一种汽车远程诊断系统及方法.pdf

本发明的一种汽车远程诊断系统及方法，其中所述系统包括：车载终端、远程诊断中心和客户端，所述车载终端包括：微处理器，控制汽车诊断原始数据采集、存储、传输；采集模块，与所述微处理器连接，采集汽车诊断原始数据；3G通讯模块，与所述微处理器连接，远程传输采集的汽车诊断原始数据；存储模块，与所述微处理器连接，存储采集的汽车诊断原始数据的；所述远程诊断中心用于远程接收和管理所述车载终端的汽车诊断原始数据；所述客户端用于访问汽车诊断原始数据。本发明的一种汽车远程诊断系统及方法解决了现有技术远程诊断监控系统采样频率低，采样信号数量少，数据不能及时发回服务器的技术问题。

权利要求书1.  一种汽车远程诊断系统，其特征在于，包括：车载终端、远程诊断中心和客户端，所述车载终端包括：微处理器，控制汽车诊断原始数据采集、存储、传输；采集模块，与所述微处理器连接，采集汽车诊断原始数据；3G通讯模块，与所述微处理器连接，远程传输采集的汽车诊断原始数据；存储模块，与所述微处理器连接，存储采集的汽车诊断原始数据的；所述远程诊断中心用于远程接收和管理所述车载终端的汽车诊断原始数据；所述客户端用于访问汽车诊断原始数据。2.  根据权利要求1所述的一种汽车远程诊断系统，其特征在于，所述远程诊断中心包括：数据通讯服务器，与所述3G通讯模块建立连接并接收所述车载终端传输的汽车诊断原始数据；数据库服务器，与所述数据通讯服务器连接，保存所述车载终端传输的汽车诊断原始数据；WEB服务器，与所述数据库服务器连接，支持通过WEB访问获取所述数据库服务器的汽车诊断原始数据的。3.  根据权利要求2所述的一种汽车远程诊断系统，其特征在于：所述数据通讯服务器包括：两个以上的通讯服务器，响应所述3G通讯模块的连接请求并建立连接以接收数据；负载均衡服务器，计算所述通讯服务器的负载并将所述连接请求分配给负载能够承受的所述通讯服务器。4.  根据权利要求2所述的一种汽车远程诊断系统，其特征在于：所述客户端包括通过WEB访问所述WEB服务器以获取所述数据库服务器的汽车诊断原始数据的远程客户端。5.  根据权利要求1所述的一种汽车远程诊断系统，其特征在于：所述客户端包括直接读取所述存储模块存储的汽车诊断原始数据的本地客户端。6.  根据权利要求1所述的一种汽车远程诊断系统，其特征在于：所述3G通讯模块采用串口驱动。7.  根据权利要求1所述的一种汽车远程诊断系统，其特征在于：所述存储模块为可移动存储器。8.  根据权利要求7所述的一种汽车远程诊断系统，其特征在于：所述可移动存储器为SD卡。9.  根据权利要求1-8任一项所述的一种汽车远程诊断系统，其特征在于，所述车载终端包括显示汽车当前状态的显示模块，所述显示模块与所述微处理器连接，所述微处理器控制所述显示模块的显示。10.  根据权利要求1-8任一项所述的一种汽车远程诊断系统，其特征在于，所述车载终端包括对汽车异常信息进行报警的报警模块，所述报警模块与所述微处理器连接，所述微处理器控制所述报警模块的报警。11.  根据权利要求1-8任一项所述的一种汽车远程诊断系统，其特征在于，所述车载终端包括进行能耗管理的电源管理模块。12.  一种汽车远程诊断方法，其特征在于，包括：采集和本地存储汽车诊断原始数据；通过3G通讯模块远程传输采集的汽车诊断原始数据；接收和保存远程传输的汽车诊断原始数据；访问汽车诊断原始数据以对汽车故障进行诊断。13.  根据权利要求12所述的一种汽车远程诊断方法，其特征在于，所述访问汽车诊断原始数据以对汽车故障进行诊断的步骤包括：通过WEB访问保存的远程传输的汽车诊断原始数据。14.  根据权利要求12所述的一种汽车远程诊断方法，其特征在于，所述访问汽车诊断原始数据以对汽车故障进行诊断的步骤包括：直接读取存储的汽车诊断原始数据。