Ключевые слова: автомобили, диагностика, OBD-II
Автомобили давно стали неотъемлемой частью современного мира. Количество автомобилей постоянно растет, они уже давно стали доступным и удобным средством передвижения для огромного числа людей. Неудивительно, что для более эффективного использования и обслуживания машины стали оснащаться электронными блоками управления (ЭБУ) [1, с. 19] — устройствами, которые собирают и анализируют информацию, поступающую от бортовых датчиков. Данная информация используется для управления двигателем и другими системами автомобиля, а также для диагностики и выявления неполадок, о которых сообщается водителю при помощи различных индикаторов. Однако, в ряд задач, стоящих перед автомобильными ЭБУ, как правило, не входит сбор и хранение широкого круга статистических данных, собранных на основе полученной от датчиков информации — обычно ведется лишь учет пробега и критических ошибок.
На сегодняшний день существует множество протоколов и стандартов для подключения к автомобильному ЭБУ с целью получить диагностические данные. Самым популярным из них стал стандарт OBD-II (On-Board Diagnostics) [2] — он позволяет получать интересующую специалиста информацию от автомобиля в режиме реального времени. Данный стандарт был разработан в середине 90‑х и стал обязательным для реализации автопроизводителями во многих странах по инициативам экологов. OBD‑II предусматривает единый стек протоколов и стандартизированный аппаратный интерфейс (рис.1). Кроме того, в соответствии с данным стандартом, разъем для подключения должен располагаться в салоне автомобиля в пределах досягаемости водителя, что существенно облегчает работу с OBD‑II.
Рис. 1. Схема разъема OBD-II с нумерацией контактов
Для того, чтобы получить с помощью OBD-II какую-либо информацию, используется специальное оборудование и программное обеспечение. Профессиональные средства, используемые автосервисами, предоставляют наиболее мощный функционал, но стоят дорого. Однако благодаря широкому распространению стандарта, на рынке появились дешевые адаптеры на базе чипа ELM327 [3] и других, предназначенные в первую очередь не для сервисов, а для рядовых автолюбителей. Эти адаптеры представляют из себя компактное устройство (рис.2), как правило, без экрана, которое подключается к разъему OBD-II в салоне автомобиля. После подключения устройство позволяет получать интересующие пользователя данные посредством беспроводного интерфейса Bluetooth или Wi-Fi. Таким образом, любой автомобилист может при помощи такого адаптера и смартфона или планшета с установленным специальным приложением получить диагностическую информацию автомобиля (рис.3).
Рис. 2. Внешний вид Bluetooth-адаптера OBD-II на базе чипа ELM327
Рис. 3. Получение диагностической информации автомобиля при помощи специального адаптера и приложения на мобильном устройстве
Итого, для широкого круга водителей наиболее удобным и недорогим способом получить доступ к диагностической информации автомобиля является использование адаптера OBD-II вместе со смартфоном или планшетом, на котором установлено приложение для работы с такими адаптерами. Но нельзя забывать, что в соответствии со стандартом OBD-II данные поступают только в режиме реального времени.
Цель данной разработки — предоставить широкому кругу автомобилистов такое приложение, которое сделает возможным автоматизированный сбор статистики на основе информации, полученной от автомобильного ЭБУ в режиме реального времени, для любого автолюбителя, имеющего в своем распоряжении смартфон или планшет. Единственное, что понадобится автомобилисту кроме мобильного устройства — это специальный адаптер, однако его стоимость в разы ниже стоимости профессионального оборудования. При этом пользователю не нужно будет обладать специфическими знаниями в области автомобилестроения и бортовой диагностики. Кроме того, для удобного доступа к собранным данным в любое время с любого устройства эти данные будут храниться на удаленном сервере. Общая схема работы разрабатываемого программного модуля представлена на рисунке 4.
Рис. 4. Получение и сбор диагностической информации автомобиля при помощи специального адаптера и разрабатываемого программного модуля, работающего на мобильном устройстве
Чтобы продемонстрировать актуальность разработки, покажем, что на сегодняшний день подобный функционал никем не реализован. Рассмотрим программные решения для получения диагностических данных автомобиля с использованием смартфона или планшета и адаптера OBD-II, а также выделим основные характеристики, представляющие интерес для потенциальных потребителей. Потенциальными потребителями подобных решений являются профессиональные водители, таксисты и рядовые автолюбители, интересующиеся статистикой использования своего автомобиля.
