一种在线车载诊断工具的设计与开发

谭伟浩，项媛媛，倪海艳，张敏，柯若勐

一种在线车载诊断工具的设计与开发

谭伟浩，项媛媛，倪海艳，张敏，柯若勐

（陕西汽车集团有限责任公司技术中心，陕西 西安 710200）

随着电器架构的日趋复杂，整车产品开发时控制器在车辆运行过程中存在大量故障，目前故障诊断的方式一般是工程师到现场或者反馈给平台管理人员进行故障信息确认，这些方式都存在信息查询不及时、耗费人力、财力等问题，影响了整车产品开发周期。为解决以上问题，文章设计开发了一种在线车载诊断工具，方便工程师在手机上即可快速定位控制器的故障信息，提高工作效率，节省人力和运营成本。

CAN网络；车载终端；车辆管理平台；诊断工具

引言

整车产品在开发阶段车辆运行过程中控制器依然存在很多故障，目前故障确认有两种方式，方式一：试验人员提出故障反馈，零部件责任工程师前往现场，使用专业的诊断仪等设备进行故障信息确认。该方式存在试验人员传递信息不准确、描述有偏差；工程师前往现场经济成本高（差旅费）、时间成本大等问题。方式二：联系车辆管理平台的工程师通过后台进行故障信息确认，该方式需要第三方人员的配合，存在信息查询不及时；耗费人力等问题。这些方式都严重影响了整车产品开发进度[1]。

为解决整车产品开发时故障信息确认耗时、耗力、耗财、传递信息不准确、查询不及时等痛点，故开发此工具，方便相关零部件工程师在个人智能手机上快速定位控制器的故障信息，提高工作效率，节省人力和运营成本。

1 系统总体设计

随着物联网技术的发展，汽车接入网络即车联网是汽车技术发展的方向，车辆的远程诊断监控是车联网研究的重点。基于车联网的车载远程诊断主要由车辆数据实时采集模块、车辆管理平台的数据接口和人机交互终端设备组成[2]。系统框架图见图1，车载终端收集故障信息并将其上传至车辆管理平台，客户端向平台请求数据，平台将数据传输给客户端显示，两者通过HTTP协议进行通讯，通过JSON数据格式进行解析[3]。该工具为了兼容Android用户与iOS用户，同时提供android app与wechat applet（微信小程序）两种客户端，已在某长头车项目上实施，用户体验好，得到内部用户的广泛认可。

图1 在线车载诊断工具系统框图

2 功能详细设计

2.1 服务端数据接口设计

不同控制器的不同信号都是通过终端与平台之间进行传输的，车载终端与平台之间按照808车联网国家标准协议采用TCP的方式建立socket长连接进行通讯，终端周期性地向平台发送消息，平台按照808协议将数据进行解析并存入数据库。随后平台用Java语言编写通用接口，提供给客户端请求，两者之间采用HTTP协议进行通讯，JSON数据格式进行传输[4]。服务端接口设计在postman中的效果如图2。

图2 数据存储格式

2.2 故障信息查询

由于ECU每隔1s向车载终端发送故障，故障重复性高，可读性差。针对这一问题，通过去重算法对重复数据进行处理，如果一段时间内的数据一直重复上报，只筛选出最后一条上报的数据，增强了数据的可读性。

故障信息是由spn（可疑参数编号），fmi（故障模式标志），id（消息ID）来确定的，根据spn+fmi+id的格式将所有故障整理成json格式，如图3所示。如果数据库存储的数据与spn+fmi+id这种格式的数据一致时，则解析成对应的故障信息。这样处理凸显了问题信息，无需手动去重，减少重复劳动，缩短处理周期，提高了工作效率。查询结果如图4所示。

图3 json格式故障数据

图4 故障查询结果

2.3 车辆信息查询

经过以上步骤可确认故障信息，但暂未分析到具体原因，可以进一步查询某控制器具体信号的原始数据。同样请求服务端的接口，返回JSON格式数据，将返回到的数据结合echarts以图表的形式展示，步骤如下：（1）引入echarts组件；（2）配置使用组件，调节样式；（3）js进行数据绑定。此工具中的echarts图表支持双指触控放大缩小，左右滑动改变时间范围，点击坐标点查看具体数据。查询结果如图5所示。

图5 车辆信息查询结果

2.4 车辆位置查询

此工具还提供了一种位置查询的方法。当车辆出现故障时，可查询车辆的位置，进而联系最近的供应商或分公司技术人员修理车辆。车辆位置的查询依然依赖于服务端接口的实现，车载终端实时将车辆的GPS位置信息上传给车辆管理平台[5]，平台会将数据永久存入数据库，编写通用接口，提供给客户端调用。客户端可拿到车辆的GPS的经纬度信息与上报时间，接着结合腾讯地图的画布显示与地址逆解析将车辆位置显示在地图上，位置查询功能查询的是某一时刻的车辆位置，支持当前时刻与历史时刻，查询结果如图6所示。

图6 车辆位置查询结果

3 结语

本文设计开发的在线车载诊断工具，可以随时随地查看车辆的诊断数据，零部件责任工程师无需奔赴现场进行故障信息确认，节省了差旅费支出；无需终端工程师时刻守在平台上查询故障信息，节约了人力成本。抓住了整车产品开发时故障确认耗时耗力、影响开发周期的痛点，简化了故障确认工作流程和设计人员处理问题的方式方法，提高了设计人员的工作效率，节约了运营和人力成本。

[1] 骆志宏,许勇,马秋香.商用车在线故障诊断系统设计与实现[J].计算机测量与控制,2015(04):1098-1101.

[2] 常君,郑智华.汽车电子车载通信终端EMC设计[J].汽车实用技术, 2020,No.306(03):50-52.

[3] 张树帅,裴兆轩,张冉强,等.基于GPRS的车载终端的软件设计与实现研究[J].电子测试, 2020, No.441(12):83-84.

[4] 彭东旭,范文兵,杨云开.基于车联网的车载智能监测系统设计与实现[J].计算机工程与设计,2020,41(8):2141-2146.

[5] 谭竹筠,何雯雯.车辆监控系统中车载GPS定位终端的设计[J].建筑工程技术与设计,2020,(4):2754.

Design and development of an online vehicle diagnosis tool

Tan Weihao, Xiang Yuanyuan, Ni Haiyan, Zhang Min, Ke Ruomeng

( Technical center of Shaanxi Automobile Group Co. Ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )

With the increasingly complex electrical architecture, there are a lot of faults in the controller during the vehicle operation and the vehicle product development. At present, the fault diagnosis methods are generally the engineer to the site or feedback to the platform management personnel to confirm the fault information. These methods have the problems of information query not timely, consuming human and financial resources, which affect the vehicle product development cycle. In order to solve the above problems, an on-line vehicle diagnosis tool is designed and developed in this paper. It is convenient for engineers to quickly locate the fault information of the controller on the mobile phone, improve the work efficiency, and save manpower and operating costs.

CAN network; Vehicle terminal; Vehicle management platform; Diagnostic tools

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.07.025

U462.1

A

1671-7988(2021)07-76-03

U462.1

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1671-7988(2021)07-76-03

谭伟浩，就职于陕西汽车集团有限责任公司技术中心。