15.  根据权利要求12-14任一项所述的一种汽车远程诊断方法，其特征在于，在所述通过3G通讯模块远程传输采集的汽车诊断原始数据的步骤中，3G通讯模块采用串口驱动，其流程包括：串口初始化，对寄存器和I/O进行初始化，设置串口通讯波特率、开启串口中断；串口中断处理，对串口缓存进行监控，当收到数据时进行中断接收处理，并给出响应；串口收发，根据串口通信协议发送和接收消息。16.  根据权利要求12-14任一项所述的一种汽车远程诊断方法，其特征在于，在所述通过3G通讯模块远程传输采集的汽车诊断原始数据的步骤中，3G通讯模块采用串口驱动，其流程包括：初始化寄存器；初始化串口；获取串口访问信号量；串口中断使能；判断标志位是否为真，如果是则执行判断行为是否为发送步骤，否则结束流程；判断行为是否为发送，如果是则发送信息，否则结束流程；判断行为是否为接收，如果是则接收信息，否则结束流程；串口中断禁止使能；释放信号量；返回错误。

说明书一种汽车远程诊断系统及方法
技术领域
本发明涉及汽车远程诊断技术领域，尤其涉及一种汽车远程诊断系统及方法。
背景技术
汽车电控化程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，而电控化程度越高，汽车故障诊断越困难，有资料统计显示，当前故障诊断时间为70%左右，故障排除时间仅30%。随着卫星定位技术快速发展，汽车定位导航得以广泛运用。同时，远程通讯技术、因特网的普及和基于CAN（Controller Area Network）诊断技术在汽车行业的运用，使得汽车远程诊断得以实现。
包括在线娱乐功能在内的车载信息服务在汽车消费市场展现出广阔的前景。通过将这些技术集成、运用于整车开发，可以提高开发试验效率，缩短汽车产品的研发周期，对于汽车高效研发具有重要意义。远程监控诊断系统是Telematics（即车载信息服务系统）在汽车领域的专业运用，其产品主要面向汽车整车和零部件厂商的产品研发和售后支持。远程诊断主要对车辆CAN总线数据流、模拟量采集数据流进行实时读取和记录，同时支持DTC（Diagnostic Trouble code，故障码）读取和清除，并对车辆控制器部分参数设置进行远程修改。
远程诊断监控系统一般由车载终端、远程数据通讯和数据监控中心组成。车载终端接入汽车CAN网络，采集汽车实时数据。车载终端中的GPS接收模块获取车辆地理位置数据，然后将信息进行数据封装处理，通过无线网络（GPRS/CDMA）接入Internet传输到数据中心，用户通过访问数据中心服务器实现双向交互。
目前的远程诊断监控系统存在以下问题：网络带宽受限，系统采样频率不能设置过高（10Hz以上），采样信号数量不能设置过多，产生的大量数据不能及时发回服务器等。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术的远程诊断监控系统存在系统采样频率低，采样信号数量少，产生的数据不能及时发回服务器等问题，从而提出一种汽车远程诊断系统及方法解决该问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种汽车远程诊断系统，包括：车载终端、远程诊断中心和客户端，所述车载终端包括：微处理器，控制汽车诊断原始数据采集、存储、传输；采集模块，与所述微处理器连接，采集汽车诊断原始数据；3G通讯模块，与所述微处理器连接，远程传输采集的汽车诊断原始数据；存储模块，与所述微处理器连接，存储采集的汽车诊断原始数据的；所述远程诊断中心用于远程接收和管理所述车载终端的汽车诊断原始数据；所述客户端用于访问汽车诊断原始数据。
