汽车发动机远程故障诊断数据库系统设计分析

1、中国计量学院学报15(1 :00540057, 2004Journa l of Ch i na J ili ang Un iversity【文章编号】100421540(2004 0120054204【收稿日期】2003211223【基金项目】浙江省教育厅基金资助项目(N o . 20031058 【作者简介】孙培峰(1966-, 男, 浙江海宁人, 讲师主要从事汽车检测技术等方面的研究与教学汽车发动机远程故障诊断数据库系统设计分析孙培峰, 郝敬思(1. 浙江水利水电专科学校, 浙江杭州310018; 2. 济宁职业技术学院机电系, 山东济宁272100【摘要】, 据库和标准数据库等的设计思路

2、, 介绍了系统的结构模型、, 对汽【关键词】; ; ; T P 39【文献标识码】AD esign ana lysis about the rem ote fault d i agnosisda taba se system of autom ob ile eng i neSU N Pei 2feng , HAO J ing 2si(1. Zhejiang W ater Conservancy and H ydropow er Co llege , H angzhou 310018, Ch ina ;2. J ining V ocati onal T echno logy Co llege ,

3、 Shandong J ining 272100, Ch ina Abstract :T h is p ap er estab lished the rem o te fau lt diagno sis system of au tom ob ile engine basedon database techno logy . It focu sed on analyzing design w ay abou t the engine diagno sisdatabase , standard database and so on .T he system structu re m odel t

4、he techno logy ofdatabase visiting , database i m p lem en t and database safety w ere in troduced , they p rovide gu iding sign ificance fo r estab lishm en t and developm en t of the engine rem o te fau lt diagno sis system .Key words :au tom ob ile engine ; fau lt diagno sis ; database system ; d

5、esign analysis汽车发动机远程故障诊断系统是现代计算机技术、网络技术、故障诊断技术相结合的产物, 它可以有效地改善故障诊断的精确性与可靠性, 实现智能诊断、即时反应、协同合作及资源共享等功能, 具有良好的社会经济效益和发展前景当前, 国内外对汽车发动机远程故障诊断技术的研究尚属初级阶段, 一些关键性技术的研究仍处于探索之中, 本文针对远程故障诊断中心的核心内容故障诊断数据库系统的设计与建立进行分析研究1基于数据库技术的发动机远程故障诊断系统结构分析基于数据库技术的发动机远程故障诊断系统, 融入了数据采集技术、数据库技术、W eb 2A c 2tive 技术以及先进的发动机故障诊断理

6、念等, 它主要包括发动机数据采集与处理系统、远程故障诊断中心以及两者的媒介 In ternet 网络3个部分, 其基本结构如图1所示1:图1基于数据库技术的汽车发动机远程故障诊断系统结构图发动机数据采集与处理系统的任务是选择反映汽车发动机运行工况及关键性的检测诊断参数, 利用传感技术采集其信号值信号处理的主要目的在于:一是最大限度地消除误差和外界对系统的干扰; 二是针对信号性质的不同, 采取不同的方法对采集的信号进行A D 转换, 最终实现与微机系统的对接远程故障诊断中心是诊断系统的关键部分, 如图1所示, 它包括各类服务器及数据库系统, 其主要任务是对发动机输入的信号进行分析处理诊断时根据发

7、动机型号的不同, 从数据库系统调用该型号发动机的标准参数, 与输入信号进行对比分析, 以判别发动机的工作是否正常以及非正常的原因为了提高故障诊断系统的性能, 应建立具有演绎推理能力的数据库系统, 并融入先进的故障诊断技术, 如B P 神经网络故障诊断技术等, 以便使系统具备较好的逻辑推理功能, 从而实现诊断技术的智能化In ternet 网络作为信息传递的媒介, 在本系统中的主要功能在于将远程发动机故障信息递交至W eb 服务器, 经故障诊断中心分析推理获取故障产生的原因及排除方法, 之后, 以JAVA 小程序、H TM L 页面、电子邮件等方式返回给系统客户端此外, 依据需要系统还可以建立并

8、实现专家在线诊断、技术咨询、交流、教学等功能 2数据库系统设计分析数据库系统的设计与开发, 是诊断系统要解决的关键性问题W eb 数据库系统的基本结构如图2所示1:图2W eb 数据库系统结构2. 1B S 结构模型系统采用基于浏览器 服务器(B S 的结构模型, B S 模式兼备了集中处理模式和C S 结构体系的分布协同处理模式, 当用户打开浏览器时它负责与网络建立连接, 并向W eb 服务器提出访问数据库请求, W eb 服务器接受请求后, 将其转化为SQL 语言, 递交给数据库服务器; 在对数据进行处理后, 数据库服务器将诊断结果返回W eb 服务器, 由W eb 服务器将得到的结果进行

9、转化, 并返回给客户端这种模式的特点是将应用逻辑与用户界面和数据库访问相剥离, 即服务器集中了所有的应用逻辑, 系统开发、服务、维护等工作都集中在服务器端, 客户端则采用统一的平台W eb 浏览器, 因而系统具有升级方便、界面统一、跨平台性强及多用户同时访问等特点2B S 模式能够简便和实用地实现以整个In ternet 网络为背景的超文本 超媒体的数据库应用系统, 符合当今数据库技术的发展趋势32. 2数据库设计发动机远程故障诊断数据库系统设计的目的, 在于建立一个性能良好、功能齐全, 既能满足发动机故障分析判断及数据存储的需求, 又能被选定的DBM S 所接受的数据库模式系统必须能确切地判

