CN117908922A - 一种基于远程诊断实现ota升级的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于远程诊断实现OTA升级的系统及方法，系统硬件包括Web客户端、云服务器、智能车载终端和ECU；系统软件包括对应的软件；方法为：建立IOBU与云端服务器的连接；IOBU监控数据采集与传输，云服务器分析车辆状态与故障信息，对ECU故障进行远程诊断；ECU升级决策子模块选择相匹配的升级维护方案；ECU与云服务器协同完成OTA升级。本发明通过车‑云‑端的通信，集成了远程监控、远程诊断、OTA升级维护服务等功能，实现故障诊断与OTA升级维护的无缝衔接，而且提供针对IOBU和ECU常规的OTA更新机制。
Description
技术领域
本发明属于智能汽车无线通信网络技术领域，尤其涉及一种基于远程诊断实现OTA升级的系统及方法。
背景技术
目前的车载远程诊断系统通过车载终端与车辆的OBD接口连接，以获取车辆的故障信息和实时状态信息，并将其与系统内置的故障码进行匹配。远程诊断系统会对匹配结果进行深入分析，生成诊断报告，并根据诊断结果向车主或维修人员提供相应的解决方案，如故障预警、提供维修地点等；或者云端利用深度学习、机器学习等方法训练车辆状态信息数据样本，以发现潜在故障并预警。
专利CN112394703A公开了一种车辆故障管理系统，包括：车载控制装置，其用于实时采集车辆状态数据；网联终端，其通过车辆总线与车载控制装置连接，用于获取车辆状态数据，利用针对不同故障的健康状态预测应用软件，分析并预测当前车辆各部件的退化状态，得到相应的预测结果，并将预测结果通过通用数据链路发送至云平台；云平台，其用于接收来自各车辆的预测结果，利用针对各类故障的健康数据预警阈值，确定需要进行预警提示的车辆，并生成针对各车辆的故障预警结果；显示装置，其用于响应故障预警结果。该发明提高了故障预警过程的适应性与准确性，简化云平台任务量及硬件需求，保障各类请求服务的安全性、可靠性和便捷性。
专利CN108469802A公开了一种车辆信息远程监控与故障诊断系统，包括：安装在车辆上用于获取车辆故障信息与实时状态信息的智能车载终端、云端服务器平台、智能移动终端，用于即时对车辆故障进行分析处理，图像化地显示车辆各类数据在智能移动终端上。其还提供一种车辆远程诊断方法：当车辆出现故障时，车载终端能自动传输故障代码至云端，云端管理平台分析故障代码并匹配相对应的解决方案给用户车载终端，也可通过GPS推送附近可供选择的修理厂家给用户，还可通过智能移动端APP查看车辆实时运行状态信息，通过智能移动终端查看驾驶习惯以及车辆故障隐患，驾驶员可以通过移动端纠正不良驾驶习惯，减小汽车安全隐患。
专利CN111935325B提出了一种OTA升级方法及装置。所述接收服务器发送的OTA升级数据包，并从所述OTA升级数据包中获取CAN节点软件包和以太网节点软件包；向CAN节点传输所述CAN节点软件包，并在传输过程中进行ID过滤、数据帧健康检测、数据帧异常检测、UDS会话检测中的任一种或多种；向以太网节点传输所述以太网节点软件包，并在传输过程中进行访问控制和/或协议状态检测；在所述CAN节点根据所述CAN节点软件包和所述以太网节点根据所述以太网节点软件包完成升级后，向所述服务器反馈所述CAN节点和所述以太网节点的升级信息。
专利CN 111552277B提出了一种基于物联网的车辆故障诊断方法，其可实现某各时间段车辆原始故障信息的快速获取，信息采集单元采集CAN数据，将CAN数据存储于第一存储器中，建立文件夹，第一协议诊断模块解析CAN数据,获取故障代码，信息传输单元将故障代码发送给云平台，云平台中的第二协议解析模块解析故障代码，获取故障数据，将故障数据存储于第二存储器，故障诊断模块诊断故障数据并通过显示模块显示，短信管理平台发送短信给运维人员，云平台向车载终端下发获取CAN数据的指令，车载终端将所需的文件夹上传给云平台，运维人员通过云平台下载相应时间段的CAN数据，并将故障数据解析为车辆运行时的数据。