Выберем для исследования наиболее популярные приложения для работы с адаптерами OBD-II, а именно Torque и OBD Car Doctor. Предметами исследования являются следующие факторы:
– качество интерфейса;
– сложность освоения новым пользователем;
– возможность автоматизированного сбора статистики;
– наличие синхронизации с удаленным сервером;
– интеграция с веб-интерфейсом;
– возможность автоматизированного взаимодействия с автосервисами.
Результаты анализа (таблица 1) показали, что современные программные решения получения диагностических данных автомобиля при помощи смартфона или планшета имеют ограниченную функциональность и не решают проблему автоматизированного сбора статистики. Разработка программного модуля, решающего данную проблему, несомненно является актуальной задачей. Разрабатываемый программный модуль не только позволит автоматизировать ведение статистики, но и обеспечит надежное хранение и удобный доступ к полученной информации благодаря синхронизации с удаленным сервером.
Таблица 1
Результаты сравнения программных средств для получения диагностических данных автомобиля Torque, OBDCarDoctor и разрабатываемого программного модуля
|
Параметр |
Torque [4] |
OBD Car Doctor [5] |
Разрабатываемый программный модуль |
|
Пользовательский интерфейс в соответствии с рекомендациями разработчика мобильной ОС |
Нет |
Частично |
Да |
|
Сложность освоения новым пользователем |
Средняя |
Средняя |
Низкая |
|
Автоматическое ведение статистики |
Нет |
Нет |
Да |
|
Синхронизация с удаленным сервером |
Нет |
Нет |
Да |
|
Возможность интеграции с веб‑интерфейсом |
Нет |
Нет |
Да |
|
Возможность автоматического взаимодействия с автосервисами |
Нет |
Нет |
Да |
Разрабатываемый программный модуль должен иметь два основных режима работы: сбор данных и отображение статистики на основе собранной и проанализированной информации. Общая схема данных представлена на рисунке 5. Опишем последовательно оба режима работы.
Рис. 5. Схема данных разрабатываемого программного модуля
Перед тем, как начать работу в любом из режимов, необходимо провести аутентификацию и авторизацию пользователя, так как каждый автомобилист должен иметь доступ только к своим данным. Чтобы получить возможность собирать диагностическую информацию автомобиля, программный модуль должен подключиться к адаптеру OBD-II при помощи встроенного в смартфон или планшет Bluetooth-модуля. После установки связи с адаптером начинается цикл получения информации от адаптера и отправки ее на удаленный сервер.
Для отображения статистики после авторизации пользователя необходимо получить от него информацию об интересующих его параметрах выводимой статистики, например, о периоде выборки. Ввод этих параметров осуществляется при помощи графического интерфейса. После получения от пользователя характеристик выборки, программный модуль производит запрос к удаленному серверу, обрабатывает полученные данные и выводит на экран.
Разрабатываемый программный модуль позволит широкому кругу водителей автоматизировать сбор и анализ статистики на основе диагностической информации автомобиля. Полученные данные могут использоваться для контроля расхода топлива и денежных затрат на поездки. Собранная статистика позволит проводить более глубокий анализ состояния различных узлов автомобиля. В перспективе эта информация может быть использована для прогнозирования неполадок и заблаговременного предупреждения о возможных поломках водителя.
Литература:
- К.А. Палагута. Микроконтроллеры в системах управления современных автомобилей: Учебное пособие. — М.: МГИУ, 2007. — 217 с.
- Al Santini. OBD-II: Functions, Monitors and Diagnostic Techniques. — Cengage Learning, 2010. — 400 с.
- ELM327 OBD to RS232 Interpreter // Elm Electronics. URL: https://www.elmelectronics.com/wp-content/uploads/2016/07/ELM327DS.pdf (дата обращения: 17.05.2017).
- Torque — OBD2 Performance and Diagnostics for your Vehicle // Torque. URL: https://torque-bhp.com (дата обращения: 17.05.2017).
- OBD Car Doctor — Мобильное приложение для автодиагностики Android, iOS // OBD Car Doctor. URL: http://www.incardoc.com/ru/Overview (дата обращения: 17.05.2017).
