一种远程诊断控制器的方法及系统与流程

1.本发明属于汽车电子技术领域，具体涉及远程诊断控制器技术。


背景技术：

2.随着汽车工业发展，现代化电子控制技术已经渗透到汽车的各个组成部分，汽车的结构变得越来越复杂，自动化程度也越来越高，单靠实地解决车辆各种问题的方式逐渐被淘汰，随着互联网发展，远程诊断技术逐渐运用到汽车领域。
3.公开号为cn110928271a的中国专利文献公开了名称为“一种汽车自助诊断方法及系统”的技术，该技术通过远程对相关控制器故障dtc进行诊断，规避了以前仅通过现在人员分析方式，但该技术存在如下问题：在整车某个控制器发生故障时，上传故障dtc仅支持控制器自身分析，在实际案例中，往往造成故障直接原因并不是上传故障的控制器，而是其它控制器造成，因此紧靠采集某个故障控制器dtc，不能很好对问题进行分析定位。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种远程诊断控制的方法及系统，解决的技术问题：在整车某个控制器发生故障时，上传故障dtc（诊断故障代码）仅支持控制器自身分析，在实际案例中往往造成故障直接原因并不是上传故障的控制器，而是其它控制器造成，紧靠采集某个故障控制器dtc，不能精确对问题进行分析定位。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种远程诊断控制器的方法，包括的步骤为：s01：当整车控制器发生故障且t-box处于未休眠状态时，所述整车控制器通过can信号将故障信息传送给所述t-box；s02：所述t-box对所述故障信息进行加密并上传给tsp平台；s03：所述tsp平台将接收到的经过加密的故障信息通过合法接口传送给大数据平台；s04：所述大数据平台对tsp平台发送的所述故障信息进行解密；s05：所述大数据平台利用大数据库内各车型相关故障的建模数据进行分析统计可能引起控制器发生故障id并通过配置文件向所述t-box下发收集id；s06：所述t-box根据大数据平台下发的收集id需求，将存储在本地的id进行筛选，筛选后的id按下发的配置前后时间点打包并进行压缩，压缩完成后进行安全加密和签名并通过压缩数据传输接口传输至所述tsp平台，所述tsp平台将加密和签名的打包压缩数据传输至大数据平台。
5.s07：所述大数据平台对加密和签名的打包压缩数据进行解压和解密，并利用数据库自动识别出问题原因并形成报告。
6.优选地，所述大数据平台与tsp平台之间采用制定接口调用方式相互通信。
7.优选地，所述t-box端与tsp平台端建立通信之前的握手前提为：所述t-box端使用gprs、cdma或lte方式，并采用基于tlsv1.2的tcp/ip协议与tsp平台端通信；所述t-box端出厂时需要内置第三方授信的证书颁发机构的根证书作为信任证书库；所述t-box端注册时下载汽车厂商自签名的数字证书作为t-box端证书；所述tsp平台端绑定证书颁发机构颁发的普通证书，所述普通证书继承于根证书；所述tsp平台端保存汽车厂家自签名的根证书作为信任证书库。
8.优选地，当所述t-box端首次或证书过期后与tsp平台端通信时，将会从tsp平台端下载普通证书，并使用根证书验证普通证书的合法性，所述t-box端与tsp平台端的握手过程为：a01：所述t-box端发送协议版本号、随机数及加密方法至tsp平台端；a02：tsp平台端确认加密方法，并发送数字证书、随机数给t-box端；a03：所述t-box端确认数字证书有效，并生成一个新的随机数，使用数字证书中的公钥，加密新的随机数，并将加密后的新的随机数发送给所述tsp平台端，同时所述t-box端使用a01中的随机数、a02中的随机数及加密后的新的随机数生成“对话密钥”；a04：所述tsp平台端使用私钥获取所述t-box端发送的随机数；a05：所述t-box端和tsp平台端根据约定的加密方法，使用a01中的随机数、a02中的随机数及加密后的新的随机数生成对话密钥，使用对话密钥加密后续整个对话过程。
9.优选地，所述t-box端与tsp平台端之间采用长连接方式交互：所述t-box端发起tcp连接，t-box端和tsp平台端连接后，由t-box端定时心跳维持连接；t-box端检测到连接断开后，将立即重新发起连接，若建立连接失败，则每隔设定值重试；所述长连接既支持t-box端向tsp平台端发送数据也支持tsp平台端主动向t-box端发送数据；所述t-box端与tsp平台端的数据交互为请求-响应模式。