现在支持远程诊断的系统，主要存在以下不足：现有的故障诊断系统在OTA功能方面表现不够完善，未将故障诊断与OTA升级维护结合起来，无法通过远程方式对系统进行升级维护，而需要依赖实地操作或者回厂维修，增加了维护成本和时间成本；同时缺乏OBU和ECU的常规OTA更新机制。
术语解释：
OTA：一种无线传输技术，用于通过无线网络对设备进行软件更新、升级和配置。
车辆状态信息：反映车辆整车及系统运行状态的信息，包括但不限于电池、驱动、传动、转向、制动等系统状态信息，如加速/制动踏板信息、电机转矩信息、电机转速信息、挡位信息、故障信息等。
ECU：电子控制单元（Electronic Control Unit）。
DTC（故障码）：是一种存储在ECU中标识故障类型和位置的编码。
IOBU：智能车载终端（Intelligent On Board Unit）。
MCU：微控制器单元(Microcontroller Unit)。
TLS：传输层安全性（Transport Layer Security）。
SSL：安全套接层（Secure Sockets Layer）。
发明内容
为实现远程监控、远程诊断与OTA升级维护的无缝衔接，并且提供针对IOBU和ECU的常规OTA更新机制，本发明提供一种基于远程诊断实现OTA升级的系统及方法。
本发明的一种基于远程诊断实现OTA升级的系统，系统硬件包括Web客户端、云服务器、智能车载终端和ECU。
Web客户端：通过与云服务器的连接，实时显示车辆的状态信息和故障信息，并实现对云服务器远程监控、远程诊断、OTA升级服务功能的配置。
云服务器：用于存储和处理车辆的状态与故障信息，存储和管理监控信息及OTA升级包，以供Web客户端配置和IOBU下载，实现远程监控、远程诊断、OTA升级维护功能。
智能车载终端：通过CAN总线获取车辆的状态与故障信息，并将其传输到云服务器；同时接收云服务器下发的OTA升级指令，实现自身软件升级或将升级包传输到ECU进行升级。
ECU：负责对应车辆子系统的控制、诊断、软件升级，实现车辆状态信息以及故障信息的采集与发送。
系统软件包括Web客户端软件、云服务器软件、智能车载终端软件和ECU软件。
Web客户端软件：包括云服务软件配置模块和监控信息显示模块；云服务软件配置模块实现对远程监控服务、远程诊断服务、OTA升级云端服务的软件配置，监控信息显示模块实现对车辆状态与故障信息、升级状态信息的实时显示。
云服务器软件包含远程监控服务模块、远程诊断服务模块、OTA升级云端服务模块、数据库管理服务模块和设备接入服务模块。
远程监控服务模块：包括车辆状态监控和故障监控，通过V2N通信从IOBU采集车辆的状态信息与故障信息，以监控汽车运行状态。
远程诊断服务模块：包括云端故障诊断和ECU升级决策；云端故障诊断涵盖了DTC诊断分析和利用机器学习算法预测潜在故障；而ECU升级决策则基于诊断结果匹配对应的OTA升级维护方案。
OTA升级云端服务模块：包括升级服务和升级管理；升级服务涵盖了IOBU和ECU的更新检查、升级通知并对升级全程监控；升级管理包含IOBU和ECU的软件版本、升级计划的管理，根据升级策略和设备信息生成相应升级包。
数据库管理服务模块：负责提供车辆的状态与故障信息、OTA升级包的存储、访问、删除服务。
设备接入服务模块：负责提供Web客户端和IOBU的接入服务。
智能车载终端软件包含4G/5G通信模块、监控数据采集与传输模块、OTA升级车端服务模块、CAN通信模块。
4G/5G通信模块：负责IOBU与云服务器之间的通信。
监控数据采集与传输模块：负责车辆状态与故障信息的采集与传输。