优选地，所述远程诊断中心包括：数据通讯服务器，与所述3G通讯模块建立连接并接收所述车载终端传输的汽车诊断原始数据；数据库服务器，与所述数据通讯服务器连接，保存所述车载终端传输的汽车诊断原始数据；WEB服务器，与所述数据库服务器连接，支持通过WEB访问获取所述数据库服务器的汽车诊断原始数据的。 
优选地，所述数据通讯服务器包括：两个以上的通讯服务器，响应所述3G通讯模块的连接请求并建立连接以接收数据；负载均衡服务器，计算所述通讯服务器的负载并将所述连接请求分配给负载能够承受的所述通讯服务器。
优选地，所述客户端包括通过WEB访问所述WEB服务器以获取所述数据库服务器的汽车诊断原始数据的远程客户端。
优选地，所述客户端包括直接读取所述存储模块存储的汽车诊断原始数据的本地客户端。
优选地，所述3G通讯模块采用串口驱动。
优选地，所述存储模块为可移动存储器。
优选地，所述可移动存储器为SD卡。
优选地，所述车载终端包括显示汽车当前状态的显示模块，所述显示模块与所述微处理器连接，所述微处理器控制所述显示模块的显示。
优选地，所述车载终端包括对汽车异常信息进行报警的报警模块，所述报警模块与所述微处理器连接，所述微处理器控制所述报警模块的报警。
优选地，所述车载终端包括进行能耗管理的电源管理模块。
基于相同的发明构思，本发明还提供一种汽车远程诊断方法，包括：采集和本地存储汽车诊断原始数据；通过3G通讯模块远程传输采集的汽车诊断原始数据；接收和保存远程传输的汽车诊断原始数据；访问汽车诊断原始数据以对汽车故障进行诊断。
优选地，所述访问汽车诊断原始数据以对汽车故障进行诊断的步骤包括：通过WEB访问保存的远程传输的汽车诊断原始数据。
优选地，所述访问汽车诊断原始数据以对汽车故障进行诊断的步骤包括：直接读取存储的汽车诊断原始数据。
优选地，在所述通过3G通讯模块远程传输采集的汽车诊断原始数据的步骤中，3G通讯模块采用串口驱动，其流程包括：串口初始化，对寄存器和I/O进行初始化，设置串口通讯波特率、开启串口中断；串口中断处理，对串口缓存进行监控，当收到数据时进行中断接收处理，并给出响应；串口收发，根据串口通信协议发送和接收消息。
优选地，在所述通过3G通讯模块远程传输采集的汽车诊断原始数据的步骤中，3G通讯模块采用串口驱动，其流程包括：初始化寄存器；初始化串口；获取串口访问信号量；串口中断使能；判断标志位是否为真，如果是则执行判断行为是否为发送步骤，否则结束流程；判断行为是否为发送，如果是则发送信息，否则结束流程；判断行为是否为接收，如果是则接收信息，否则结束流程；串口中断禁止使能；释放信号量；返回错误。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
（1）本发明的一种汽车远程诊断系统及方法，由于其中所述系统包括：车载终端、远程诊断中心和客户端，所述车载终端包括：微处理器，控制汽车诊断原始数据采集、存储、传输；采集模块，与所述微处理器连接，采集汽车诊断原始数据；3G通讯模块，与所述微处理器连接，远程传输采集的汽车诊断原始数据；存储模块，与所述微处理器连接，存储采集的汽车诊断原始数据的；所述远程诊断中心用于远程接收和管理所述车载终端的汽车诊断原始数据；所述客户端用于访问汽车诊断原始数据。这样使得系统采样频率高，采样信号数量多，并且产生的数据能够及时发回服务器。
