一种基于安卓蓝牙和OBD接口的车辆监测与控制方法

黄立梅，陈彤

（陕西法士特汽车传动工程研究院，陕西 西安 710119）



一种基于安卓蓝牙和OBD接口的车辆监测与控制方法

黄立梅，陈彤

（陕西法士特汽车传动工程研究院，陕西 西安 710119）

摘 要：文章提出了一种方便快捷可靠的车辆或产品监测控制方法，此方法是由直插在车辆上的OBD接口的下位机来采集车辆或产品发送的相应CAN信息，并通过蓝牙通信方式来跟上位机即安卓移动终端进行信息交互，从而实现对车辆或产品的实时监测与控制的目的。此方法具有成本低、方便快捷、对技术人员的要求低、可靠性高等显著特点，并且硬件方案可拓展性很强，只需修改相关软件即可实现对车辆或者产品的其他操作，例如标定、诊断等等。

关键字：OBD；安卓；蓝牙；CAN ；车辆；监控

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.04.035

CLC NO.: U463.6Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)04-103-03

引言

随着无线网络通信和电子技术的发展，越来越多的无线技术被应用到电子领域。其中蓝牙技术和红外技术都是常用的无线技术，其中蓝牙[1][2]具有小型化、低功率、低成本、内置安全性、稳固、抗干扰能力强等优势，使用领域也越来越广泛。同时安卓智能移动终端设备发展日新月异且由于安卓系统的开放性，基于安卓平台的开发应用越来越多。所以安卓蓝牙技术应用到汽车电子领域具有方便快捷、成本低、低功耗、易于使用等多种优点。

目前国内安卓移动设备和汽车电子综合开发的应用产品比较少（尤其是卡车和客车），使用安卓移动设备进行实时监控车辆信息的系统应用更少。目前针对商用车的产品大多都采用外接引线连接专业的CAN采集工具并与便携式电脑连接对车辆或产品进行在线监测，然后这种方法虽然可行，但存在很多缺点：

（1）必须增加监测线路才能进行在线监控，增加故障点。

（2）工程人员自带电脑外加专业采集工具，成本较高。

（3）过程相对比较复杂，对工程人员的技术要求提高，并且个人电脑相对体积较大，携带不是很方便。

因此我们提出了一种基于ODB接口与无线技术的商用车辆监控方法，用来商用车辆各产品的状态数据进行在线实时监控，可以实现实时数据采集显示、在线调试、故障诊断等多种功能，此法具有成本低、方便快捷、可靠性高、并对技术人员的要求降低等多个优点，给产品技术开发人员提供了另外一种监测开发思路。本文中的无线技术采用蓝牙技术实现，此方法可以拓展其他无线技术可采用同样的方案来实现。

1、系统设计原理

1.1 蓝牙功能特点

a）操作距离长：经过试验显示，在通常情况下，蓝牙智能无线控制可以达到8米以上，符合监控车辆要求，而红外遥控器操作距离最长为3米。

b）使用方便：在下位机内嵌蓝牙模块后，只要在具有蓝牙功能的移动终端上装上蓝牙智能无线监控软件，就可以自如地对车辆进行相应的监控操作。

c）具有友好的人机界面：本系统可以对车辆进行实时监控，并可读取、修改车辆或产品的参数，同时还可以进行故障监测。

d）抗干扰能力强[2]：红外遥控器在接收管受到物体遮挡时无法进行通信，而蓝牙是在2.4GHz波段运行，该波段是一种无需申请许可证的工业、科技、医学无线电波段。正因如此，使用蓝牙技术不需要支付任何费用，且当有无线局域网干扰时蓝牙技术的纠错机制也会恢复这些误码。

1.2 系统软硬件构成

蓝牙移动终端的商用车辆监控系统主要包括这两大部分：自带蓝牙的移动终端设备和内嵌蓝牙模块的下位机分别担当上位机和下位机的角色。车辆监控系统的硬件框架如图1所示。上下位机之间通过蓝牙来进行通信。系统的软件框架如图2所示。

图1　监控系统的硬件框架图

下位机通过采集车辆或相应产品的总线上的各信息并进行数据处理、控制逻辑判断与计算、输出控制信号完成对车辆或产品的控制，下位机通过内置蓝牙模块将车辆或产品的相关信息发送给安卓智能终端即上位机，移动终端通过蓝牙接收数据及指令发送完成车辆状态的实时监控。