OTA升级车端服务模块：包括版本检查子模块、升级包下载子模块、ECU升级包转发子模块、升级包解密子模块、本地OTA刷写子模块；版本检查子模块：检查及确认IOBU和ECU当前软件与待升级软件版本信息；升级包下载子模块：接收OTA升级云端服务模块下发的软件包；升级包解密子模块：IOBU使用获取到的密钥对接收到的加密升级软件包进行解密操作，以还原升级软件包；ECU升级包转发：IOBU将下载的软件包通过CAN总线转发到升级目标ECU单元；本地OTA刷写：更新IOBU的固件或者软件。
CAN通信模块：负责IOBU与ECU之间的通信，为传输车辆状态与故障信息、以及软件升级包服务。
ECU软件包含状态信息采集模块、故障诊断模块、OTA刷写模块、状态及故障信息的传输模块。
状态信息采集模块：采集ECU的状态信息。
故障诊断模块：负责ECU的故障诊断。
状态及故障信息的传输模块：负责车辆状态信息及故障信息的发送。
OTA刷写模块：负责升级维护ECU的固件或者软件。
本发明的一种基于远程诊断实现OTA升级的方法，包括以下步骤：
步骤1：建立车云连接：通过设备接入服务模块，建立IOBU与云端服务器的连接。
步骤2：监控信息采集：IOBU的监控数据采集与传输模块，先通过其CAN通信模块采集由ECU的状态及故障信息传输模块发送的车辆状态信息及故障信息，然后再通过其4G/5G通信模块将车辆状态信息及故障信息发送至云服务器；云服务器的远程监控服务模块通过数据库管理服务模块将接收到的车辆状态信息及故障信息存入数据库。
步骤3：云端故障诊断分析：云服务器的云端故障诊断子模块，分析车辆状态与故障信息，对ECU故障进行远程诊断。
步骤4：确定OTA升级维护方案：云服务器的ECU升级决策子模块，选择与云端故障诊断子模块的诊断结果相匹配的升级维护方案。
步骤5：OTA升级：云服务器的OTA升级云端服务模块，按照确定的OTA升级维护方案，通过其升级服务子模块将升级包下发至IOBU，再通过IOBU的OTA升级车端服务模块和ECU的OTA刷写模块，与云服务器协同完成OTA升级。
进一步的，OTA升级具体步骤为：
S51、车云身份双向安全认证：IOBU和云服务器使用TLS/SSL协议进行双向安全认证。
S52、云端推送升级包：通过云服务器的升级服务子模块向IOBU推送升级包。
S53、IOBU下载升级包：IOBU通过其OTA升级车端服务模块的版本检查子模块确认软件版本无误后，再通过其升级包下载子模块完成升级包的下载，进一步通过其升级包解密子模块完成升级包解密工作。
S54、判断升级对象：若升级对象为IOBU，进入步骤S55；否则，进入步骤S56。
S55、IBOU软件升级：通过IOBU的本地OTA刷写子模块完成IOBU软件升级；完成后结束OTA升级。
S56、转发ECU升级包：通过IOBU的ECU升级包转发模块，通过其CAN通信模块转发升级包到目标ECU。
S57、ECU软件升级：通过ECU的OTA刷写模块，完成ECU软件升级；完成后结束OTA升级。
本发明的有益技术效果为：
本发明通过车-云-端的通信，集成了远程监控、远程诊断、OTA升级维护服务等功能，实现故障诊断与OTA升级维护的无缝衔接，而且提供针对IOBU和ECU常规的OTA更新机制。
附图说明
图1为本发明基于远程诊断实现OTA升级的系统硬件架构。
图2为本发明基于远程诊断实现OTA升级的系统软件架构。
图3为智能车载终端硬件结构。
图4为4G/5G通信模块电路。
图5为4G/5G模块开机电路。
图6为电平转换电路。
图7为网络状态指示电路。
图8为3.3V DC-DC电路。
图9为3.8V DC-DC电路。
图10为5V DC-DC电路。
图11为最小系统电路。
图12为电源开关电路。
图13为SIM卡电路。
图14为USB2.0接口电路。
图15为SD卡电路。
图16为CAN接口电路。
