《毕业设计（论文）-基于OBD模式的车联网的研究(27页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-基于OBD模式的车联网的研究(27页).doc（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-毕业设计（论文）-基于OBD模式的车联网的研究-第 1 页毕业设计报告（论文）报告（论文）题目：基于OBD模式的车联网的研究 作者所在系部： 机电工程学院 作者所在专业： 车辆工程 作者所在班级： B13141 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 2017年5月31号 北华航天工业学院教务摘 要对于中国提出的“中国制造2025”概念，到现在的智能制造在悄然的改变着各行各业，给汽车技术及行业的发展带来了一个全新的机遇和挑战。如今互联网发展进程加快，还有移动互联网的发展，对于当今提出的车联网和智能汽车，这将会是值得研究的方向，而且还会是汽车行业未来一个值得
2、研究的新兴方向。本文通过查阅大量的文献以及结合自己工作来完成。本文先介绍了OBD(On-Board Diagnostic)车载诊断系统的发展历史及通信协议标准的分析，详细的介绍了OBD设备的安装与调试，云端运营服务平台的搭建，重点研究了在汽车上安装OBD系统而实现的车联网系统。给汽车安装OBD车载诊断系统作为了车与网络的桥梁，汽车业内人士将会广泛的加以关注。该系统设备采集汽车的ECU数据、移动终端(如智能手机APP)作为人机界面，如果需要还可以在OBD系统里集成GPS模块，用此模块获取汽车经纬度数据信息。然后通过移动通信网络将汽车数据传回到车联网云端服务中心，把车辆状况等数据信息显示在手机或云
3、端上，用户可以随时掌握车辆的状态信息，实现了汽车数据的可视化。从而能够更好地掌握车辆信息，为人们提供便捷、安全、舒适的外出服务保障。关键词: OBD车载诊断系统 车联网 云端服务中心 桥梁AbstractFor Chinas Made in China 2025concept,to the present smart manufacturing quietly changing all walks of life, to the automotive industry has brought a new opportunity and challenges. Now the Internet
4、development process is accelerating, as well as the development of mobile Internet, for todays car networking and smart cars, which will be worthy of research direction, but also the future of the automotive industry worthy of a new direction worthy of study.This article by reading a lot of literatu
5、re and combined with their work to complete. This paper introduces the development history and communication protocol standard of OBD (On-Board Diagnostic) vehicle diagnostic system. It introduces the installation and debugging of OBD equipment and the construction of cloud operation service platfor
6、m. It focuses on the installation of OBD system Of the car network system. To the car to install OBD vehicle diagnostic system as a bridge between the car and the network, the automotive industry will be a wide range of attention. The system equipment to collect the cars ECU data, mobile terminals (
7、such as smart phones APP) as a man-machine interface, if necessary, can also be integrated in the OBD system GPS module, use this module to obtain car latitude and longitude data. And then through the mobile communication network to the car data back to the car network cloud service center, the vehi
8、cle status and other data information displayed in the phone or cloud, the user can always grasp the status of the vehicle information to achieve the car data visualization. Which can better grasp the vehicle information, to provide people with convenient, safe and comfortable out service guarantee.
