山西师范大学考研-山西师范大学考研
西安电子科技大学
国家大学生创新性实验计划项目
开
题
报
告
项目名称：汽车智能报障
/
网络管理系统
项目负责人：
农
伟
项目组成员：
侯俊丞
胡睿南
指导教师：
刘乃安
所在院系：
通信工程学院
填报日期：
2010
年
6
月
1
日
西安电子科技大学教务处制
填写说明
一、
《项目开题报告》要按顺序逐项填写，空缺项要填“无”
。要
求一律用
A4
纸打印，于左侧装订成册
。
二、
《项目开题报告》中栏目“< /p>
1
至
8
”由学生填写，栏目“
9
”
由教师填写，栏目“
10
”由学院负责人填 写。
三、
《项目开题报告》由所在学院审查、签署意见 后，一式三份
（均为原件）
，报送教务处教学研究科。
项目名称
项目类型
（划“√”
）
汽车智能报障
/
网络管理系统
基础研究
应用研究
√
开发研究
其它
1
、项目来源及选题依据
当今
社会汽车已经成为人们的常用交通工具之一，汽车的安全问题尤显
重要。近期丰田等汽车
厂商由于汽车自身问题纷纷召回汽车，造成了巨大损
失。由此衍生了一个课题，汽车安全
设计固然重要，但是汽车的安全实时监
测同样一个很重要的环节。
现在汽车的监测产品有各种各样，监测对象包括车载重量状况、制动状
况，尾气标准状况、倒车状况等等，但是这些产品一般存在着以下的问题：
< br>(1)
监测对象的单一片面性，
也就是说某个汽车监测产品可能只监测了上
述汽车状况的一种或者两种，监测范围不够全面。所以需要一个更全面的监
测系统去监测汽车的运行状况。
(2)
监测 到问题发生的时候只能把问题信息单对单的反馈给车主，
由于一
般车主缺
乏对相关问题的认识，导致部分车主忽略一些不起眼的安全问题的
状况出现，好比引擎部
分小故障引起的尾气排放超标。这个情况就反映了一
点，汽车监测系统在监测问题的发生
以后，将问题信息反馈给合适的对象也
是很重要。汽车厂商无疑是一个能将反馈的问题信
息正确解读的一个合适对
象，那么如何把独立的汽车个体的问题情况及时迅速地集中反馈
到厂商处，
也就成为解决这个问题的关键之一。
随着信息产业的发展，物联网成为继计算机、互联网与移动通信网之后
的世界信息产业
第三次浪潮
,
它将所有物品都与网络连接在一起，从而自动
的、实时的对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。
适
逢这个浪潮，我们小组设想利用物联网的概念，让汽车自身带有一个
系统的汽车安全监测
装置，
这个装置能在汽车部件运作出现不正常的现状
（没
达到足以让整个汽车系统崩坏的程度）的时候，迅速把问题信息通过网络及
时反馈给汽车
厂商，让汽车厂商能对问题信息进行及时的分析、反应，那就
可以避免不少由于汽车安全
隐患引起的事故的发生。这不但有利于公司利益
的保障，更重要的是有利于人民群众生命
财产的保障。
2
、选题过程中已 经阅读的文献资料，以及各项准备工作（如计算、实验
等）
< p>
阅读资料：
《中国
OBD
技术与应用》
、
《汽车第二代车载诊断系统（
OBD
Ⅱ）解析》
、
《
CAN
总线技术》
、
《
ELM327
使用手册》
、中国
< p>OBD相关法规、欧美
OBD
相关法规。
< p>
前期准备：
(1)
基于
GSM
的短信通信实验
(2)
基于
CAN
总线的通信实验
3
、国内外同类课题研究现状
随着汽车工业的发展，
CAN
总线作为汽车部件之间数据 传输的通道已经
在各式汽车发展的一种趋势。
国内外应用
CAN
总线实现倒车监测、
胎压监测、
汽车仪表控制等系
统已经应运而生并且技术已经吹响成熟，并且利用
CAN
总
线进行汽车测试检测已经成为一种比较主流的汽车调试方法。虽然存在利用
CAN
总线对汽车运行状况进行监测的产品，但这些产品缺乏对汽车问题的有
效反馈
能力，也就是产品不能对问题信息及时迅速地反馈给厂商等合适的对
象。这样厂商就难以
对售后的汽车进行主动维护或者维修。
一直在欧美等发达国家流行的<
/p>
OBD
标准也开始进入中国，并且
OBD
车载
系统已经在中国得到法律性的保障，并且开始普及，在
OBD
系 统作为一个比
较完善的车载系统，具备了比一般车载产品更完备的汽车监测功能。而车载
OBD
系统是通过
CAN
总线对汽车的各 部件的传输数据进行监测，因此我们可
以利用
CAN
总线 对
OBD
系统进行访问。
车载
OBD
系统是一个发展很多年的系统，不同的厂商和国家都有自己的
一套标准。每套协议都有自己的物理层，链路层，每个厂商甚至每个车型都
有自己的应
用层协议以支持车辆对检测系统的需求。
比如
ISO1 5031
这个
OBD
标准就基于表中的四种协议的物理层和链路层 ，
对应用层进行了标准化。可见
OBD
的标准和实现是十 分多样的。
总体来说，目前有三大类协议在
OBD
地实现规范上起到重大的作用。
一个是欧洲的
kwp1281
kwp200
->kwp2000
。他们都是基于单线的
K-Line
< br>为基础的，在速度上有所不同，
kwp2000
中规定物理层协议的
iso9141
协议
要快一些，
达到
< p>10.4KBaud。
kwp200
和
kwp 1281
是基于
K-Line
的上一代协议，
他们的物理层相同，由于
kwp1281
是大众的协议，他们在应用层上的标 准有
所不同。这三个协议族限于物理层速度的限制，已经不是很适合现代汽车队
数据传输量的需求，所以在
KWP2000
还有一个基于
CAN
总线的版本，规范协
议是
ISO15765
。国内保有量很大的大众早期的车型采用的是
KWP1281
协议 。
新车基本都不是用了。
二是美国汽车工程协
会制定的
J1850
协议，它定义了两套物理层
PWM
< p>、
VPW
，分别能实现
41.6KBaud
和
10.4KBaud
的速度，和
KWP2000
的
K-line
版
本一样这样的速度也不符合现代
汽车的需求。
三是新车型采用比较多的基于
CAN
总线的
OBD
系统，他的规范协议是
< p>
ISO15765
，它规范的了物理层，链路层，网络层，会话层。应用层的协议可
以根据
ISO14229
这个应用层协议设计一个通用的
OBD
系统，还可以根据
ISO15765
协议设计一个专用的
OBD
系统。
ISO15031,
CAN
总线作为未来的趋 势，我们以这套协议为例子说明一下
OBD
的实现
方法<
/p>
.