图17为本发明基于远程诊断实现OTA升级的方法流程图。
图18为基于远程诊断实现OTA升级的方法中的OTA升级的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细说明。
本发明的一种基于远程诊断实现OTA升级的系统，系统硬件如图1所示，包括Web客户端、云服务器、智能车载终端和ECU。
各部分功能如下：
Web客户端：通过与云服务器的连接，实时显示车辆的状态信息和故障信息，并实现对云服务器远程监控、远程诊断、OTA升级服务功能的配置。
云服务器：用于存储和处理车辆的状态与故障信息，存储和管理监控信息及OTA升级包，以供Web客户端配置和IOBU下载，实现远程监控、远程诊断、OTA升级维护功能。
智能车载终端：通过CAN总线获取车辆的状态与故障信息，并将其传输到云服务器；同时接收云服务器下发的OTA升级指令，实现自身软件升级或将升级包传输到ECU进行升级。
ECU：负责对应车辆子系统的控制、诊断、软件升级，实现车辆状态信息以及故障信息的采集与发送。
系统软件架构如图2所示，包括Web客户端软件、云服务器软件、智能车载终端软件和ECU软件。分别实现Web客户端、云服务器、智能车载终端和ECU的前述功能。
Web客户端软件：包括云服务软件配置模块和监控信息显示模块；云服务软件配置模块实现对远程监控服务、远程诊断服务、OTA升级云端服务的软件配置，监控信息显示模块实现对车辆状态与故障信息、升级状态信息的实时显示。
云服务器软件包含远程监控服务模块、远程诊断服务模块、OTA升级云端服务模块、数据库管理服务模块和设备接入服务模块。
远程监控服务模块：包括车辆状态监控和故障监控，通过V2N通信从IOBU采集车辆的状态信息与故障信息，以监控汽车运行状态。
远程诊断服务模块：包括云端故障诊断和ECU升级决策；云端故障诊断涵盖了DTC诊断分析和利用机器学习算法预测潜在故障；而ECU升级决策则基于诊断结果匹配对应的OTA升级维护方案。
OTA升级云端服务模块：包括升级服务和升级管理；升级服务涵盖了IOBU和ECU的更新检查、升级通知并对升级全程监控；升级管理包含IOBU和ECU的软件版本、升级计划的管理，根据升级策略和设备信息生成相应升级包。
数据库管理服务模块：负责提供车辆的状态与故障信息、OTA升级包的存储、访问、删除服务。
设备接入服务模块：负责提供Web客户端和IOBU的接入服务。
智能车载终端软件包含4G/5G通信模块、监控数据采集与传输模块、OTA升级车端服务模块、CAN通信模块。
4G/5G通信模块：负责IOBU与云服务器之间的通信。
监控数据采集与传输模块：负责车辆状态与故障信息的采集与传输。
OTA升级车端服务模块：包括版本检查子模块、升级包下载子模块、ECU升级包转发子模块、升级包解密子模块、本地OTA刷写子模块；版本检查子模块：检查及确认IOBU和ECU当前软件与待升级软件版本信息；升级包下载子模块：接收OTA升级云端服务模块下发的软件包；升级包解密子模块：IOBU使用获取到的密钥对接收到的加密升级软件包进行解密操作，以还原升级软件包；ECU升级包转发：IOBU将下载的软件包通过CAN总线转发到升级目标ECU单元；本地OTA刷写：更新IOBU的固件或者软件。
CAN通信模块：负责IOBU与ECU之间的通信，为传输车辆状态与故障信息、以及软件升级包服务。
ECU软件包含状态信息采集模块、故障诊断模块、OTA刷写模块、状态及故障信息的传输模块。
状态信息采集模块：采集ECU的状态信息。
故障诊断模块：负责ECU的故障诊断。
状态及故障信息的传输模块：负责车辆状态信息及故障信息的发送。
OTA刷写模块：负责升级维护ECU的固件或者软件。