10、定各种型号发动机的标准信号与实测信号之间的关系; 进行有效的分析判断与信息存储;55第1期孙培峰, 等:汽车发动机远程故障诊断数据库系统设计分析能方便地执行用户的各项操作请求; 并有利于数据库的维护与管理4数据库设计的关键内容包括故障数据库FDB 字段设计和诊断数据库DBB 实体设计两部分发动机故障数据库FDB (Fau lt D atabase 字段设计的字段名包括发动机类别、发动机编号、故障类型、故障部位、故障特性、故障原因、解决方案、诊断时间等, 其字段长度可根据需要进行调整, FDB 字段可根据表1存储的信息进行设计为使系统更有效地工作, 数据库中的每一个表都必须有一个字段来唯一确定存

11、储在表中的每一个记录, 这个字段称为主关键字, 利用它可以迅速关联多个表中的数据, 并把数据组合在一起因此, 在确定表所需字段时, 主关键字5字段名发动机类别编号部位特性故障原因诊断时间解决方案字段类型字符字符字符字符字符字符日期字符字段长度816161624321248诊断数据库DBB (D iagno sis D atabase 中的实体是指发动机的实测信号集与标准信号集实测信号集用来描述发动机进行远程故障诊断时的各种实测信号, 即发动机数据采集与处理系统输入至服务器的信号; 标准信号集是汽车发动机正常工作时各类信号标准值的集合通过实体设计将实测信号和标准信号转换为数据模型, 并形成数据库

12、实测数据库与标准数据库之间可通过信号名联系起来5实测数据库数据与标准数据库数据通过比较分析, 运用故障诊断机理, 如B P 神经网络故障诊断技术等进行诊断推理, 获取发动机故障部位及故障的严重程度等诊断结果构成异常数据库, 异常数据库的结构包括发动机类别 、发动机编号、异常信号名、异常信号值、故障类型、故障部位、故障原因、解决方案等对于实时数据库不能解决的故障, 可借助历史数据库或专家在线系统进行诊断诊断数据库系统的基本结构如图3所示5:图3发动机诊断数据系统结构以上各数据库之间的关系可以概括为:诊断数据库利用实测信号与标准信号之间的对比分析, 构成了异常数据库, 系统在异常数据库的基础上,

13、归纳获得故障数据库2. 3数据库知识获取; 也A gen t 自动完成; 或、发动机生产企业、科研院所等对标准数据库实施升级或更新同时, 数据库管理系统(DBM S 可以很好地实现诊断知识的输入、修改、删除、检索查询等操作, 保证了系统有一个完善便利的知识获取方法3数据库系统实现技术3. 1实时数据传递利用TCP IP 网络协议, 通过In ternet 构建的B S 模式, 在逻辑上为远程客户端和服务器建立了一条虚拟的数据管道客户端获取远程发动机数据采集与处理系统输入的信号后, 即时递交至服务器, 服务器端实时响应, 并将分析与处理结果返回至客户端, 整个过程可以在无人为干预的情况下实时、快

14、速地完成, 从而满足发动机远程故障诊断系统的实时性需求3. 2数据库访问在W eb 数据接口技术上, 采用ADO (A c 2tiveX D ata O b jects 数据接口, ADO 编程简单, 容易实现, 具有高速、简便和低内存开销的特点, 特别适用基于B S 的客户端模式及其它W eb 应用的开发, 是脚本程序连接数据库的理想选择ADO 为A SP 提供了完整的网络数据库访问方案, 通过ADO 和A SP 的结合, 建立提供数据库内容的发动机故障诊断网站, 依据权限的不同, 允许用户在浏览器上查询、更新服务器数据库信息65中国计量学院学报第15卷3. 3系统实现在服务器端选用W in

15、dow s 2000server 系统作为工作平台, 采用IIS 5. 0(In ternet Info rm ati on Service 搭建W eb 服务器, 客户端基于W indow s 系统安装In ternet 浏览器, 以B S 为系统结构模型, 并运用A SP +SQL Server 2000网络编程技术以及h tm l 、JavaScri p t 语言等来完成远程故障诊断网站的建立A SP 是动态服务器网页, 在对数据库的访问方面尤为方便, 可以用它来创建动态W eb 页或生成功能强大的W eb 应用程序6, 因此, 特别适于本系统的开发和建立在程序设计完成后, 要对系统进行

16、调试与测试4数据库安全技术库系统设计中的重要内容, 性、完整性、7:(1 用户身份认证与加密机制只有经过系统授权的用户才能登陆W eb 服务器; 在客户机与服务器之间设置SSL 通讯协议; 建立认证交换机制、数字签名机制等(2 用户权限设置针对不同性质的用户, 如一般故障诊断使用者、系统管理员、科研院所、发动机生产企业、专家等, 赋予不同的使用权限(3 数据备份与恢复针对数据库系统可能产生的各种故障和对数据的不同需求, 做出不同的设计备份和恢复策略(4 监控与审查机制记录所有登陆用户的操作信息, 包括用户名、IP 地址、登陆时间、操作内容等, 实现数据库系统的监控与审查机制此外, 数据库系统还

17、可以考虑采用防火墙、信息加密等安全技术5结束语基于数据库技术的汽车发动机远程故障诊断系统是建立在现代计算机技术与网络技术基础上的新颖的故障诊断系统, 本文的分析提供了发动机远程故障诊断数据库系统设计的一种思路, 此外, 系统的设计还将涉及模块化、标准化及通用化等问题展, 【参考文献】1劳佳锋, 沈力学, 盛颂恩. 基于数据库技术的远程故障诊断专家系统的研究J . 机电工程, 2003, 20(5 :73-74.2孔庆芸. 基于internet www 的远程数据库访问技术与实现J . 交通与计算机, 2000, 18(3 :31-34.3胡大海, 冯志敏, 郎豪翔. 基于internet 的远程故