引言
大型养路机械得到普遍应用后，其故障诊断及维修困难的问题进一步凸显出来。大型养路机械往往在非市区环境中适用更普遍，因此一旦机械在工作中发生故障，不仅难以得到快速有效的处理，且对其所处的高速公路等环境能够造成较严重的通行影响。另外，鉴于大型养路机械自重极重，因此机械故障后往往无法通过常规的措施拖回。因此需要通过远程诊断确定故障原因，更借助远程网络通讯完成初步检修，使其能够回到可以彻底检修的市区。
1 系统构架385
作为一种作业环境条件较差的大型设备，环境对其影响较大，且一般同时作业的设备数量较多，因此在通讯方面主要存在如下问题：（1）由于通讯网络需要完成实时通讯功能，且应当能够对机械当前的状态进行精确监测，因此通讯网络的功能要求较高；（2）通讯系统需要能够同时用于不同类型机械的通讯，不同机械的预设存在较大差别，同时可能存在新的可能加入通讯系统的机械，因此必须为新加入的机械预留接口；（3）通讯监测一般需要使用专用车辆执行，在通讯需求增加的情况下，监测车辆需要同步增加；（4）通讯系统本身可能出现故障，因此必须预留故障状态下容错处理的功能。
该系统的数据传送流程：（1）车载设备自主将数据传输至通讯机，由通讯机采用MINA将数据存储入数据库，便于后续调用；（2）WEB与车辆首次通讯时需要通过MINA发送指令，完成关联；（3）收到数据车辆反馈对应的数据，存储入通讯机。
2 通讯协议
对于大型养路机械而言，网络通讯系统中需包含如下信息：该车辆GPS信息、该车辆出厂编号、目前该车辆所属单位具体信息、本次执行作业信息、该车辆行驶记录信息、该车辆诊断模块参数以及诊断结果等，上述信息均需要通过网络传输，为满足大量数据传输需求，匹配的网络带宽需要进一步加宽。
而对通讯网络的实际运用中，大部分情况下需要确定为某一特定车辆的行驶数据以及当前的车辆状态。为满足通讯网络使用的需求，用于大型养路机械通讯使用的网络系统，应当按照如下的流程完成通讯：车辆行驶中能够自动上传GPS等相关的数据信息，处理中心根据车辆上传的数据完成对车辆的定位以及数据的读取，其中需要具备的远程协议包括：（1）车辆的基本信息注册包，包括车辆信息以及所属单位信息等；（2）车辆当前行驶状况以及车辆状况的实时数据包；（3）用于对车辆发送数据的指令数据包。
3 通讯机制
3.1 MINA框架
作为一种使用较为普遍的网络框架，MINA的框架搭建于TCP/IP以及UDP/IP两个网络通讯中常见的协议栈，MINA的框架能够用于执行事件驱动、异步操作编程等任务，使用该框架进行异步操作编程时，面对异步I/O时框架默认采用的底层支持语言为JAVA NIO。使用MINA的框架完成系统搭建时，由于无需对底层的I/O进行处理，因此该框架能够满足业务设计以及业务开发等的需求，且能够对系统的结构进行优化，降低系统运行的需求。
(1)建立接字，并同时对当下通讯是否存在进行监测，在以Ioconnector作为客户端，并同时以IoAcceptor作为服务器的情况下能够建立，是与服务器直接连接的环节。
(2)对网络通讯中各个通道上数据读写的相关情况进行实时的监测，并同时通过IoService的过滤器装置，根据IoHandler的调用情况对系统中的数据进行实时的过滤。
(3)其主要的作为为对拦截器进行定义，确定在网络通讯系统中必须过滤以及拦截的内容，需要定义的内容包括过滤的黑名单、系统的日志上传、通讯系统的数据读取形式等。
(4)系统中承担业务设置的主要环节，这一环节的基本功能为对业务的数据底层逻辑进行编写，同时这一环节需要承担数据的发送以及接收的相关责任，满足数据传输需求。
3.2 MINA注册包
注册包是车辆必须上传的信息，其中车辆出厂信息以及车辆型号等信息属于不会发生变化的信息，而车辆行驶情况以及车辆当前是否存在故障或风险等情况，则在车辆当次作业完成后一次性上传，在通讯系统中进行更新。在MINA整体框架体系下，注册包传送的MINA属于独立系统，与实时数据等互不相通。
MINA框架的注册包系统，处于注册包传输及解读的核心位置。由车辆上传至通讯机的数据，注册包的系统能够使用框架的注册协议将数据转化为能够共WEB直接调用的形式，并将解读完成的数据保存在系统数据库中。MINA框架的注册包系统在应用中，需要在通讯机中完成IP注册才能够实现数据传输。
由于通讯系统中不同类型的大型养路机械虽在机械本身方面存在较大差别，然而在注册包包含的内容方面，却不存在差别，即基本上所有注册包数据类型完全相同。因此在注册包子系统中，能够通过较为简单的模板完成对数据的读取，以降低该系统的带宽占用。
3.3 MINA实时数据包
实时数据一般需要检测人员或部门提出需求，车辆接收需求后确定该需求的提出对象为可以提供数据的人员，则车载的设备能够根据需求内容调用对应数据，完成数据的自动上传。实时的数据在传输时需要注重如下内容：（1）根据车型不同，车辆数据解析形式不同；（2）系统数据总量过大时，可能导致系统卡顿甚至故障；（3）实时传输数据用于检测而非记录保存。鉴于上述问题及需求，实时传输的系统需要Redis完成缓冲，便于WEB调用。
与MINA框架的注册包系统相同，实时传输数据包同样属于相对独立系统。由于实时传输数据的总量较大，因此需要通过增加数据包数量的形式满足使用需求，且多个数据包的模式在单个数据包故障时能够满足系统的继续运行需求。为便于对数据的解读，在MINA的框架中，数据解析的协议被置于WEB的系统中，并通过Redis的缓存技术，避免WEB数据读取速度过慢造成影响。该流程能够满足实时数据包的快速上传以及快速读取的需求，并满足WEB快速调取的需要。
3.4 MINA指令
部分情况下，系统的用户需要对车辆发送指令，满足对应操作需求。这一过程中，MINA框架下的指令系统只要功能为对指令包本身进行处理，而WEB功能则为对数据内容进行处理。与实时数据的数据包相同，指令的数据包同样需要多个数据包同时支持以满足运行的需求，且针对数据包应当对节点的数据进行检查，确定数据是否正常传输。MINA框架下数据包的具体分配形式如下：（1）当需要传输的数据总量为N时，则最终产生的指令数据包数量同样为N个；（2）数量为N的数据包，对应的车辆负载总数量为t1到tn个；（3）检测时确定已经完成分配的数据传输需求无需进行重新分配，未完成分配的则应进行分配。
结语
我国大型养路机械使用的时间相对较短，随着车辆使用时间的增加，车辆机械故障对作业的影响越发严重。针对机械使用问题，通过远程的控制能够在很大程度上降低车辆故障影响，提升作业效率。
参考文献:
[1] 左鸽.养路机械远程监测通信系统的设计与实现[D].西南交通大学,2018.