10.本发明还提供一种远程诊断控制器的系统，包括：第一传送模块，用于当整车控制器发生故障且t-box处于未休眠状态时，所述整车控制器通过can信号将故障信息传送给所述t-box；上传模块，用于所述t-box对所述故障信息进行加密并上传给tsp平台；第二传送模块，用于所述tsp平台将接收到的经过加密的故障信息通过合法接口传送给大数据平台；解密模块，用于所述大数据平台对tsp平台发送的所述故障信息进行解密；下发模块，用于所述大数据平台利用大数据库内各车型相关故障的建模数据进行分析统计可能引起控制器发生故障id并通过配置文件向所述t-box下发收集id；筛选模块，用于所述t-box根据大数据平台下发的收集id需求，将存储在本地的id进行筛选，筛选后的id按下发的配置前后时间点打包并进行压缩，压缩完成后进行安全加密和签名并通过特定压缩数据传输接口传输至所述tsp平台，所述tsp平台将加密和签名的打包压缩数据传输至大数据平台。
11.问题识别模块，用于所述大数据平台对加密和签名的打包压缩数据进行解压和解密，并利用数据库自动识别出问题原因并形成报告。
12.优选地，所述大数据平台与tsp平台之间采用指定接口调用方式相互通信。
13.优选地，所述t-box端与tsp平台端建立通信之前的握手前提为：所述t-box端使用gprs、cdma或lte作为主要方式，并采用基于tlsv1.2的tcp/ip协议与tsp平台端通信；所述t-box端出厂时需要内置第三方授信的证书颁发机构的根证书作为信任证书库；所述t-box端注册时下载汽车厂商自签名的数字证书作为t-box端证书；所述tsp平台端绑定证书颁发机构颁发的普通证书，所述普通证书继承于根证书；所述tsp平台端保存汽车厂家自签名的根证书作为信任证书库。
14.优选地，当所述t-box端首次或证书过期后与tsp平台端通信时，将会从tsp平台端下载普通证书，并使用根证书验证普通证书的合法性，所述t-box端与tsp平台端的握手过程为：第一：所述t-box端发送协议版本号、随机数及加密方法至tsp平台端；第二：tsp平台端确认加密方法，并发送数字证书、随机数给t-box端；第三：所述t-box端确认数字证书有效，并生成一个新的随机数，使用数字证书中的公钥，加密新的随机数，并将加密后的新的随机数发送给所述tsp平台端，同时所述t-box端使用第一中的随机数、第二中的随机数及加密后的新的随机数生成“对话密钥”；第四：所述tsp平台端使用私钥获取所述t-box端发送的随机数；第五：所述t-box端和tsp平台端根据约定的加密方法，使用第一中的随机数、第二中的随机数及加密后的新的随机数生成对话密钥，使用对话密钥加密后续整个对话过程。
15.优选地，所述t-box端与tsp平台端之间采用长连接方式交互：所述t-box端发起tcp连接，t-box端和tsp平台端连接后，由t-box端定时心跳维持连接；t-box端检测到连接断开后，将立即重新发起连接，若建立连接失败，则每隔设定值重试；所述长连接既支持t-box端向tsp平台端发送数据也支持tsp平台端主动向t-box端发送数据；所述t-box端与tsp平台端的数据交互为请求-响应模式。
16.通过采用上述技术方案，本发明可达到的有益技术效果为：当整车在任意档位，t-box唤醒条件下，t-box通过内部can收发器直接接收各控制器发出的故障信息，t-box将故障信息通过内部的spi传输给模组，模组对诊断数据进行组包，然后通过专门接口传输给tsp平台，tsp平台通过交互接口将故障信息最终传输给大数据平台，大数据平台根据数据库计算出当前故障信息需打包id，并通过配置文件传输给t-box，实现数据诊断和打包，该诊断方式能够快速对故障进行定位并将诊断结果形成报告通知给相关需求人员。本发明提供了一种通过远程诊断方式获取整车控制器发生故障时故障报文；大数据平台根据故障产生控制器id并结合案例库诊断出所需打包整车id；本发明利用数据库自动识别出问题原因并将诊断结果反馈给相关需求人员。
附图说明
17.图1为本发明的整体框架图；图2为终端t-box与服务器建立通讯之前握手前提图；图3为tsp服务器与终端（t-box）初次唤醒之后建立连接方式图；图4为tsp服务器与终端（t-box）传输远程诊断数据的长连接图；图5为本发明的远程诊断实施流程图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明作进一步说明。
19.如图1所示，本发明提供的远程诊断控制器的系统包括大数据平台、tsp平台、t-box及整车控制器。
