基于CDMA和CAN總線(xiàn)的車(chē)輛遠程故障診斷系統

　　1 引言

　　在美國制造和銷(xiāo)售的所有的小汽車(chē)和輕型卡車(chē)從1996年1月1號起都必須裝備有車(chē)載自動(dòng)診斷系統（OBD-II）。然而OBD-II主要用于排放系統的診斷，車(chē)輛的其他各個(gè)子系統能被OBD-II診斷的比較少。雖然這些診斷碼對診斷部分故障是很有用的，但是這些信息還不足以有效的區分特定的故障部位。通過(guò)接入OBD-II接口的掃描工具能獲得故障碼，但是各個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)商提供的手持式掃描工具與OBD-II通信的標準并不統一，歐洲和大部分亞洲國家使用ISO9141標準與OBD-II通信，而通用汽車(chē)的小汽車(chē)和輕型卡車(chē)則使用sae j1850 vpwm標準，福特公司采用sae j1850pwm標準。

　　這樣就導致傳統的汽車(chē)故障診斷有如下缺點(diǎn)：在不同汽車(chē)制造商之間診斷技術(shù)沒(méi)有形成標準，無(wú)疑這會(huì )導致車(chē)輛的診斷成本大幅增加;故障診斷需要駕駛車(chē)輛到特定的修理地點(diǎn)，這導致駕駛者的不方便，也不可能經(jīng)常的進(jìn)行定期的診斷和維護;一次全面地診斷需要特定的設備和熟練的技術(shù)員，這會(huì )使診斷的成本很高;故障碼提供的信息通常是不足夠精確來(lái)指出故障的來(lái)源;隨著(zhù)汽車(chē)電子控制系統變得越來(lái)越復雜，診斷各部分的故障也越來(lái)越困難。

　　汽車(chē)上各種電子控制單元的數目不斷增加，連接導線(xiàn)顯著(zhù)增加，因而提高控制單元間通訊可靠性和降低導線(xiàn)成本已成為迫切需要解決的問(wèn)題。為此以研發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)電子產(chǎn)品著(zhù)稱(chēng)的德國B(niǎo)osch公司開(kāi)發(fā)了CAN總線(xiàn)協(xié)議，并使其成為國際標準（ISO11898）。CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)是廢除了傳統的站地址編碼，而代之以對通信數據塊編碼，采用這種方法可使網(wǎng)絡(luò )內節點(diǎn)個(gè)數在理論上不受限制，還可使不同的節點(diǎn)同時(shí)收到相同的數據。

　　隨著(zhù)遠程通訊、總線(xiàn)技術(shù)、基于模型的診斷、電子和嵌入式技術(shù)的進(jìn)步，車(chē)輛的故障診斷和監控技術(shù)得到很大發(fā)展，使得能夠在車(chē)輛行駛的過(guò)程中實(shí)現遠程診斷和監控。這些技術(shù)的具備和車(chē)主們越來(lái)越大的興趣使得汽車(chē)界也投入了越來(lái)越多的精力來(lái)實(shí)現遠程診斷和監控。

　　2 系統結構設計

　　2.1 系統原理

　　車(chē)輛的遠程故障診斷是一個(gè)多學(xué)科的復雜系統，包含車(chē)載故障診斷單元，遠程車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心和無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )系統。近來(lái)出現了許多相關(guān)的專(zhuān)利和文章。

　　圖1是車(chē)輛的遠程故障診斷系統的工作原理圖，車(chē)載故障診斷單元和服務(wù)中心通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊來(lái)實(shí)現遠程診斷：遠程服務(wù)中心通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )獲得車(chē)載故障診斷單元發(fā)送的狀態(tài)信息，然后通過(guò)分析車(chē)輛的運行參數和故障碼，遠程信息技術(shù)服務(wù)中心通知車(chē)主故障的嚴重程度，并提供必要的支持服務(wù)，并安排必要的保養或者建議修理來(lái)解決出現的故障。

　　2.2 功能設計

　?。?） 車(chē)輛能智能化的向遠程服務(wù)中心提供故障碼，關(guān)鍵傳感器的值和其他相關(guān)運行參數，并具備獲取下載或者系統軟件升級的能力。

　?。?） 車(chē)輛和遠程服務(wù)中心均具備適當人機接口的先進(jìn)實(shí)時(shí)診斷和監控模塊。

　?。?） 車(chē)輛的遠程故障診斷服務(wù)中心具有權威的專(zhuān)家負責復雜的診斷和監控并與駕駛者交流。

　?。?） 保證遠程故障診斷服務(wù)中心和相應車(chē)輛的數據通訊以及與駕駛者通話(huà)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。

　　從系統原理圖（圖1）分析可以得出：被診斷的車(chē)輛通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心（telematics service providers，tsp）保持通信。車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心不但可以像傳統ISP一樣提供Internet服務(wù)，還可以提供安全，GPS，客戶(hù)關(guān)系管理等服務(wù)。而且，車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心還能夠提供專(zhuān)業(yè)的故障診斷專(zhuān)家來(lái)為車(chē)主提供診斷服務(wù)。診斷專(zhuān)家通過(guò)從車(chē)載電子系統傳來(lái)的故障碼實(shí)時(shí)分析車(chē)輛的故障程度。車(chē)主也可以通過(guò)移動(dòng)電腦無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)或者移動(dòng)電話(huà)通過(guò)wap來(lái)瀏覽車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心提供的更加具體的故障碼說(shuō)明，以及其他導航服務(wù)。同時(shí)我們的車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心還要掌握有以下資源，如車(chē)輛制造商數據中心，道路拯救車(chē)輛以及車(chē)輛修理，保養店面等。