2、上位机软件实现

上位机也即安卓智能移动终端，安卓蓝牙移动终端的监控系统的重要部分之一是上位机软件，此部分主要完成的功能有：

a）无线实时数据采集，可以通过无线蓝牙实时采集车辆或产品所需的工作中的各种数据。

b）实时状态数据曲线显示，可以实时以图像的形式直观显示车辆或产品的状态信息。

c）采集数据回显功能，可以回读以前采集的状态数据，并可以图像显示形式来方便后期进行数据分析。

d）无线调试功能，可以通过无线连接方便地修改产品或车辆参数。

e）无线诊断功能，可以通过故障诊断模块，在线诊断控制器的故障信息。

上位机软件的实现采用了模块化设计，主要有数据采集模块、实时数据监控模块、数据回显模块、车辆参数标定模块、故障检测模块。上位机软件流程如图3所示。

3、下位机软硬件实现

下位机主要完成的功能如下：

a）采集原始车辆状态数据，所有的状态信息都是CAN 消息，都是通过下位机的CAN总线接口获得。

b）车辆数据解析与计算，主要将采集到的车辆信息，根据CAN协议进行数据解析与计算，得到具体的车辆状态数据。

c）车辆状态数据打包与发送，负责将解析了的车辆状态数据按照上下位机通讯协议进行重新组包，并通过内置的蓝牙模块进行发送。

d）数据记录存储。存储的数据信息主要系统配置参数、上位机及下位机设备信息、监控的车辆信息等数据，数据存储主要由下位机内部外扩的存储芯片来完成。当行车过程中，只要下位机与车辆进行正确连接，无论上位机是否存在以及与下位机是否建立连接，下位机都会将此次行驶过程中的车辆数据进行存储，后期通过上位机连接后可以对之前存储的行车数据进行回放显示。

下位机部分在原有缓速器控制器系统的硬件基础上加入蓝牙发送接收模块，将控制器采集到的车辆信息按照指定的编码格式使用蓝牙模块发送给安卓移动终端。下位机的硬件构图如图4所示。

图 4　下位机的硬件结构图

4、实车试验

将上位机软件和下位机软硬件开发好后进行了实车试验，结果显示该系统能很好的和缓速器进行通信并在线监测车辆的实时状态，同时在使用过程中设备简单易行，某次在线监控的结果图如图5所示。监测界面友好，效果良好。

图5　在线监控效果图

5、总结

本文提出了一种方便快捷可靠的车辆或产品监测控制方法，此方法是通过下位机采集车辆上的OBD接口的CAN消息，并通过蓝牙通信方式来跟上位机即安卓移动终端进行信息交互的设计方案，简单易行，开发成本低，拓展性强，弥补了传统的需通过修改车辆线束连接来进行检测的缺点，同时安卓系统是开源系统，发展飞速，开发灵活，为相关项目或产品开发提供了新的开发思路和平台。

参考文献

[1] MILER B A.蓝牙核心技术[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2] 周进波，张磊，张敏等.基于Android系统蓝牙开发的研究与实现[J].光学仪器，2013,35(1):34-36

[3] 李刚. 疯狂安卓讲义[M]. 北京：电子工业出版社，2011年7月

[4] 郭宏志.安卓应用开发详解[M]. 北京：电子工业出版社，2010年.

[5] 周汉清，王云良.基于蓝牙技术的汽车OBDII接口[J].常州信息职业技术学院学报,2009,05.

[6] 周启明.基于OBDII的电控汽车计算机辅助诊断系统[D].长安大学.2000年.

中图分类号：U463.6

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2016)04-103-03

作者简介：黄立梅，硕士研究生，就职于陕西法士特汽车传动工程研究院。主要研究方向：商用车辆电控系统。

A Method to Monitor Vehicles Based on Android System by OBD Interface and Bluetooth Technic

Huang Limei, Chen Tong
( Shaanxi method and ford motor drive engineering institute Shaanxi Xi'an 710119 )

Abstract:A convenient and simple method to monitor vehicles is designed on android system. It contains two parts, one is upper monitor block and another is lower block. Upper monitor block is a mobile machine developed on android system. The lower block connects to the OBD interface of vehicles to collect the information of vehicles by CAN message. The lower block exchanges messages with the upper monitor block by Bluetooth. This way has a lot of benefits, such as: the lower cost, more convenient, less special technical requirements to workers, higher reliability and stronger extending characteristic. You can only change the software to realize other functions using the same hardware case, such as: calibration, diagnoses and so on.

Keywords:OBD; android;Bluetooth;CAN; vehicles; monitor