20.大数据平台主要负责远程诊断数据接收、远程诊断查询、诊断故障所需打包id下发、配置文件下发及输出诊断报告。
21.tsp平台主要负责远程诊断的can协议转发、大数据下发通道、t-box上传通道及安全加密算法的解密加密管理。
22.t-box主要负责整车报文采集、存储、打包，响应tsp平台下发的配置信息，检测指定控制器的故障报文，并对故障信息进行存储和加密。
23.运营商主要负责车辆信息到平台以及平台到平台之间通信。
24.t-box通过信息can与hu、ip、ac、bcm进行通信，t-box通过新能源can与bcu、vcu、 bms相互通信，t-box通过底盘can与esp、abs、srs、acc进行通信，t-box通过4g与运营商连接tsp平台通过有限网络与运营商通信，大数据平台与tsp平台通过有限网络进行相互通信。t-box内部有mcu、模组及wifi模块。
25.大数据平台与tsp之间首先必须建立通信才能执行后续操作，大数据平台与tsp平台之间采用制定接口调用方式进行通讯。
26.t-box与tsp平台之间的通信建立：t-box使用gprs或cdma或lte作为主要通信方式，采用基于tlsv1.2的tcp/ip协议通信（终端注册、升级等服务采用https），tsp平台作为服务器端，终端（t-box）作为客户端。
27.如图2所示，tls/https握手通信前提采用的是双向认证方式：t-box出厂时，需要内置第三方授信的证书颁发机构的根证书作为信任证书库；t-box注册时，下载汽车厂商自签名的数字证书作为客户端证书；服务器端需要绑定该证书颁发机构颁发的普通证书，普通证书继承于根证书；服务器保存汽车厂家自签名的根证书作为信任证书库。
28.如图3所示，当t-box首次或证书过期后与服务端通信时，将会从服务端下载普通证书并使用根证书验证其合法性。
29.握手阶段分成五步：第一步，t-box给出协议版本号、一个客户端生成的随机数（client random）以及客户端支持的加密方法。
30.第二步，tsp平台确认双方使用的加密方法、并给出数字证书及一个服务器生成的随机数（server random）。
31.第三步，t-box端确认数字证书有效，然后生成一个新的随机数
（premastersecret），并使用数字证书中的公钥，加密这个随机数，发给tsp平台端，同时，使用3个随机数在客户端生成对话密钥。
32.第四步，tsp平台端使用自己的私钥，获取t-box端发来的随机数（即premaster secret）。
33.第五步，t-box端和tsp平台端根据约定的加密方法，使用前面的三个随机数，生成对话密钥，用来加密接下来的整个对话过程。以上过程由tls通道自动完成。成功捂手后，t-box端和tsp端接下来的所有对话都将处于加密保护中，对网络监听只能获取到密文数据。
34.在tls协议基础上，t-box端和tsp平台端之间将采用长连接方式交互。
35.tcp连接由终端（t-box）发起，t-box端和tsp平台端的连接后，由t-box端定时心跳维持连接。
36.t-box端检测到连接断开后，将立即重新发起连接，若建立连接失败，则每隔10秒重试，实际值根据测试结果设定。
37.长连接既支持t-box端向tsp平台端发送数据，也支持tsp平台端主动向t-box端发送数据。
38.如图4所示，t-box端与tsp平台端的数据交互为请求-响应模式，即数据不管是从t-box端发起还是从tsp端发起，必须是发起请求后，收到对应的响应。
39.t-box端被唤醒，t-box端与tsp平台端建立tcp连接（tls1.2）；t-box端发送终端请求消息a，tsp平台端处理消息a，tsp平台端发送服务端响应消息a，tsp平台端发送服务端请求消息b，t-box端处理消息b，t-box端发送终端响应消息b，t-box端发送中断请求消息c，tsp平台端处理消息c，tsp平台端发送服务端响应消息c，t-box端与tsp平台端连接异常或断开，t-box端与tsp平台端重新建立连接。
40.如图5所示，为本发明的流程图，本发明提供了远程诊断控制器的方法，首先建立车辆各控制器故障诊断信息库；其次，搜集各控制器的完成测试案例并转换为故障id信息查询数据库；然后建立统一配置标准下发文件（xml文件）；再次，当车辆某个或几个控制器发生故障时，将通过透传方式传输给大数据平台；然后大数据平台依据上传后台故障id下发所需打包整车id，大数据根据车型自动计算所需采集id；t-box将所需id进行打包并上传到大数据平台；大数据利用数据库自动识别出问题原因并将诊断结果反馈给相关需求人员。
