汽車遠程診斷云平臺的設計方案與實現

余家運 吳明林 梁義珍 孫自圓 程登

摘要：汽車遠程診斷云平臺的主要功能是通過互聯網遠程對整車各類控制器進行診斷和檢測，其中包括對車機（T—ICE）、車身控制器（BCM）、網關（GW）、發動機控制模塊（ECM）、儀表（IC）的檢測。其可以最大限度滿足車輛售后的故障定位、駕駛員的危險預警，以提高用戶體驗。基于此，文章介紹了汽車遠程診斷的背景以及汽車遠程診斷云平臺解決方案。

關鍵詞：遠程診斷;互聯網;汽車控制器

中圖法分類號：U463文獻標識碼：A

Design scheme and implementation of automobile remotediagnosis cloud platform

YU Jiayun，WU Minglin，LIANG Yizhen，SUN Ziyuan，CHENG Deng （SAIC GM Wuling Automoblie Co.，Ltd.，Guangxi Laboratory of New Energy Automobile，Guangxi Key Laboratory of Automobile Four New Features，Liuzhou，Guangxi 545007，China）

Abstract：The main function of the automotive remote diagnosis cloud platform is to remotely diagnose and detect various controllers of the vehicle through the Internet， including the vehicle engine （T-ICE）， body controller （BCM），gateway （GW）， engine control module （ECM）， instrument （IC） detection. It can satisfy the fault location of after-sales vehicles and the danger warning of drivers to the greatest extent， so as to improve the user experience. Based on this，the article introduces the background of automotive remote diagnosis and the cloud platform solution for automotive remote diagnosis.

Key words： remote diagnosis， Internet，car controller

1引言

當汽車診斷遇見移動互聯網，汽車遠程診斷就誕生了。就傳統觀念而言，汽車診斷是根據某個診斷碼做出判斷和修復[1]。從未來的發展角度來看，汽車遠程診斷將顛覆汽車售后市場，拉近用戶、4S 店、廠家、云端、車端的距離，打造完整閉環（圖1），為未來汽車制造商搭建智能化管理運營中心業務、拓展2B 生態對接服務創造無限可能。

從智能網聯汽車的角度來看，對于汽車行業而言，智能、安全和用戶體驗是人們共同的追求。從智能角度而言，隨著智能技術不斷的普及和不斷演進，需要通過遠程診斷技術實時監測車輛故障及數據信息。從安全的角度來說，通過遠程診斷的方式可提早發現車輛的安全隱患。從駕駛員的角度來說，遠程診斷能更清楚地了解車輛的實時情況。汽車遠程診斷技術是汽車診斷技術未來的發展方向。汽車遠程診斷系統是汽車診斷技術和互聯網的結合，通過互聯網遠程實現車輛故障診斷和修復，降低了車輛維修成本。

2技術背景

汽車行業傳統的通用的診斷方式被稱為“車載自動診斷系統”，其英文簡稱為“ OBD ”，是 On?Board Diagnostics 的縮寫。傳統診斷方式是在汽車運行的過程中，對車輛的電子元器件的工作情況進行不間斷的監控，當其檢測到故障時會根據特定的算法判斷出具體的故障，然后把故障信息存儲起來。同時，啟動對應的故障運行模塊功能，并且通過故障燈提醒車主—汽車部分元器件已經不能正常工作，需要到修理廠進行修理或更換。維修人員則可以利用汽車模塊的自診斷功能調出相應故障碼，以更快的速度對車輛故障進行定位和修復。

現代汽車電子控制單元（ ECU）都具有故障自診斷功能，在汽車運行中能夠對各個傳感器、執行器和連接線路進行不斷的監測，它們共用汽車電子控制系統的信號輸入電路。汽車行駛時，電子控制系統輸入和輸出信號的電壓或者電流值都有一定的變化范圍，當某一個信號超出了預設的范圍值，并且這一現象在一定的時間內不會消失，故障自診斷系統便判斷為這一個信號對應的電路或者元器件出現故障，并將這一故障以代碼的形式存入內部存儲器，同時點亮儀表盤上的故障指示燈。

遠程診斷技術與傳統診斷技術的主要區別在于使車輛制造商由被動診斷變為主動診斷，能夠隨時或者定期對車輛進行遠程診斷，并遠程修復故障（借助 OTA 技術）。

3架構設計

3.1架構設計圖

遠程診斷云平臺框架如圖2所示。

3.2云端

3.2.1診斷命令下發

云平臺選擇下發的診斷命令/序列/組合，在車載智能終端喚醒空閑的情況下下發到車端，車載智能終端執行下發的診斷命令/序列，首先是檢查 OBD 情況，然后通過通過車載智能終端讀取診斷命令需要的數據，最后向云平臺返回命令執行結果、GPS、蓄電池電壓等信息。