9、Key words: OBD vehicle diagnostic system； Vehicle Networking； Cloud Service Center； bridge目 录摘 要1ABSTRACT2目 录3第1章 绪 论41.1 课题研究的相关背景41.2 采集车辆数据信息的价值51.2.1 远程定位救援51.2.2 运输车队调度管理51.2.3 辅助汽车保养51.3 OBD车联网的研究现状61.3.1 OBD车联网国外研究及发展情况61.3.2 OBD车联网国内研究及发展情况7第2章 OBD系统82.1 OBD系统及通信协议82.1.1 OBD系统简介82.1.2 OBD通信协
10、议标准92.2 OBD故障码14第3章 车联网系统173.1 车联网系统的组成173.2 显示终端173.3 OBD车载终端硬件183.3.1 OBD标准接口183.3.2 OBD车载终端硬件安装及调试193.4 云端运营中心253.4.1云端服务器环境及软件253.4.2 云端服务器的搭建263.5 云端平台的监控显示31第4章 结束语334.1 研究工作总结334.2 本文的不足及展望33致 谢35参考文献36第1章 绪 论1.1 课题研究的相关背景 在如今互联网技术和电子技术的大发展的时代，人们的生活会变得越来越便捷，会大大的改变传统的汽车行业。当今社会的进步和经济的不断繁荣发展，人们对
11、车辆的使用愈加依赖。由于汽车尾气排放的废气对空气的污染很大，可怕的是造成的温室效应对地球臭氧层的破坏是巨大的。如果能够用一种技术对汽车废气进行监控和采集其他的数据信息，然后把采集到的数据信息传送到云端服务中心，对车辆的数据信息进行处理分析，产生数据可视化的图表，让处在云端服务中心的监控人员，能够全面及时的知道汽车的实时数据信息，比如汽车在行驶过程的路线、汽车的速度、发动机转速、耗油量汽车状态等情况，更便捷地了解车况信息，能够更好对车辆进行有效的管理。由于人不能及时知道传统汽车里的数据信息，人与汽车还不能建立信息的联系，要想实现人与车的互联，对车辆能够更好的进行管理和调度，就必须使用一种技术来获
12、取汽车的各种实时数据信息。于是就产生了一种适应时代技术发展的车联网的概念。车联网(Vehicle network)是一项新兴技术，即是将车辆连接到计算机网络，运用现代电子技术把车辆的数据信息用电信号表示出来，并把这些数据发送到云端服务中心或者其他车辆管理中心，做成车辆数据库，对未来交通系统的运行安全提供了强有力的保障，与此同时会大大的提高交通系统的运行效率，从而实现更好地管理车辆。就当今汽车联网的实现来看，大部分还只是获取汽车的数据信息，通过移动通信网络发送到云端服务中心，而这只是实现了车与云端服务中心的数据互通。今天，汽车网络是汽车工业技术发展的重要组成部分，以互联网为主题，汽车网络已成为汽
13、车运输系统行业发展的重要方向，并且呈现出上升的发展态势，汽车网络是一个很大的潜在市场需求，具有很好的发展前景。然而就在车与云端服务中心通信的形式下，我们就要有一套采集汽车数据信息的设备，采集汽车上的各传感器和各大系统的数据，然后使用移动通信网络媒介传回到云端服务中心，对采集到的数据利用计算机技术处理和分析，把这些数据能够充分的使用起来，做成汽车数据库，极大的发挥数据在实际中产生实用的价值。该系统设备必须要具备能够实现车辆数据信息的实时采集，并及时地发送到云端，并且要保证云端服务中心的数据实时更新。1.2 采集车辆数据信息的价值从互联网技术的发展近年来，特别是提出物联网技术，我们可以轻而易举的想
14、象未来随着汽车网络技术的发展和普及，必然会改变人类出行的服务方式，为人类提供一个更高效、便捷、功能完善的外出服务，形成一个覆盖全面交通系统的生态网络。收集相关车辆数据信息，然后对数据进行分析，在实现汽车网络方面具有重要的实践价值。 云端服务中心收集的车辆数据越多，车辆状况分析越准确。对大量汽车的数据用大数据分析，在未来的智能交通领域也是具有重要的实用价值，主要有以下3个方面的实用价值。1.2.1 远程定位救援 一个产品不会总是完美的，多少都会有些缺陷。汽车都一样，也会出现故障等问题。如果车辆行驶过程由于发生故障而抛锚在道路上时，一般情况下，车主会打电话叫救援车，这种做法是不是不经济，即浪费时间