。
ISO15301-1
和
IOS11898
共同定义了数据层、链路层、网络层、会话层。
< p>
ISO
定义了两种数据的传输方式
这两个图中有四种桢
First frame
、
Flow control frame
、
Consecutive
frame
、
single frame
前三是
segmented
message
传输中用的，
single
frame
只在
unsegmented
message
中使用。
这四种桢在
29bitCAN
桢中的分布
另外还有远程桢的分布方式和
11bit
桢的分布方式。
N_TA
是目的地址
N_SA
是源地址。
每种桢
PCI_BYTE
的不同定义
SF_DL
表示的是该帧传输的字节的多少。
FF_DL
表示的是由多少个帧连续组成
Sn
表示这是接收者接到的第几帧，数值从
0-15
循 环。
Fs
指示接收器的状态
Bs
指示在
FC
帧以后能够连续传多少的连续帧
Stmin
指示的是两个连续帧之间的最小时间。
利用车载
OBD
系统，我们可 以更容易地获取到汽车的各种故障信息。所
以在
OBD
的 这个条件下，大大的增加了我们的项目的可行性。我们的研究方
向就可以定位于对
OBD
系统提供的故障码进行分析，从而抓获汽车故障问题
信息
；然后建立网络通信渠道，通过网络把问题信息集中反馈到服务器端；
最后在服务器上建
立一个数据库，对收集回来的数据进行储存以及全面系统
的分
析加工。最终把有效的数据返回给需要的对象，例如厂商、
4S
店、维修
站。同时，厂商、
4S
店等也可以通过一定权限主动访问数据库获 取所需要的
信息，从而达到尽可能有效地利用信息的目的。
4
、详细阐述所选课题的目的和意义
课题目的：
建立一个架构在
O BD
车载系统环境下工作的汽车故障信息智能分析、采
集系统，并且建立
一个可行网络通信渠道，通过网络对故障信息进行实时返
回，以及对系统设置信息进行实
时接收。信息在返回以及接收的过程里先后
经过加密以及解密。建立一个服务器，并在其
上建立一个数据库。服务器上
运行有对故障信息进行分析处理并主动反馈的应用程序，服
务器上的数据库
能对故障信息进行详细的储存，以便查询、调用。并且在服务器上建立一
个
服务网站，使具有数据库访问权限的用户可以通过网络与数据库进行数据交
流。
课题意义：
(1)
能够及时反映汽车存在的问题。
(2)
实现了厂商与汽车之间更为及时的相互沟通。
(3)
利用物联网概念搜集整理到汽车的信息。
5
、根据选题所要完成的工作和预期成果及成果形式
选课主要针对一下内容开展：
(1)
使用
CAN
总线对
OBD
系统进行访问的实 验
因为
OBD
系统获取车内各部件的数 据信息的核心方法就是利用
CAN
总线，
也就是说
OBD
是一个支持
CAN
总线协议的车载系统，并且一个 标准的
OBD
系
统设计的时候就考虑到了维修人员通过<
/p>
OBD
对汽车故障进行分析的情况，所
以
O BD
系统是允许程序通过一定的方法来获取系统记录下来的故障码。而我
们的第一步就是实现对
OBD
系统的访问。
(2)
对
OBD
系统下的故障码进行分析研究
OBD
系统将监测到的汽车故障问题，转化成一定格式的故障码。不同故
障码对应了不同的故障情况，要对故障情况进行分析，我们必须要清楚的知
道故障码对应的故障情况，
以便我们可以根据一定的要求对故障码进行筛选、
过滤，从而更高效地利用故障码信息。
(3)
网络通信渠道的建立
G
SM
作为全球流行的通信技术，在通信范围上比较有保障，而且因为技
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厦门大学江西录取分数-厦门大学江西录取分数
大学国际社-大学国际社
韩国的国立大学-韩国的国立大学
天安门 大学生-天安门 大学生
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