智能车载终端硬件结构如图3所示。该智能车载终端由4G/5G通信模块、主控MCU、4G/5G模块开机电路、电平转换电路、网络状态指示电路、3.3V DC-DC电路、3.8V DC-DC电路、5V DC-DC电路、最小系统电路、电源开关电路、SIM卡电路、USB2.0接口电路、SD卡电路、CAN接口电路、差分GPS模块组成。所述最小系统电路包括复位电路、供电电路、时钟电路、编程接口电路。
各组成部分之间的硬件连接关系如下：
4G/5G通信模块：PWRKEY引脚连接4G/5G模块开机电路的PWRKEY_EC20引脚，MAIN_RXD、MAIN_TXD引脚分别连接电平转换电路的A1、A2引脚，NET_MODE、NET_STATUS引脚连接网络状态指示电路的NET引脚，SIM_VDD、SIM_DATA、SIM_CLK、SIM_RST引脚分别连接SIM卡电路的VCC、TDATA、TCLK、TRST引脚， ANT_GNSS引脚连接差分GPS模块的ANT_GNSS引脚。
主控MCU：PS2、PS3分别连接电平转换电路的B2、B1引脚， RESET引脚连接最小系统复位电路的RET引脚；PS0、PS1分别连接USB2.0电路的TXD、RXD引脚，MOSI、MISO、CS、SCK引脚分别连接SD卡电路的DI、DO、CS_CARD、SCLK引脚，PM0、PM1引脚分别连接CAN接口电路的RXD、TXD引脚。
电源电路：包括3.3V DC-DC电路、3.8V DC-DC电路、5V DC-DC电路。5VDC-DC电路的VCC_5V引脚连接最小系统供电电路的VDDX1、VDDX2、VRH、VDDA、VDDR、VSS3及最小系统编程接口电路的BKGD引脚、3.3V DC-DC电路的VCC_5V引脚、3.8V DC-DC电路的VCC_5V引脚，3.3VDC-DC电路的VCC_3V3引脚连接USB2.0接口电路的VCC引脚、SD卡电路的VDD、VCC引脚、CAN接口电路的VCC引脚；3.8V DC-DC电路的VBAT_VCC引脚连接4G/5G通信模块的USB_VBUS、ANT_GNSS、VBAT_BB、VBAT_BB、VBAT_RF引脚、电平转换电路的VCCB引脚、网络状态指示电路的VBAT_VCC引脚。
各组成部分的功能如下：
4G/5G通信模块：处理CAN总线接收的车辆状态与故障信息并传输到云端服务器，为实现实时监控、远程诊断、OTA升级和数据分析等功能作数据支撑。
主控MCU：为IOBU的主控芯片，实现IOBU的控制、通信、数据处理和存储等功能。
4G/5G模块开机电路：用于4G/5G模块开机。
电平转换电路：实现4G/5G通信模块和主控MCU之间UART电平转换。
网络状态指示电路：通过指示灯实时显示设备与网络的连接状态。
3.3V DC-DC电路：提供3.3V电压。
3.8V DC-DC电路：提供3.8V电压。
5V DC-DC电路：提供5V电压。
最小系统电路：用于重置IOBU软件、提供主控MCU电源、控制主控MCU运行速度、同步外设模块工作、提供IOBU程序烧录/调试接口。
电源开关电路：用于控制整个IOBU的系统电源。
SIM卡电路：用于连接SIM卡。
USB2.0接口电路：用于IOBU的系统调试和数据传输。
SD卡电路：用于数据存储和访问。
CAN接口电路：接收CAN总线的信息或向CAN总线发送信息。
差分GPS模块：收集和处理全球定位系统（GPS）信号，用于车辆定位和导航功能。
各组成部分的具体电路如下：
（1）4G/5G通信模块电路如图4所示，由EC200U-CN模组、3个0Ω电阻、1个4.7k电阻、1个10Ω电阻、1个100Pf电容、1个47uH电感、2个RF射频同轴连接器。
（2）4G/5G模块开机电路如图5所示，由1个复位按键、1个TVS保护管组成。
（3）电平转换电路如图6所示，由1个TXS0108EPWR逻辑电平转换器芯片、由1个0.1uf的电容、1个51kΩ电阻组成。
（4）网络状态指示电路如图7所示，由2个0Ω电阻、1个2.2kΩ电阻、1个LED灯、1个数字晶体管DTC043ZEBTL组成。