15、有不方便。如果能够在汽车上安装一款实时采集车辆数据信息的系统设备，并且能够通过移动通信网络传输到云端服务平台，维修人员通过访问这样一个平台就可以获取到车辆实时的数据信息。如果发现车辆出现了故障，还可以看到故障码信息，这么一来，维修人员就能根据故障码判断汽车故障的原因，并实施合理的求援方案，快速有效的提升救援服务质量。1.2.2 运输车队调度管理为了便捷高效的提高人们出行服务质量，如今诞生了诸多的租车管理系统。租车管理系统就是掌握了汽车的经纬度信息，速度等实时数据。这些信息在云端里，通过技术处理实现了车辆数据的可视化功能，能够在云端服务中心地图上进行直观显示。然后再结合人们出行的相应需求信息，监
16、控人员在云端服务中心通过分析车辆的这些实时数据和是否有需求信息，然后再合理的调度管理车辆。1.2.3 辅助汽车保养人人都想拥有属于自己的一款爱车，都会对自己的爱车进行这样或那样的保养。对自己的爱车保养，就要全面的了解自己汽车里的数据信息，该车是否存在这样或那样的健康问题。首先，通过系统设备采集汽车系统的相关数据，比如变速箱、发动机等数据，然后通过网络发送到云端服务中心，在对自己的爱车进行维修保养时，维修服务中心的人员能够根据这些采集到的数据，然后对车辆进行合理的辅助诊断和维修。然后，在端云服务中心通过长时间收集车辆历史数据记录，然后通过端云服务中心进行分析和计算后，向业主或车辆运输经理提供车辆
17、维修建议。让车主及时知道汽车的健康状况，安全的使用车辆。1.3 OBD车联网的研究现状如今车联网的实现方式主要是在车上安装OBD系统的接口接入到汽车的ECU系统，获取汽车的数据信息。1.3.1 OBD车联网国外研究及发展情况人类社会进入电气时代以后，在汽车上安装这各种电子设备，就形成了一个很完整的电子系统体系。汽车上本身就安装有各种各样的传感器，然后对这些传感器运行状态的诊断，这就是当时汽车中使用的自诊断系统1。不过幸运的是OBD自诊断系统可以允许外部设备通过OBD接口和OBD通信协议读取车辆内部系统的数据信息。早期的OBD系统主要的目的是监控汽车尾气排放指标是否符合标准。随着汽车技术的发展，
18、OBD自诊断系统拥有了自我诊断的能力，汽车的维修人员可以用手持诊断仪设备，连接汽车OBD诊断母口读取汽车ECU的数据信息，获取汽车发生故障时的状态数据以及汽车故障码信息，从而利用这些信息分析出故障的具体原因。OBD是汽车车载诊断系统的简称，当初的设计它的目的非常简单，车辆在使用过程中，用来检测汽车尾气排放与其排放控制相关的零部件状态信息2。19世纪80年代的美国，是OBD系统的发源地。美国为了控制汽车尾气排放，美国的加州大气资源局对当时在加州销售的所有车辆必须装备车载诊断系统进行的规定，此规定于1980年开始实施。这是最早的OBD系统，如今称作OBD-I系统。当时的OBD系统，仅仅包括氧传感器
19、、废气再循环系统、燃油供给系统和发动机控制这4个模块，这是由当时早期的OBD系统监控范围小来决定3。美国在1998年为了监管机动车辆的尾气排放情况，当时的美国汽车工程师协会由此为OBD制定了一个整套统一的且方便使用的标准，以此来管理和规范OBD系统的使用，这就是OBD-II标准4。OBD-II标准的出台是为了便于对汽车尾气排放情况的监控，强制要求各生产商采用统一的应用层协议标准，必须能够提供车辆的一些基本信息以及当前发动机工作状况，包括发动机尾气排放状况5。维修人员只需要拿手持诊断仪，接入汽车ECU，就可以读取到车辆的各种数据信息。1.3.2 OBD车联网国内研究及发展情况OBD系统技术在我国
