本发明涉及机械工程技术领域，尤其涉及一种远程诊断方法、装置、电子设备及存储介质。
随着用户对作业机械的使用要求越来越高，作业机械的远程诊断显得越来越重要。
现有技术中，通常基于can总线对作业机械内部的各个智能元件进行远程诊断，但随着诊断算法的进步和用户对作业机械产品功能要求的逐步提升，诊断算法的代码量随之增加，且诊断周期也相应缩短。现有的远程诊断方法诊断效率低下，诊断成本较高。
本发明提供一种远程诊断方法、装置、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中远程诊断方法诊断效率低下，诊断成本较高的问题。
本发明提供一种远程诊断方法，应用于车载以太网中的任一doip实体，包括：
对所述路由激活请求进行验证，若验证通过，则基于车载以太网与所述测试设备进行远程诊断通信；
所述doip实体为作业机械中的智能元件，所述车载以太网包括所述作业机械中的所有智能元件，以及连接所有智能元件的以太网总线。
根据本发明提供的一种远程诊断方法，所述对所述路由激活请求进行验证，包括：
对所述路由激活请求报文进行源地址验证、激活类型支持验证、socket处理、身份认证验证和确认机制验证中的至少一种。
根据本发明提供的一种远程诊断方法，所述对所述路由激活请求报文进行socket处理，包括：
计算当前已注册的tcpsocket数目、检验当前路由激活请求中tcp_datasocket是否已被注册、检验当前路由激活请求中的源逻辑地址是否已注册到其他tcp_datasocket和检验是否有可用的tcp_datasocket中的至少一种。
根据本发明提供的一种远程诊断方法，所述对所述路由激活请求报文进行socket处理，还包括：
接收所述测试设备发送的测试设备在线查询响应，并基于所述测试设备在线查询响应确定所述测试设备的通信状态；
根据本发明提供的一种远程诊断方法，所述接收测试设备发送的路由激活请求，之前包括：
接收所述测试设备发送的tcp连接请求，并基于所述tcp连接请求初始化tcp_datasocket；
基于初始化后的tcp_datasocket，建立与所述测试设备之间的tcp连接。
根据本发明提供的一种远程诊断方法，所述接收所述测试设备发送的tcp连接请求，之前包括：
根据本发明提供的一种远程诊断方法，所述基于车载以太网与所述测试设备进行远程诊断通信，包括：
诊断单元，用于对所述路由激活请求进行验证，若验证通过，则基于车载以太网与所述测试设备进行远程诊断通信；
所述远程诊断装置为所述车载以太网中的doip实体，所述车载以太网包括所述作业机械中的所有远程诊断装置，以及连接所有远程诊断装置的以太网总线。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述远程诊断方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述远程诊断方法的步骤。
本发明提供的远程诊断方法、装置、电子设备及存储介质，通过接收测试设备发送的路由激活请求，对路由激活请求进行验证，若验证通过，则基于车载以太网与测试设备进行远程诊断通信，能够适应日益增长的诊断数据量和日益缩短的诊断周期，提高了远程诊断效率，减少了作业机械的诊断成本。同时，采用的doip协议能够满足作业机械内的各个智能元件的远程诊断需求，提高了远程诊断方法的适用性。
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
作业机械为进行工程作业的各类工程机械，例如起重机、挖掘机和推土机等。现有技术中，通常采用can总线在工程机械内部连接各个元件，诊断数据通过移动网络等无线传输方式从诊断设备传输至工程机械内部的网关，再通过can总线传输至各个元件。由于can总线传输数据效率低和带宽小，使得诊断效率低下。另外，各个元件的厂商在应用层协议中采用自定义的方式，使得远程诊断系统的可扩展性和可移植性差。
针对现有技术的不足，图1为本发明提供的远程诊断方法的流程示意图，如图1所示，该方法应用于车载以太网中的任一doip实体，包括：
步骤110，接收测试设备发送的路由激活请求；doip实体为作业机械中的智能元件，车载以太网包括作业机械中的所有智能元件，以及连接所有智能元件的以太网总线。