（2）本发明的一种汽车远程诊断系统及方法，由于其中所述方法采集和本地存储汽车诊断原始数据；通过3G通讯模块远程传输采集的汽车诊断原始数据；接收和保存远程传输的汽车诊断原始数据；访问汽车诊断原始数据以对汽车故障进行诊断。通过上述步骤，汽车在启动时，采集和本地存储汽车诊断原始数据，将采集的汽车诊断原始数据，通过3G通讯模块发送传至远程诊断中心。还可以在不打扰车主的情况下对汽车诊断原始数据进行复检。当诊断到汽车故障时，可以实施远程自动消除故障，无法消除的故障以短信方式发送给车主，使车主提前获知车辆存在的故障信息，防范于未然。另外，4S店的应用平台也可以及时显示车辆的故障信息，及时联系客户安排时间维修车辆。
（2）本发明的一种汽车远程诊断系统及方法，由于其中所述方法的所述通过3G通讯模块远程传输采集的汽车诊断原始数据的步骤中，3G通讯模块采用串口驱动，其流程包括：初始化寄存器；初始化串口；获取串口访问信号量；串口中断使能；判断标志位是否为真，如果是则执行判断行为是否为发送步骤，否则结束流程；判断行为是否为发送，如果是则发送信息，否则结束流程；判断行为是否为接收，如果是则接收信息，否则结束流程；串口中断禁止使能；释放信号量；返回错误。这样具有高效率和低耦合的优点，可以为开发者提供简洁实用的接口。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1  是本发明实施例1的汽车远程诊断系统的结构示意图；
图2  是本发明实施例1的汽车远程诊断系统的数据通讯服务器的结构示意图；
图3  是本发明实施例2的汽车远程诊断方法的流程示意图；
图4  是本发明实施例2的汽车远程诊断方法的具体实施方式的流程示意图；
图5  是本发明实施例2的汽车远程诊断方法的3G通讯模块的串口驱动的流程示意图；
图6  是本发明实施例2的汽车远程诊断方法的3G通讯模块的串口驱动的具体实施方式的流程示意图。
具体实施方式
实施例1
图1示出了本发明的实施例的一种汽车远程诊断系统，包括车载终端100、远程接收和管理所述车载终端的汽车诊断原始数据的远程诊断中心200和访问汽车诊断原始数据的客户端。
车载终端100包括微处理器110、采集模块120、存储模块130、3G通讯模块140、显示模块150、报警模块160、电源管理模块170。微处理器110用于控制对汽车诊断原始数据进行采集、存储、传输、显示和报警，其可以选用基于ARM架构的嵌入式微处理器。采集模块120用采集汽车诊断原始数据。采集模块120可以是CAN总线汽车诊断通信模块，为了适应汽车产品多路CAN总线的发展趋势，可以考虑采用兼容两路CAN总线的CAN总线汽车诊断通信模块，以适配汽车上不同通讯波特率的CAN总线。存储模块130用于存储采集的汽车诊断原始数据。存储模块130可以为可移动存储器。所述可移动存储器采用SD卡，存储格式为FAT32文件系统格式，SD卡存储容量可以选择8G，这样可以将所有采集的汽车诊断原始数据无遗漏地记录，弥补远程传输带宽的限制不足。3G通讯模块140用于远程传输采集的汽车诊断原始数据。3G通讯模块140集成TCP/IP协议栈，采用串口驱动。可以选用UC864型号的3G通讯模块，其封装的无线通讯的处理流程，并依此作为整个3G通讯模块140的硬件驱动层，对外提供简单易用的API接口，为上层应用开发提供人性化的底层驱动环境，并且向后兼容GSM/GPRS网路，具有用户可定义的GPIO，进而有效缩短3G通讯模块140的开发周期，并且能够极大地增加系统容量、提高通讯质量和数据传输速率。显示模块150用于显示汽车的当前状态，包括实时油耗、发动机水温、发动机转速、车辆行驶里程、当前车速、电瓶电压、进气压力、冷却液温度、氧传感器电压发动机负载、节气门开度、点火正时、空气流量等。报警模块160用于对汽车异常信息进行报警，所述汽车异常信息包括蓄电池馈电、发动机自检未通过等。电源管理模块170用于进行能耗管理，通过根据不同条件下的使用需求，控制所述车载终端中各个模块的休眠和唤醒来实现。所述能耗管理支持以下休眠和唤醒方式：本地休眠和/或唤醒，通过检测点火钥匙打开和/或关闭系统；二是总线休眠和/或唤醒：根据收到CAN总线信号打开和/或关闭系统；三是远程休眠和/或唤醒：根据接收短信打开和/或关闭系统。采集模块120、存储模块130、3G通讯模块140、显示模块150、报警模块160分别与微处理器110连接。