（5）3.3V DC-DC电路如图8所示，由2个0.1uf的电容、1个100uf的钽电容、1个线性稳压器(LDO)AMS1117-3.3组成。
（6）3.8V DC-DC电路如图9所示，由2个0.1uf的电容、2个470uf的钽电容、1个470Ω电阻、1个100kΩ电阻、2个47kΩ电阻、1个4.7kΩ电阻、1个51kΩ电阻、1个三极管(BJT)S8050、1个线性稳压器(LDO)MIC29302WU组成。
（7）5V DC-DC电路如图10所示，由1个100uH电感、2个0.1uf的电容、1个肖特基二极管、1个220uf的钽电容、1个DC-DC-LM2576S-5.0/TR电源芯片组成。
（8）最小系统电路如图11所示，由3个10uH电感、3个0.1uf电容、3个0.01uf电容、3个10uf钽电容、3个1000pf电容、3个220nf电容、1个0Ω电阻、1个1kΩ电阻、1个4.7kΩ电阻、1个100Ω电阻、1个51Ω电阻、1个3.3kΩ电阻、1个10MΩ电阻、2个22pf电容、1个16MHz无源晶振、1个飞思卡尔MC9S12XS128MAE组成。
（9）电源开关电路如图12所示，由1个电源DC-DC接口、1个三极管(BJT) S8050、1个滑动开关组成。
（10）SIM卡电路如图13所示，由1个0.1uf的电容、4个33pf电容、1个51kΩ电阻、3个22Ω电阻、1个nano_sim卡座、1个静电放电(ESD)保护器件SMF05C组成。
（11）USB2.0接口电路如图14所示，由1个USB2.0接口、1个CH340T、2个22pf、1个12MHz无源晶振组成。
（12）SD卡电路如图15所示，由1个SD卡座、4个3.3kΩ电阻、1个0.1uf的电容、1个收发器74VHC125MTCX组成。
（13）CAN接口电路如图16所示，由1个DB9接口、1个0.1uf的电容、1个10kΩ电阻、2个62Ω电阻、3个100pf电容、1个CAN芯片（SN65HVD230）组成。
本发明的一种基于远程诊断实现OTA升级的方法如图17所示，包括以下步骤：
步骤1：建立车云连接：通过设备接入服务模块，建立IOBU与云端服务器的连接。
步骤2：监控信息采集：IOBU的监控数据采集与传输模块，先通过其CAN通信模块采集由ECU的状态及故障信息传输模块发送的车辆状态信息及故障信息，然后再通过其4G/5G通信模块将车辆状态信息及故障信息发送至云服务器；云服务器的远程监控服务模块通过数据库管理服务模块将接收到的车辆状态信息及故障信息存入数据库。
步骤3：云端故障诊断分析：云服务器的云端故障诊断子模块，分析车辆状态与故障信息，对ECU故障进行远程诊断。
步骤4：确定OTA升级维护方案：云服务器的ECU升级决策子模块，选择与云端故障诊断子模块的诊断结果相匹配的升级维护方案。
步骤5：OTA升级：云服务器的OTA升级云端服务模块，按照确定的OTA升级维护方案，通过其升级服务子模块将升级包下发至IOBU，再通过IOBU的OTA升级车端服务模块和ECU的OTA刷写模块，与云服务器协同完成OTA升级。
进一步的，步骤5种OTA升级如图18所示，具体步骤为：
S51、车云身份双向安全认证：IOBU和云服务器使用TLS/SSL协议进行双向安全认证。
S52、云端推送升级包：通过云服务器的升级服务子模块向IOBU推送升级包。
S53、IOBU下载升级包：IOBU通过其OTA升级车端服务模块的版本检查子模块确认软件版本无误后，再通过其升级包下载子模块完成升级包的下载，进一步通过其升级包解密子模块完成升级包解密工作。
S54、判断升级对象：若升级对象为IOBU，进入步骤S55；否则，进入步骤S56。
S55、IBOU软件升级：通过IOBU的本地OTA刷写子模块完成IOBU软件升级；完成后结束OTA升级。