20、的起步较晚。我国的国家环保总局于2005年4月15日颁布了轻型汽车污染排放限值及测量方法(中国、阶段)(GB 183523-2005)，规定全国国排放法规将于2007年7月1日开始实施，于2008年7月1日开始实施第1类汽车需要装配OBD自诊断系统6。我国已经发布了规定2007 年之后生产和出售的汽车都必须装备上OBD自诊断系统，并符合欧IV标准7。我国是个人口大国，拥有1.37 亿辆的私家车，并且其中支持的OBD 标准接口的车辆比例将远远超过1亿辆，这是截止到2013 年底统计出来的8。对于车载OBD系统的的最初设计，连接了汽车故障处理与人，给辅助维修人员带来福音，方便他们对有故障的车辆进行
21、的诊断和维修。市面上不同品牌的车的OBD 接口位置不同，但汽车上OBD接口通常都在汽车方向盘下方一个相对比较隐蔽的地方，还是比较容易找到的。在车上预留OBD接口，目的是供给汽车修理厂技师对车辆做维修保养或车辆发生故障时能够快速找出有故障的地方及故障原因。当今的汽车市场上，有OBD 的车载终端的产品，连接汽车母口的OBD，以获取到汽车的ECU数据信息，然后通过在OBD内置的蓝牙、移动通信网络等媒介方式传给智能手机，在智能手机打开APP等界面的方式提供给车主查看汽车当前的状况。第2章 OBD系统2.1 OBD系统及通信协议 2.1.1 OBD系统简介OBD车载自诊断系统是检测汽车是否排放超标的废气
22、的一种技术，对地球的空气质量加以保护。OBD车载自诊断系统可以监测到汽车的发动机、催化转化器、颗粒捕集器、EGR等数据信息，来判断汽车尾气排放的废气气是否超标。在汽车上使用OBD系统的好处在于检测车主在用车时尾气排放的污染空气质量的有害的废气，是当今汽车尾气排放管理的最有效手段之一2。OBD车载诊断系统分为由诊断软件与传感器、执行器、外围的诊断设备，它们一起共同组成OBD车载诊断系统9。OBD车载诊断系统一旦发现监测到与汽车尾气排放相关的某些部件发生故障，从而导致汽车排放废气的严重超标，此时OBD车载诊断系统就会马上发出警示，在发生故障的相应指示灯或检查发动机警告灯就会亮起，这时候汽车的动力总
23、成控制模块就会把故障信息存入到存储器，之后再通过解码器就可以读出汽车的故障代码信息2。20 世纪的80年代诞生了世界上第一代车载自诊断系统(即OBD-I)，当时的OBD-I系统监控范围小。第一代OBD自诊断系统在最初的设计，没有太多的技术，也没有自检的功能，如果汽车哪里出现了故障，仅仅通过适当的技术方式提醒驾驶员。OBD-I车载自诊断系统在初期时由于缺乏适用的统一标准，当时汽车使用的故障代码不同，而且也没有标准的通讯协议等诸多不同特点。由于当时各个汽车生产厂家所生产的不同品牌汽车甚至同一品牌不同车型之间的诊断系统协议没有达成统一的标准，因此第一代车载自诊断系统并没有得到广泛的推广10。第一代车
24、载自诊断系统并没有得到人们广泛的运用。正是因为如此，在1994年在美国就诞生第二代车载自诊断系统(即OBD-II)，这是全新的另一代车载自诊断系统。第二代诊断系统功能与第一代自诊断系统相比，它拥有的诊断功能策略会更加的复杂，而且诊断系统的功能更健全，所使用的标准会更加规范。随后 OBD-II很快就成为汽车故障自诊断的统一的标准。不仅仅在美国有自诊断标准，其他各个国家也开始建立了自己的汽车自诊断标准，如欧盟的EOBD(Europe On BoardDiagnosis)标准、日本的J-OBD标准、我国汽车配置的OBD系统标准要求类似欧盟EOBD标准等。虽然OBD-II车载自诊断系统在对汽车排放起到
25、了明显的控制作用，对汽车的排放还不能做到及时监测。因此，OBD-III系统诞生了。OBD-III系统的进步之处在于增加了新技术，比如利用无线通信方式来读取发动机、变速器和ABS系统ECU中的数据，将车辆识别代码(VIN)、故障码和一些动态数据通过网络自动传送到交通管理部门，这样交通管理部门可以实时监测所有汽车的运行状态和排放。但是OBD-系统的应用可能涉及侵犯用户隐私。所以仍有考察 11。OBD-车载自诊断系统技术估算在不久的时间会得到实施，会纷纷的被各汽车制造厂商所采用。2.1.2 OBD通信协议标准一般有以下几种通信协议：2.1.2.1基于SAE J1850 总线的诊断通信协议美国汽车工程