41.具体地，第一步，当整车控制器发生故障且t-box处于未休眠状态时，整车控制器通过can信号将故障信息传送给t-box。
42.第二步，t-box对故障信息进行加密并上传给tsp平台，加密算法推荐sha256。
43.第三步，tsp平台将接收到的经过加密的故障信息通过合法接口传送给大数据平台。
44.第四步，大数据平台对tsp平台发送的故障信息进行解密。
45.上述流程完成故障点数据的上传，需要特别注意的是解压算法需与压缩算法匹配，解密算法需要与加密算法匹配。
46.第五步，大数据平台利用大数据库内各车型相关故障的建模数据进行分析统计可能引起控制器发生故障id并通过配置文件向t-box下发收集id。
47.第五步是大数据平台自诊断报文。
48.当一个车发生故障后，某一时刻上传单一故障报文可能并不能定位问题，往往需要查看此车的前后一段时间重要报文。
49.第六步，t-box根据大数据平台下发的手机id需求，将存储在本地的id进行筛选，筛选后的id按下发的配置前后时间点打包并进行压缩，要锁完成后进行安全加密和签名并通过特定压缩数据传输接口传输至tsp平台，tsp平台将加密和签名的打包压缩数据传输至大数据平台。同样地，加密算法推荐sha256。
50.第七步，大数据平台对加密和签名的打包压缩数据进行解压和解密，并利用数据库自动识别出问题原因并形成报告。解压算法需与压缩算法匹配，解密算法需与加密算法匹配。
51.本发明还提供一种远程诊断控制器的系统，包括：第一传送模块，用于当整车控制器发生故障且t-box处于未休眠状态时，整车控制器通过can信号将故障信息传送给所述t-box；上传模块，用于t-box对故障信息进行加密并上传给tsp平台；第二传送模块，用于tsp平台将接收到的经过加密的故障信息通过合法接口传送给大数据平台；解密模块，用于大数据平台对tsp平台发送的故障信息进行解密；下发模块，用于大数据平台利用大数据库内各车型相关故障的建模数据进行分析统计可能引起控制器发生故障id并通过配置文件向t-box下发收集id；筛选模块，用于t-box根据大数据平台下发的收集id需求，将存储在本地的id进行筛选，筛选后的id按下发的配置前后时间点打包并进行压缩，压缩完成后进行安全加密和签名并通过特定压缩数据传输接口传输至tsp平台，tsp平台将加密和签名的打包压缩数据传输至大数据平台。
52.问题识别模块，用于大数据平台对加密和签名的打包压缩数据进行解压和解密，并利用数据库自动识别出问题原因并形成报告。
53.具体地，大数据平台与tsp平台之间采用指定接口调用方式相互通信。
54.具体地，t-box端与tsp平台端建立通信之前的握手前提为：t-box端使用gprs、cdma或lte作为主要方式，并采用基于tlsv1.2的tcp/ip协议与tsp平台端通信；t-box端出厂时需要内置第三方授信的证书颁发机构的根证书作为信任证书库；t-box端注册时下载汽车厂商自签名的数字证书作为t-box端证书；tsp平台端绑定证书颁发机构颁发的普通证书，普通证书继承于根证书；tsp平台端保存汽车厂家自签名的根证书作为信任证书库。
55.具体地，当t-box端首次或证书过期后与tsp平台端通信时，将会从tsp平台端下载普通证书，并使用根证书验证普通证书的合法性，t-box端与tsp平台端的握手过程为：第一：t-box端发送协议版本号、随机数及加密方法至tsp平台端；第二：tsp平台端确认加密方法，并发送数字证书、随机数给t-box端；
第三：t-box端确认数字证书有效，并生成一个新的随机数，使用数字证书中的公钥，加密新的随机数，并将加密后的新的随机数发送给tsp平台端，同时t-box端使用第一中的随机数、第二中的随机数及加密后的新的随机数生成“对话密钥”；第四：tsp平台端使用私钥获取t-box端发送的随机数；第五：t-box端和tsp平台端根据约定的加密方法，使用第一中的随机数、第二中的随机数及加密后的新的随机数生成对话密钥，使用对话密钥加密后续整个对话过程。
56.具体地，t-box端与tsp平台端之间采用长连接方式交互：t-box端发起tcp连接，t-box端和tsp平台端连接后，由t-box端定时心跳维持连接；t-box端检测到连接断开后，将立即重新发起连接，若建立连接失败，则每隔设定值重试；长连接既支持t-box端向tsp平台端发送数据也支持tsp平台端主动向t-box端发送数据；t-box端与tsp平台端的数据交互为请求-响应模式。