随着汽车工业和物联网的快速发展,汽车作为人们出行的必备交通工具,必定会融入物联网的时代潮流中。目前车辆内部搭载了越来越多的电子控制系统,而车载控制终端通过一系列传感器和CAN总线来监测汽车的整体情况,这使得车辆的性能得到极大提升,但与此同时汽车的电控结构和线路也越来越复杂。一些电子部件的增加使得汽车出现故障的概率相对增大,而且部分故障原因由于缺少数据难以找出。通过无线通信技术可以传输车辆实时数据至远程服务器,针对车辆故障信息提供相应部件的历史与实时数据,实现对车辆的远程监测与在线故障诊断功能。本设计结合使用CAN总线技术、4G通信数据传输技术、GB/T32960标准协议、汽车故障诊断协议,完成了汽车在线故障诊断系统的研究工作。本文首先分析系统功能需求,完成整体结构设计,然后针对关键功能包括数据采集、远程通信、服务器架构进行方案设计,并依据现有协议制定了本设计中远程数据传输中的通信协议和车辆故障诊断协议。对于传输中使用的加密算法和服务器端进行故障预警的数据分析方法,本文通过修改算法对实现过程进行优化并仿真测试其实用性。完成方案设计后进行系统的软硬件设计,硬件部分主要是在车辆内安装的车载终端,通过基于Cortex-M3内核的32位处理器LPC1758芯片作为各模块的主控核心,配合PCA82C250模块接收并解析车辆不同部件控制器的CAN报文,并按日期存储于SD卡。使用4G模块SIM7600CE进行GPS信息获取和无线数据传输。软件设计包含车载终端与远程服务器端,车载终端搭载μC/OS-II实时操作系统,对多个任务进行合理调度,完成车载终端功能。服务器端采用基于Python的Django作为后端开发框架,AdminLTE作为前端界面,能够有效的接收并解析车载终端的数据,并提供简洁友好的交互界面向用户展示车辆各个部件数据和故障码,以及通过历史数据分析对车辆的隐藏故障进行预警。根据系统整体方案完成设计开发,在模拟和实车环境下经过功能验证和分析,本设计能够按照需求通过车载终端进行CAN数据采集、存储和实时发送,服务器端可以顺利接收、存储并显示数据,根据数据分析结果对车辆隐藏故障提出预警,测试结果表明该系统基本达到预期效果。