26、师协议于1994在第二代诊断系统颁布了J1850 标准12，J1850 标准数据总线有低电平状态和高电平两种状态，J1850标准分为两种数据位编码方法，下面来讨论这两种编码方法。(1)SAE J1850 PWM编码方式PWM(Pulse Width Modulation)是两条线路传送数据信息的方式是以差分电压方式进行，被称为脉宽调制方式传输，其传输速率为41.7Kbps； 针对两个处于由低电平往高电平过程的是第一位，且间隔时间不小于Tp3 ，处在时间为Tp1之后是由高电平忘低电平下降便，我们可以定义为逻辑”1”，如图2-1所示。图2-1 PWM编码方式逻辑”1”针对两个处于由低电平往高电平过
27、程的是第一位，且间隔时间不小于Tp3，处在时间为Tp1之后是由高电平忘低电平下降，我们可以定义为逻辑”0”，如图2-2所示，。图2-2 PWM编码方式逻辑”0”(2)SAE J1850 VPM编码方式对于VPW(Variable Pulse Width)的编码方式是采用了单条线路电压信号进行传输数据的一种方式，称为可变脉宽调试方式传输。用该编码的方式对OBD-II系统的通信协议进行编码，每Kbps的最高传输速度是10.4，最多能挂载32 个节点，传输距离最长可达到40m。如图2-3所示，逻辑”1”可定义为：由高电平往低电平下降的时间间隔为Tv2 的为低电平或者由低电平往高电平下降的时间间隔为T
28、vl 的为髙电平。图2-3 VPW编码方式逻辑”1”。如图2-4所示，逻辑”0”可定义为：由高电平往低电平下降的时间间隔为Tv1 的为低电平或者由低电平往高电平下降的时间间隔为Tv2 的为髙电平。图2-4 VPW编码方式逻辑”0”2.1.2.2 基于KWP 2000 诊断通信协议我们来介绍k线通信协议，是另一种OBD-II标准的通信协议,它是代表Keyword Protocol 2000,即关键字协议2000,也是ISO 标准ISO 14230的工作名称。这是OBD-II系统的通信协议标准。基于KWP 2000的通信协议由三部分组成，第一部分是定义了物理层。第二部分是对数据链路层的定义。第三部
29、分定义了应用层。(1)KWP 2000物理层协议KWP2000协议的工作电压支持12V和24V,是由一根具有2个正反方向的数据传输线，能够向2个方向进行数据通信。如图2-5所示。在数据的发送者总线上出现的电压小于VB 的20%，就定义为逻辑”0”,这是针对数据的发送者来说；对于接收者总线上的电压小于VB 的30%，这是针对数据的接收者来说。在数据的发送者的总线上出现的电压大于VB 的80%，这种情况是针对数据的发送者来说；在数据的接受者总线上的电压大于VB 的70%，这是针于数据的接收者来说。图2-5 KWP2000逻辑状态电压(2)KWP2000数据链路层KWP2000数据链路层具体内容有通
30、信数据格式、通信服务内容、错误处理方法，这是ISO14230-2协议标准对数据链路层进行详细规定13。1)通信数据结构k线的通信信息结构主要由三部分组成，即头部、数据字节和校验和。如表2-1所示。帧头部通信数据字节校验和格式目标地址源地址长度服务标示 数据 校验字节最大4个字节最大255个字节1字节表2-1 K线数据结构2)通信服务内容要建立通信服务内容比较多，汽车的ECU接收到启动服务请求的情况下，检查通信的参数是否正确，正确就发送数据诊断服务，否则就重启配置参数。k线的启动通信的流程如图2-6所示：图2-6 通信的启动流程(3)KWP2000应用层ISO14230-3详细地说明了应用层实现
