一些差異，為了確保系統功能的多樣化，最好能夠把一切涉及到車型的信息都保存起來，具體儲存路徑為診斷服務器的數據庫，當需要對故障進行診斷時，借助車型信息將診斷協議通信參數以及支持服務信息傳遞到車載終端當中。

3.2 車載終端設計

關于車載終端的硬件設計，其中的STM32F103RCT6微控制器是依托ARM核心實現的，這一控制器擁有很多I/O增強端口，除此之外還設有很多標準通信接口，具備多元的省電技術，從而使微控制器不需要花費過多功耗來維持運行。3G模塊中也儲存了芯片，其型號是SIM800，這一芯片能夠向車載終端進行數據傳送，CAN總線協議控制器中也存儲了芯片，其型號為MCP2515，這一芯片與CANV2.0技術規范相匹配，支持數據的拓展以及接收。關于車載終端的軟件設計，車載終端對于這些應用層診斷協議的支持情況非常關注。在實施車輛故障遠程診斷時，車載終端不僅需要完成診斷服務器和其它不同電子控制單元相互間數據傳遞、設定診斷協議中的各種參數，從而使診斷服務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，必須負責判斷診斷服務器反饋的報文是何類型，同時基于報文的種類來完成接下來的一系列步驟。在對報文進行診斷時，車載終端不能隨意進行操作，需要嚴格、全面地依據網絡層診斷協議規范來開展每一個步驟，在進行單幀傳輸的的過程當中，不能直接進行操作，而是通過電子控制單元來替代操作;在進行多幀傳輸的的過程當中，第一個步驟必須為傳遞首幀數據，直到流控制幀獲取之后才能對連續幀進行傳送，在數據沒有充分發送的情況下，需要對流控制幀實施不間斷的收發，最后的數據也必須向外發送，不能有任何遺漏。

3.3 服務器的設計

最常用的軟件體系結構有兩種，分別為客戶機/服務器模式以及瀏覽器/服務器模式，它具有良好的安全性能以及實時性能，在局域網絡中應用效果較好，然而不足的是不具備較好的可拓展性，開發維護所需要耗費的成本非常之多。B/S技術主要是在三層結構的基礎上完成的，其中，事物邏輯通常是在服務器端當中，能夠進行較好地擴展，同時對于各種平臺相互間的互動操作提供支持作用。汽車遠程診斷系統能夠為大量車型的故障診斷提供服務，由于車輛所分布的區域范圍十分廣泛，所以說B/S模式是目前來說最合理的一種模式。系統服務器中包含兩個不同的部分，其一是通信服務器，其二是WEB服務器，前者一般來說是基于JAVA在ECLIPSE來進行開發，并實現WEB服務器與車載設備之間的數據傳遞。WEB服務器主要是通過B/S模式來完成，進一步增加模型-視圖-控制器三層結構，其中，后臺程序的開發是依托ASP.net來實現的，而前臺以及后臺相互間的數據傳送則需要借助Ajax技術來達到頁面動態化更新的目的，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個區域，左邊的區域主要負責車輛管理，它以樹形列表的狀態進行呈現，主要負責針對目前與服務器相接通的車輛進行24h監管控制;上面的區域主要負責診斷操作，其中包括一些車輛診斷過程中常用的系統，中央區域主要負責信息的反饋，作用在于記錄并展示一些車輛故障在診斷過程中發現的具體問題。

4 ?實驗的驗證

本次選用本田某款商務車作為實驗對象，在汽車OBD接口的作用下實現車載終端和車輛之間的相互接通。當需要進行客戶端界面診斷時，首先要選擇好目標車輛，并對其進行選定操作，隨后再按下故障碼讀取按鈕。對本次實驗效果進行分析可以發現，該系統在接收到診斷指令之后，可以在很短的時間內進行迅速反應并執行，且執行 結果準確，值得應用與推廣。

5 ?結語

在本研究中，主要依托現階段汽車診斷以及協議的基本功能，在此基礎上研發了一種依托B/S架構實現的汽車遠程診斷系統，這一系統的功能廣泛，不僅能夠對車輛電子控制單元中的數據實施24h的不間斷檢測控制，除此之外還能夠快速識別汽車故障。測試結果在很大程度上表明了，這一系統對于車輛故障遠程診斷需求可以進行很好地滿足，且對于信息的收發以及反饋十分迅速。最后，系統還可以通過診斷協議通信參數動態分配對策來實現各種車型的遠程故障診斷，從而使車輛故障監測成本大大降低，并有效提升故障診斷的準確性以及效率。

參考文獻

[1] 王新.基于藍牙技術的汽車無線診斷系統的研究與實現[D].合肥工業大學，2017.

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