远程诊断中心200包括数据通讯服务器210、数据库服务器220和WEB服务器230。数据通讯服务器210用于与3G通讯模块140建立连接并接收所述车载终端传输的汽车诊断原始数据。如图2所示，数据通讯服务器210包括负载均衡服务器211和至少三个通讯服务器212，通讯服务器211用于响应3G通讯模块140的连接请求，建立连接并接收数据，对接收的数据进行解析。负载均衡服务器211用于计算各通讯服务器212的负载，将3G通讯模块140的连接请求分配给负载能够承受的通讯服务器212，即如果当前的通讯服务器212超出负载，则将所述连接请求转移给其它负载能够承受的通讯服务器212。负载均衡服务器211具有负载均衡和应用交换功能，其通过各种策略导向到合适的服务器。负载均衡服务器211可以是采用分配算法把网络请求分散到一个服务器集群中的可用服务器上去，通过管理进入的WEB数据流量和增加有效的网络带宽，从而使网络访问者获得尽可能最佳的联网体验的硬件设备。数据库服务器220用于保存所述车载终端传输的汽车诊断原始数据，即数据库服务器220运行数据库，所述数据库按照功能分为两种：第一种数据库用于保存车载终端上采集、远程传输的汽车诊断原始数据；第二种数据库用于保存用户ID、车载终端ID，车载终端DBC配置文件等基本配置信息。DBC配置文件是一种数据库文件，通过CAN总线读取后进行解析和处理，以得到汽车的诊断数据。WEB服务器230用于支持通过WEB访问获取数据库服务器220的汽车诊断原始数据。具体地，WEB服务器230通过提供对应用层的调用，实现支持通过WEB访问获取数据库服务器220的汽车诊断原始数据。具体地，WEB服务器230可以选用某一类型的计算机，其驻留于因特网上，当WEB浏览器连到WEB服务器230上并请求调用文件时，WEB服务器230将处理该请求并将文件反馈到该WEB浏览器上，附带的信息通知WEB浏览器如何查看该文件。通讯数据服务器210、WEB服务器230分别与数据库服务器220连接。
所述客户端包括远程客户端310、本地客户端320。远程客户端310用于通过WEB访问WEB服务器230以获取数据库服务器220的汽车诊断原始数据。远程客户端310可以是连接互联网的一台电脑，用户登录WEB浏览器通过WEB访问WEB服务器230，实时获取汽车诊断原始数据。本地客户端320用于直接读取存储模块320存储的汽车诊断原始数据。本地客户端320可以是电脑或者智能手机。在本地客户端320上安装数据分析处理软件，直接读取存储模块320存储的汽车诊断原始数据，通过所述数据分析处理软件对汽车诊断原始数据进行截取、分析、对比和统计等。
本发明的实施例的一种汽车远程诊断系统，采样频率高，采样信号数量多，并且产生的数据能够及时发回服务器。
实施例2
本发明实施例的一种汽车远程诊断方法，如图3所示，所述方法包括以下步骤：
步骤S100，采集和本地存储汽车诊断原始数据。
步骤S200，通过3G通讯模块远程传输采集的汽车诊断原始数据。
步骤S300，接收和保存远程传输的汽车诊断原始数据。
步骤S400，访问汽车诊断原始数据以对汽车故障进行诊断。