31、的诊断通信行为，对此应用层共有六个功能组，我们把六个功能组分为数据通信功能单元、故障诊断管理单元、接收发送功能控制单元、故障码发送功能单元、远程启动程序单元、上传下载功能单元。2.1.2.3 基于CAN 总线的诊断通信协议(1)CAN 总线的介绍在汽车上的控制器局域网(CAN)，我们多多少少都有所耳闻，控制器局域网（CAN）把车上各部分的系统和所有的传感器连成一个局域网的网络，方便对车上系统和传感器的检查，它也是一种用于串行口的通信协议，能够有效地支持汽车里各系统等的安全，加强对汽车的实时监控。在通信距离小于40m 以下的情况下，控制器局域网每秒的通讯传输可达1 Mbit。如图2-7所示。图2
32、-7 CAN总线结构如图我们可知，CAN总线连接了车身内的众多ECU单元，在对CAN总线的数据格式了解的基础上，可以从CAN总线上获取车身内部众多信息数据，比如水温、发动机转速、故障码、油量、行驶里程等数据信息。(2)CAN总线物理层对于CAN总线物理层，它的作用是根据汽车的所有电气属性的特征，并且CAN总线能够实现在不同的多个节点之间进行位信息的实际传输。对于实现CAN 数据传输有双绞线、光纤等多种物理介质，其中最常见的物理介质是双绞线15。CAN 总线支持的网络拓扑有多种结构，如按照几何图形的形状可分为树形拓扑、总线型图拓扑、星形拓扑、环形拓扑和网状拓扑等5种拓扑结构。CAN 数据传输总线
33、是一种传送信号，它采用的是一种叫做差分电压信号的方法来进行有效的传输。它有两条信号线（以双绞线为例），我们称它们为CAN_H 和CAN_L，在静止的状态下电压均是在2.5V 左右，在此状态的电压用逻辑”1”来表示，我们称为隐性；当CAN_H=3.5V 和CAN_L=1.5V的电压值时，用逻辑”0”来表示，我们称为显性16。CAN 数据传输总线的物理层主要有四个部分组成：物理信号，介质访问单元，介质接口，总线介质。CAN 总线仲裁方法的基本先决条件有2种信号，一种是叫做“隐性”信号，一种是叫做“显性”信号，即当所有节点都是“隐性”信号时，总线介质就会处于“隐性”状态；如果有某个节点发送了“显性”
34、位信号，总线即是“显性”电平 17。(3) CAN总线数据链路层CAN 总线数据链路层的主要作用是：在物理层对CAN总线数据传输的不可靠的情况下，就会进行一种可靠传输，即数据链路层的数据，这就保证了CAN 总线数据传输的可靠性。要想实现这个目的，发送方要把数据的传输封装成数据帧，并按照一定顺序传输各个数据帧。由于在物理线路传输的不可靠性，因此发出的数据帧有可能在传输的过程中发生丢失数据帧或者不可预料的传输问题的情况，这就导致了有错误数据帧传被接收方接受了。一旦接收方发现接收到的这一帧的数据是错误的，就会告诉发送方传输的数据是错误的，发送方收到接收方的回复，这时发送方就会重新再发送这一帧数据帧，
35、一直到接收方能正确的接收这一帧数据为止。只有这样，数据链路层就把一条实际可能存在出错的链路转变成对网络层来说是一条好像是不出错的链路18。CAN网络传输的过程中是以报文方式进行，在传输过程中会不断地向数据添加一些额外信息，然后再封装成了4个不一样数据传输类型的帧，分别是数据帧、远程帧、错误帧和超载帧的方式继续进行数据传输。 (4)数据帧数据帧是由7 个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC场、应答场、帧结尾。其中长度可以为0的场是数据场。如图2-8所示。图2-8 数据场在CAN总线协议中用到了两种不同类型的数据帧格式来进行传输，一种是称为标准帧格式(CAN2.0A)，另一种则是
36、称为扩展帧格式(CAN2.0B)。标准帧标示符的长度有11 位标示符，而扩展帧有29 位标示符，这是2种帧格式的不同之处。如图2-9，2-10所示。图2-19 标准格式的数据帧图2-10 扩展帧格式的数据帧标志数据帧的起始是帧起始，仅仅是由一个单独存在的“显性”位组成。仲裁场包括了2个，分别是标识符和远程请求标志位。控制场则包括了4位数据长度码和两个保留位。数据场则是数据帧的最重要部分，是要发送的数据。CRC 场包括了一个叫做CRC 序列，另一个叫做CRC 界定符。由应答间隙和应答界定符这2个组成了应答场。数据帧是以帧结尾结束，以此结束了数据帧的传输，并且由7 个“隐性”位组成的标志序列。(5