3.2.2診斷主動上報

車輛發生故障后，車載智能終端立即讀取故障碼、數據流、凍結幀等故障數據，并將故障數據信息上傳至云平臺。

3.3.3 CAN 報文/OBD 排放信息錄制

在遠程診斷云平臺上選擇 CAN 信號或者 OBD 信號列表，下發要錄制的特定 CAN 報文和 OBD 排放指令到車載智能終端，如果車載智能終端處于休眠狀態，則先進行喚醒，然后遠程診斷云平臺下發 CAN 報文和 OBD 信息讀取指令到車載智能終端;車載智能終端執行錄制 CAN 報文和 OBD 排放數據的命令，待執行完畢后將數據打包，同時附上此時的 GPS 信息、蓄電池電壓信息一起打包上傳至遠程診斷云平臺;遠程診斷云平臺收到數據包后進行存儲并對數據進行解析。

4業務實現

4.1業務流程

遠程診斷業務流程如圖3所示。

4.2遠程診斷云平臺實現

遠程診斷云平臺擁有任務模塊、ECU 管理模塊、車輛模塊、故障模塊和權限模塊。

4.2.1任務模塊

任務模塊分為車輛診斷模塊、數據流模塊、動作測試模塊、ECU 信息模塊、OBD 信息及 CAN 報文模塊。

（1）車輛診斷模塊用來主動診斷或者被動診斷車輛故障，用戶可以直接從云平臺下發診斷指令，選擇相應的 ECU 模塊，再觸發任務。車云交互中首先會獲取設備的信息進行身份校驗，然后對車輛進行條件檢查（如車輛的蓄電池電壓、車速、擋位狀態），防止在車輛診斷過程中出現不可控的事故，然后通過不同的 ECU 根據特定的指令進行組合，由云平臺下發給車載智能終端進行指令的執行，車載智能終端執行完畢之后把記錄文件上傳至云平臺進行解析和存儲，診斷流程結束[2]。

（2）數據流模塊用來記錄車輛在某一段時間內一個或者多個車輛元器件的狀態。用戶可以選擇不同的 ECU，每個 ECU 讀取不同車輛元器件的狀態，然后進行指令下發。車載智能終端將數據上傳至云平臺，云平臺解析數據以后將讀取到的車輛狀態以圖表形式展示出來。

（3）動作測試模塊用來測試車輛的模塊是否正常，可以根據不同的 ECU 選擇不同的動作選項，生成不同的指令，然后下發給車載智能終端，車載智能終端根據不同的指令讓車輛做出對應的動作，以判斷車輛或者對應的 ECU 是否正常工作。

（4）ECU 信息模塊用來讀取車輛的 OBD 信息及 CAN 報文 ECU 版本信息。

（5）OBD 信息及 CAN 報文模塊用來錄制車輛的 OBD 信息及 CAN 報文信息，下發要錄制的特定 CAN 報文指令到車載智能終端，如果車輛處于休眠狀態，則喚醒車載智能終端，然后下發報文列表和 OBD 指令到車載智能終端，車載智能終端執行錄制 CAN 報文和 OBD 排放數據的命令。待執行完畢，將數據打包，同時附上此時的 GPS 信息、蓄電池電壓信息一起打包上傳至遠程診斷云平臺，云平臺收到數據包后進行存儲并對數據進行解析。

4.2.2 ECU 管理模塊

（1）ECU 信息：根據不同的車輛，展示當前車輛的 ECU 模塊，用戶根據不同的車型進行 DTC 列表以及 ECU 診斷數據的導入，后續任務模塊的診斷數據由這些文件提供解析規則。

（2）ECU 類型：展示所有的 ECU 類型以及創建新類型的 ECU。

4.2.3車輛模塊

車輛展示：可以根據不同的條件對車輛進行搜索、查看。

4.2.4故障模塊

展示車輛的所有故障列表，可以根據不同的條件對車輛進行搜索、查看，點擊詳情信息可以看到對應故障碼的緩存信息。

4.2.5供應商模塊

展示 ECU 的供應商信息。

4.2.6權限模塊

（1）部門模塊用來新增部門或者對原來的部門進行修改，不同的部門對應不同的權限，防止權限混亂導致不必要的損失。

（2）用戶模塊用來為此系統創建新的操作用戶。

（3）角色分配用來為新創建的用戶分配不同的權限。

4.3車云交互

云端和設備端采用 OMA – DM 協議來構建交互的報文（表1），報文信息使用 xml 格式的字符串，通信協議使用 HTTPS。

報文示例：

<？ xml version="1.0" encoding="UTF?8"？>

1.2

DM/1.2

60046

2

車輛信息

診斷云平臺域名/rd ? dmserver/dm

< RespURI >診斷云平臺域名/rd ? dmserver/dm