所述汽车诊断原始数据包括汽车的实时油耗、发动机水温、发动机转速、车辆行驶里程、当前车速、电瓶电压、进气压力、冷却液温度、氧传感器电压发动机负载、节气门开度、点火正时、空气流量等。通过上述步骤，汽车在启动时，采集和本地存储汽车诊断原始数据，将采集的汽车诊断原始数据，通过3G通讯模块发送传至远程诊断中心。还可以在不打扰车主的情况下对汽车诊断原始数据进行复检。当诊断到汽车故障时，可以实施远程自动消除故障，无法消除的故障以短信方式发送给车主，使车主提前获知车辆存在的故障信息，防范于未然。另外，4S店的应用平台也可以及时显示车辆的故障信息，及时联系客户安排时间维修车辆。
优选地，在步骤S400中，所述访问汽车诊断原始数据以对汽车故障进行诊断的步骤包括：通过WEB访问保存的远程传输的汽车诊断原始数据。
优选地，在步骤S400中，所述访问汽车诊断原始数据以对汽车故障进行诊断的步骤包括：直接读取存储的汽车诊断原始数据。
图4示出了实施例2的具体实施方式。车载终端的微处理器110发出数据采集指令，采集模块120开始采集汽车诊断原始数据，例如CAN数据、模拟量数据、GPS数据、车载视频，其中CAN数据是从CAN总线上读到的汽车诊断原始数据，包括汽车的模拟量数据指的是电控单元内部采集到的模拟量数据，例如汽车的油门踏板开度，汽车传感器等的值。采集的汽车诊断原始数据在微处理器110中进行数据处理，然后根据指令选择本地存储或者通过3G通讯模块远程传输。
如果选择本地存储，则将采集的汽车诊断原始数据存储到存储模块130中，用户可以本地客户端320直接读取存储模块130存储的汽车诊断原始数据，本地客户端320可以是电脑或者智能手机。在本地客户端320上安装数据分析处理软件，直接读取存储模块320存储的汽车诊断原始数据，通过所述数据分析处理软件对汽车诊断原始数据进行截取、分析、对比和统计等。
如果选择通过3G通讯模块远程传输，则将采集的汽车诊断原始数据进行数据封装，然后通过3G通讯模块140发送到数据通讯服务器210。具体地，3G通讯模块140响应3G连接请求，连接成功后，将封装好的数据包发送，数据通讯服务器210进行数据包接收，并进行解压或者解密，然后进行数据校验，校验成功后，将汽车诊断原始数据存储到数据库服务器220中，同时向3G通讯模块140回传校验结果。3G通讯模块140接受应答，则表示发送成功，停止应答，启动等待定时器，等待下一次3G连接请求。用户可以通过远程客户端310通过WEB访问WEB服务器230，通过对相关应用层调用，实现对数据库服务器220中的汽车诊断原始数据的获取。
如图5所示，优选地，在步骤S200中，3G通讯模块采用串口驱动，串口驱动的流程包括：
步骤S211，串口初始化。对寄存器和I/O进行初始化，设置串口通讯波特率、开启串口中断。
步骤S212，串口中断处理。对串口缓存进行监控，当收到数据时进行中断接收处理，并给出响应。
步骤S213，串口收发。根据串口通信协议发送和接收消息。
如图6所示，进一步优选地，在步骤S200中，3G通讯模块的串口驱动的流程包括：
步骤S2200，开始。
步骤S2201，初始化寄存器。
步骤S2202，初始化串口。
步骤S2203，获取串口访问信号量。所述信号量即为采集的汽车诊断原始数据。
步骤S2204，串口中断使能。
步骤S2205，判断标志位是否为真，如果是则执行步骤S2206，否则结束流程。
步骤S2206，判断行为是否为发送，如果是则发送信息，否则结束流程。
步骤S2207，判断行为是否为接收，如果是则接收信息，否则结束流程。
步骤S2208，串口中断禁止使能。
步骤S2209，释放信号量。
步骤S2210，返回错误。即当汽车出现异常、诊断出问题时返回错误。
步骤S2211，结束。
图6示出的串口驱动的流程，具有高效率和低耦合的优点，可以为开发者提供简洁实用的接口。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。