37、)远程帧不单单数据帧有标准格式和扩展格式，而对于远程帧来说，也有格式的标准和格式的扩展这2种，由6个不同位场组成的远程帧。数据帧的RTR 位是“显性”，而远程帧的RTR 位是“隐性”的，这是它们2个帧的不同之处。远程帧没有数据场，数据长度代码的数值为零是没有意义的。(6)错误帧接着介绍错误帧，比较简单，错误帧组成是场的组成。一个场用是在不同站的，并且还在不同站提供了有错误标志的叠加。另一个场则是有错误数据传输的界定符。(7)过载帧最后是过载帧，它的组成包括了两个位场：一个是数据传输过载的标志，另一个则是数据传输过载的如何界定符。2.2 OBD故障码我们接下来讨论汽车OBD-II 故障码，由不同
38、数量不一样的字符符号就组成了OBD-II 故障码，当中即包括有数字，也包括有字母。基于汽车OBD-II故障码，可以分为以下两种表示：一种是通用故障码，另一种是专用故障码，通用故障码是所有车辆都使用的故障码，专用故障码则是汽车生产厂家自己定义的故障码。对车辆进行故障诊断，手持诊断设备先读取故障码后首先确定故障码是属于哪一类，然后再根据故障码所属的故障类型进行故障诊断。如果诊断到的故障码以P、B、C、U 开头，则属于通用故障码，反之则属于专用故障码。对汽车OBD-II 故障码的构成进一步讨论，一般是由五位字母或者数字一起构成。故障码的第一个字母是由B、C、P、U 中的一个开头，其后紧跟的其他四位的
39、是数字或者字母19。我们可以根据OBD-II 故障码的第一位字母的不同，以此来判断出是车辆的哪个系统出现了故障。如果以P的故障码是电力系统出现故障描述的开始；故障码以B 开头的则是描述汽车车身系统出现了故障；故障码以C 开头的是描述底盘系统出现了故障；以U 开头的故障码则描述的是网络通信系统出现故障。由数字0-3中的一个数字就构成了OBD-II 故障码的第2 位，表示诊断代码类别。根据故障码的第2位中的数字，我们可以区分是采用了通用故障码还是专用故障码。如表2-2所示。 0123车身系统(B开头)通用故障码通用故障码通用故障码通用故障码底盘系统(C开头)专用故障码专用故障码专用故障码专用故障码
40、动力总成系统(P开头)专用故障码专用故障码通用故障码专用故障码网络通信(U开头)以后使用以后使用P3000-P33FF通用故障码表2-2 OBD-II故障码的区分由09 中10个数的任何一个数字，或字母AF中的任何一个数字构成了OBD-II 故障码的第3位，表示故障的系统识别。该第3位的故障码在多数情况下，我们可以知道汽车一个重要的情况，那就是告诉我们汽车中的哪个系统出现了故障，方便了维修人员对汽车故障的解决。如表2-3所示。故障码诊断内容1、2燃油与进气系统故障3点火系统或发动机间歇熄灭故障4废气系统故障5车速、怠速控制系统故障6ECU或执行元件故障7、8电控变速器控制系统故障表2-3 0B
41、D-II诊断码第3位数字代表的含义最后说说汽车OBD-II 故障码的第4、5位，由0099中的数字表示，两位数字一起组合使用就构成了汽车OBD-II 故障码的第4、5位，第4、5位表示汽车制造厂商具体规定的两位序列代码。如表2-4 所示。P0116电控系统英文代码：P发动机和变速器电控系统C底盘电控系统B车身电控系统U网络通信系统编码企业代号：0为美国汽车工程师学会定义的故障代码；其他19为汽车制造厂自行定义的故障代码SAE定义的系统故障代码：1、2燃油与进气系统故障3点火系统或发动机间歇熄灭故障4废气系统故障5车速、怠速控制系统故障6ECU与执行元件系统故障7、8电控自动变速器系统故障原厂编