S56、转发ECU升级包：通过IOBU的ECU升级包转发模块，通过其CAN通信模块转发升级包到目标ECU。
S57、ECU软件升级：通过ECU的OTA刷写模块，完成ECU软件升级；完成后结束OTA升级。
Claims (3)
1.一种基于远程诊断实现OTA升级的系统，其特征在于，系统硬件包括Web客户端、云服务器、智能车载终端和ECU；
Web客户端：通过与云服务器的连接，实时显示车辆的状态信息和故障信息，并实现对云服务器远程监控、远程诊断、OTA升级服务功能的配置；
云服务器：用于存储和处理车辆的状态与故障信息，存储和管理监控信息及OTA升级包，以供Web客户端配置和IOBU下载，实现远程监控、远程诊断、OTA升级维护功能；
智能车载终端：通过CAN总线获取车辆的状态与故障信息，并将其传输到云服务器；同时接收云服务器下发的OTA升级指令，实现自身软件升级或将升级包传输到ECU进行升级；
ECU：负责对应车辆子系统的控制、诊断、软件升级，实现车辆状态信息以及故障信息的采集与发送；
系统软件包括Web客户端软件、云服务器软件、智能车载终端软件和ECU软件；
Web客户端软件：包括云服务软件配置模块和监控信息显示模块；云服务软件配置模块实现对远程监控服务、远程诊断服务、OTA升级云端服务的软件配置，监控信息显示模块实现对车辆状态与故障信息、升级状态信息的实时显示；
云服务器软件包含远程监控服务模块、远程诊断服务模块、OTA升级云端服务模块、数据库管理服务模块和设备接入服务模块；
远程监控服务模块：包括车辆状态监控和故障监控，通过V2N通信从IOBU采集车辆的状态信息与故障信息，以监控汽车运行状态；
远程诊断服务模块：包括云端故障诊断和ECU升级决策；云端故障诊断涵盖了DTC诊断分析和利用机器学习算法预测潜在故障；而ECU升级决策则基于诊断结果匹配对应的OTA升级维护方案；
OTA升级云端服务模块：包括升级服务和升级管理；升级服务涵盖了IOBU和ECU的更新检查、升级通知并对升级全程监控；升级管理包含IOBU和ECU的软件版本、升级计划的管理，根据升级策略和设备信息生成相应升级包；
数据库管理服务模块：负责提供车辆的状态与故障信息、OTA升级包的存储、访问、删除服务；
设备接入服务模块：负责提供Web客户端和IOBU的接入服务；
智能车载终端软件包含4G/5G通信模块、监控数据采集与传输模块、OTA升级车端服务模块、CAN通信模块；
4G/5G通信模块：负责IOBU与云服务器之间的通信；
监控数据采集与传输模块：负责车辆状态与故障信息的采集与传输；
OTA升级车端服务模块：包括版本检查子模块、升级包下载子模块、ECU升级包转发子模块、升级包解密子模块、本地OTA刷写子模块；版本检查子模块：检查及确认IOBU和ECU当前软件与待升级软件版本信息；升级包下载子模块：接收OTA升级云端服务模块下发的软件包；升级包解密子模块：IOBU使用获取到的密钥对接收到的加密升级软件包进行解密操作，以还原升级软件包；ECU升级包转发：IOBU将下载的软件包通过CAN总线转发到升级目标ECU单元；本地OTA刷写：更新IOBU的固件或者软件；
CAN通信模块：负责IOBU与ECU之间的通信，为传输车辆状态与故障信息、以及软件升级包服务；
ECU软件包含状态信息采集模块、故障诊断模块、OTA刷写模块、状态及故障信息的传输模块；
状态信息采集模块：采集ECU的状态信息；
故障诊断模块：负责ECU的故障诊断；
状态及故障信息的传输模块：负责车辆状态信息及故障信息的发送；
OTA刷写模块：负责升级维护ECU的固件或者软件。
2.一种基于远程诊断实现OTA升级的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：建立车云连接：通过设备接入服务模块，建立IOBU与云端服务器的连接；
