基于CDMA和CAN總線(xiàn)的車(chē)輛遠程故障診斷系統

　　3 軟件設計

　　該系統的軟件設計主要分為兩部分：位于車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心的專(zhuān)家系統設計和位于車(chē)輛的車(chē)載故障診斷單元設計。

　　3.1 專(zhuān)家系統設計

　　這部分是位于車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心的應用程序，除了普通的web服務(wù)，GPS服務(wù)，跟蹤服務(wù)等以外，最主要的是能提供故障的專(zhuān)家診斷。這部分功能由專(zhuān)家系統輔助以現場(chǎng)專(zhuān)家來(lái)完成。通過(guò)專(zhuān)家系統來(lái)盡可能快地給車(chē)主反饋故障診斷的信息，并提出解決的專(zhuān)家建議。

　　開(kāi)發(fā)專(zhuān)家系統，首先需要將汽車(chē)維修領(lǐng)域專(zhuān)家的大量實(shí)際維修經(jīng)驗進(jìn)行匯總和提煉，編成知識庫，構成專(zhuān)家系統的核心部分;然后建立推理機，推理機可根據車(chē)載故障診斷單元發(fā)送過(guò)來(lái)的數據，利用知識庫中的知識，按一定策略進(jìn)行推理，從而得出診斷結果。專(zhuān)家系統的結構如圖2所示：

　　知識庫的建立直接關(guān)系到車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心服務(wù)質(zhì)量的高低，也影響著(zhù)車(chē)主是否大量采用這個(gè)系統，所以收集，整理專(zhuān)家知識的工作特別重要，其難點(diǎn)主要在于專(zhuān)家知識的收集與表述。因為現在的汽車(chē)制造廠(chǎng)商十分繁多，具體的車(chē)系更多。雖然現在大部分車(chē)輛都提供OBD-II接口，但是從接口中讀出的故障碼的信息十分有限;各大汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)商檢測故障用的手持設備與OBD-II通信的協(xié)議也各不一致，而且得到的故障碼包含的信息大量的是靠維修工人的經(jīng)驗來(lái)判讀。所以專(zhuān)家知識的積累與整理顯得十分重要。

　　在歸納知識時(shí)要考慮的因素很多， 為了充分利用專(zhuān)家系統的符號推理能力， 凡是能用數學(xué)公式描述的知識，均作為具體求解器的方法實(shí)現，其余的作為規則存儲于知識庫。

　　規則知識的表示形式為：

　　規則號 if （前提） then （結論）

　　前提是一個(gè)條件或幾個(gè)條件的“and”形式，若是后一種情況，只有在幾個(gè)條件都成立時(shí)，結論才被接受。每個(gè)條件可以是若干項的“or”形式。

　　以下是一條具體的規則：

　　rule5：

　　if

　?。?） 收到故障碼：p0201

　?。?） 收到故障碼：p0202

　?。?） 收到故障碼：p0203

　?。?） 收到故障碼：p0204

　?。?） 發(fā)動(dòng)機缸數：8

　　發(fā)動(dòng)機噴油嘴故障嚴重，需馬上修理。

　　推理機設計時(shí)本系統采用了兩級es推理控制策略。結合領(lǐng)域知識，將總體故障分析求解任務(wù)分解為不同的子任務(wù)，如發(fā)動(dòng)機故障分析子任務(wù)、輪胎故障診斷子任務(wù)等。每個(gè)子任務(wù)有各自的目標求解變量，服從不同的求解方法，彼此之間既相互獨立又存在著(zhù)相互聯(lián)系。通過(guò)正向推理求解其目標變量，并將所求結果顯示給車(chē)主。

　　而汽車(chē)故障診斷的各子任務(wù)間是有一定的依賴(lài)關(guān)系的，各子任務(wù)的求解是有一定的前提條件的，例如，氣缸噴油嘴子任務(wù)的求解必須在油嘴線(xiàn)路電壓已知的前提下才能進(jìn)行，因而，各求解器中都設置了激活條件，只有滿(mǎn)足了這些條件，求解器才能被激活從而進(jìn)行目標變量的求解。元級推理機利用此關(guān)聯(lián)對象集信息按一定的順序激活相關(guān)的求解器進(jìn)行重新推理。

　　解釋機制通過(guò)與推理機輸出的數據， 回答用戶(hù)提出的how、why、what、whether等問(wèn)題。

3.2 車(chē)載故障診斷單元軟件設計

　　車(chē)載故障診斷單元主要負責車(chē)載故障數據的讀取，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )（）將故障碼實(shí)時(shí)送到遠程車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心，簡(jiǎn)單的故障信息，如：一般故障（不用馬上處理），故障（需馬上修理），嚴重故障（需請求交通拯救）需要及時(shí)反饋給車(chē)主（包括以文字的方式反饋到車(chē)主車(chē)載屏上，更緊急的時(shí)候通過(guò)語(yǔ)音或者視頻對話(huà)來(lái)溝通）。更詳細的故障情況車(chē)主可以通過(guò)移動(dòng)電腦或者移動(dòng)電話(huà)訪(fǎng)問(wèn)相關(guān)遠程車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心的網(wǎng)站來(lái)獲取。

　　車(chē)載故障診斷單元的主程序在執行完初始化功能，再根據當前故障狀態(tài)位的值設置定時(shí)中斷的時(shí)間后，然后就進(jìn)入低功耗模式。單元讀取故障碼和其他運行數據，以及這些數據的傳輸都放置在中斷程序，中斷結束立即進(jìn)入低功耗模式。車(chē)輛故障狀態(tài)位正常時(shí)，可取60min定時(shí)中斷一次，調用crc-16校驗計算執行庫后，通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式發(fā)送給遠程車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心。在故障狀態(tài)位出現多位數值為“1”時(shí)，縮短定時(shí)中斷時(shí)間，增加數據采樣及發(fā)送頻率。定時(shí)中斷程序流程如圖3所示：

　　數據接收程序在主程序完成初始化功能后，模塊進(jìn)入等待SPI數據工作狀態(tài)。在接收到一個(gè)數據幀，crc校驗（采用查表法實(shí)現，減小微控制器cpu占用時(shí)間）和車(chē)輛信息技術(shù)服務(wù)中心id判斷無(wú)誤后，送液晶顯示并點(diǎn)亮相應的指示燈以表示各模塊工作正常。當某個(gè)模塊出現故障時(shí)，啟動(dòng)led閃爍警告或蜂鳴器報警。程序流程圖如圖4所示。