42、码两位序列代号：用00-99数字表示表2-4 故障码各位数字/字母含义第3章 车联网系统3.1 车联网系统的组成本章介绍车联网系统的组成，重点是介绍云端服务器和智能车载终端OBD，车联网系统是指通过在车辆上安装相应的车载终端设备，利用移动通信网络作为传输媒介，将众多的车辆连接到计算机网络中，实现车辆网络化管理。采集车辆的各种所有工作情况和动态、静态信息，并发送给云端，实现在云端对车辆的监测和调度。车联网系统分为三大部分：第一部分是用于在车上安装的车载智能终端；第二部分是用于处理采集和监测车辆信息的云计算处理平台；第三部分是用于显示车辆数据信息的显示终端。根据不同行业的需求对不同车辆的不同功能需
43、求自行调整车联网系统，能够有效的监控管理车辆的调度。如图3-1所示，图 3-1 OBD车载智能终端结构图下面分别介绍这3大部分：3.2 显示终端显示终端手机APP(苹果，安卓等)，手持诊断仪。手持诊断仪如图3-2所示。图3-2 手持诊断仪连接车辆的ECU主要负责：连接汽车OBD的母口，在显示终端上显示OBD系统读取到汽车ECU数据信息，把读到的汽车数据或者用户的某个行为数据传给云端，让云端进行数据分析，还可以接收云端的数据请求和输入的控制指令。3.3 OBD车载终端硬件3.3.1 OBD标准接口OBD-II 系统采用的的接口是一个统一形状的通用标准接口的倒梯形插座，并且该接口的编号为16针插孔
44、，它还具备有数据传输功能，我们简称为DLC（Data Link Connector 的简写）。任何OBD-II 系统的标准检测仪器都可以通过这个接口读取汽车的ECU数据，如汽车发生故障的故障码、仪表盘数据、安全相关数据。对于OBD-II系统协议标准，不同汽车厂商针对OBD-II系统制定了不一样的协议标准，并且由于汽车厂商对于OBD-II系统协议的保护，部分协议的数据并没有向大众公开，这部分的协议我们称为私有协议数据。如果想使用汽车的私有协议数据，得由该汽车厂商的授权才能访问和使用私有协议数据。一般汽车上的OBD-II 系统接口安装在驾驶员方向盘下方的位置、而且还接近驾驶员膝盖处相对隐蔽的一个地
45、方，其OBD-II标准接口分布见图3-3。图3-3 OBD-II标准接口各个针脚功能定义如下：(1)数据传输线。第2针和第10针为符合SAE J1962标准的数据传输线：第7针和第15针为符合ISO 9141标准的数据线。(2)电源线。第16针为蓄电池正极，第4针为车身地线(即搭铁)，第5针为信号地线。(3)自定义线。其他针没有明确规定，由厂家自行定义功能。3.3.2 OBD车载终端硬件安装及调试主要职责：1)连接汽车ECU，读取汽车CAN总线的数据；2)接收外置传感器的信号；3)可以接受来自智能手机和云端发出的控制指令，如开关门、鸣笛等。OBD设备结构，如图3-4所示。图 3-4 OBD设备
46、的结构各模块说明：控制模块：有专业车用ARM微处理器(STM32)组成，负责协调各应用模块实现本产品所需的各种应用功能(开关门，自动锁车)。电源模块：接收输入的电源是9-36V，输出各种本产品需要的各种电压，此模块还具备检测输入电压功能，实现外部电压实时监测。通讯模块：实现与后台系统的实时无线通讯功能，将车辆当前的状态上报云端，并接收云端的控制指令进行开门、关门、灯闪、车辆租用和还车功能定位模块：通过全球卫星定位系统实现对车辆的实时定位功能。采集车辆当前位置。存储模块：存储车载设备的各种设置信息、实时采集的位置信息和状态信息(行驶里程、开门状态、大灯状态、ACC状态等)、接收并存储各种控制信息
47、和订单信息。OBD通讯接口：具备通过车载OBD接口采集车辆的各种状态信息，并发送控制指令控制车辆开关门、鸣笛等。CAN总线接口：具备专用CAN总线扩展接口，可以通过车载其他总线对车辆进行信息采集和控制操作。包括： OBD连接线，物联网卡，Smartbox主机，通信天线，定位天线。试验车采用的北汽某款的新能源电动汽车作为测试车，其OBD故障诊断接口在方向盘下，靠近门的位置。首先连接上汽车的OBD母口，如图3-5所示图3-5 连接汽车OBD母口接着插入物联网卡如3-6所示：图3-6物联网卡的放置定位天线的作用是与卫星建立通信，获取车辆的经纬度信息，通信天线的作用是把经纬度通过移动通信网络发回到后台，由此可以在后台知道车辆的地理位置。定位天线