步骤2：监控信息采集：IOBU的监控数据采集与传输模块，先通过其CAN通信模块采集由ECU的状态及故障信息传输模块发送的车辆状态信息及故障信息，然后再通过其4G/5G通信模块将车辆状态信息及故障信息发送至云服务器；云服务器的远程监控服务模块通过数据库管理服务模块将接收到的车辆状态信息及故障信息存入数据库；
步骤3：云端故障诊断分析：云服务器的云端故障诊断子模块，分析车辆状态与故障信息，对ECU故障进行远程诊断；
步骤4：确定OTA升级维护方案：云服务器的ECU升级决策子模块，选择与云端故障诊断子模块的诊断结果相匹配的升级维护方案；
步骤5：OTA升级：云服务器的OTA升级云端服务模块，按照确定的OTA升级维护方案，通过其升级服务子模块将升级包下发至IOBU，再通过IOBU的OTA升级车端服务模块和ECU的OTA刷写模块，与云服务器协同完成OTA升级。
3.根据权利要求2所述的一种基于远程诊断实现OTA升级的方法，其特征在于，所述OTA升级具体步骤为：
S51、车云身份双向安全认证：IOBU和云服务器使用TLS/SSL协议进行双向安全认证；
S52、云端推送升级包：通过云服务器的升级服务子模块向IOBU推送升级包；
S53、IOBU下载升级包：IOBU通过其OTA升级车端服务模块的版本检查子模块确认软件版本无误后，再通过其升级包下载子模块完成升级包的下载，进一步通过其升级包解密子模块完成升级包解密工作；
S54、判断升级对象：若升级对象为IOBU，进入步骤S55；否则，进入步骤S56；
S55、IBOU软件升级：通过IOBU的本地OTA刷写子模块完成IOBU软件升级；完成后结束OTA升级；
S56、转发ECU升级包：通过IOBU的ECU升级包转发模块，通过其CAN通信模块转发升级包到目标ECU；
S57、ECU软件升级：通过ECU的OTA刷写模块，完成ECU软件升级；完成后结束OTA升级。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311850439.9A CN117908922A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 一种基于远程诊断实现ota升级的系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311850439.9A CN117908922A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 一种基于远程诊断实现ota升级的系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117908922A true CN117908922A (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=90690170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311850439.9A Pending CN117908922A (zh) | 2023-12-29 | 2023-12-29 | 一种基于远程诊断实现ota升级的系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117908922A (zh) |
-
2023
- 2023-12-29 CN CN202311850439.9A patent/CN117908922A/zh active Pending
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Legal Events
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