具体地，智能元件可以为作业机械中的带以太网通信功能的电子元件，例如，发动机电子控制单元(electroniccontrolunit，ecu)等。车载以太网是通过以太网总线连接作业机械中的所有智能元件构成的以太网通信网络。例如，可以将作业机械中的发动机电子控制单元、液压泵电子控制单元、回转装置电子控制单元等分别通过以太网总线与通信终端连接，组成作业机械中的车载以太网，通信终端用于通过无线网络与工业大数据平台和/或测试设备连接。无线g移动网络或者无线局域网等。
本发明实施例采用基于ip的统一诊断服务协议(diagnosticoverip，doip)，对作业机械中的任一智能元件进行远程诊断。作业机械中的任一智能元件又可以被称为doip实体。
远程诊断中的路由激活阶段在创建测试设备和doip实体之间的tcp连接之后，测试设备会向作业机械内的任一doip实体发送路由激活请求。该路由激活请求经测试设备发出后，先通过无线网络传输至车载以太网中的通信终端，再通过车载以太网从通信终端传输至该doip实体。
步骤120，对路由激活请求进行验证，若验证通过，则基于车载以太网与测试设备进行远程诊断通信。
具体地，在接收到路由激活请求之后，doip实体会对路由激活请求进行验证，若验证通过，则通过车载以太网与测试设备进行远程诊断通信。其中，用于验证的路由激活请求报文为doip报文。
图2为本发明提供的路由激活请求报文与以太网报文的关系示意图，如图2所示，在标准的以太网报文中，doip报文位于有效载荷部分。
本发明实施例提供的远程诊断方法，通过接收测试设备发送的路由激活请求，对路由激活请求进行验证，若验证通过，则基于车载以太网与测试设备进行远程诊断通信，能够适应日益增长的诊断数据量和日益缩短的诊断周期，提高了远程诊断效率，减少了作业机械的诊断成本。同时，采用的doip协议能够满足作业机械内的各个智能元件的远程诊断需求，提高了远程诊断方法的适用性。
对路由激活请求报文进行源地址验证、激活类型支持验证、socket处理、身份认证验证和确认机制验证中的至少一种。
具星空体育体地，对路由激活请求报文进行验证的主要目的为保障后续诊断通信阶段测试设备源的可靠性，保证测试设备要求的高层协议是doip实体支持的，以及保证有可靠的socket(套接字)资源为后续诊断通信阶段提供支持。
doip实体对路由激活请求报文进行验证，可以先对路由激活请求报文中的doip报头信息进行验证，再对路由激活请求报文进行验证，验证内容包括源地址、激活类型、socket状态、身份认证和确认机制等。
其中，对路由激活请求报文进行源地址验证，是为了检验测试设备源地址是否已知。测试设备和doip实体之间的连接是由测试设备的逻辑地址(sourceaddress，sa)和socket唯一标识的。socket是由源ip地址和目标ip地址以及端口和传输层协议类型标识的，在路由激活阶段采用的传输协议是tcp协议。
对路由激活请求报文进行激活类型支持验证，是用来检查作业机械内的doip实体是否支持测试设备要求的诊断方式，如果doip实体不支持，则doip实体可以通过路由激活响应中的响应代码告知测试设备不支持此类型，并拒绝路由激活。测试设备可以更改请求激活类型后，进入诊断通信阶段。测试设备可以根据实际需要设置多种请求激活类型，例如，请求激活类型可以包括wwh-obd(全球协调车载诊断系统)类型和用户自定义类型等。
对路由激活请求报文进行socket处理，是用来检查doip实体对socket的状态信息和相关操作的要求。其目的是为了保证doip实体与测试设备能通过socket与正确的测试设备进行通信，为了保证socket资源的充分利用，避免出现占用和浪费通信资源的情况，为了在doip实体与测试设备连接数据上超出能力范围时，能够及时退出路由激活流程。
对路由激活请求报文进行身份认证验证，是用来增强抵御网络攻击的能力。攻击者可以欺骗doip实体与攻击者主机的ip地址进行连接，或者占用doip实体全部的socket资源，使得doip实体与正确的测试设备无法连接。通过对路由激活请求报文进行身份认证验证，使得攻击者将无法在没有正确身份信息的情况下完成路由激活，提高了路由激活过程的安全性。
对路由激活请求报文进行确认机制验证，可以作为可选择项，用于doip实体在作业机械注册测试设备源地址之前进行确认。确认过程可以由作业机械的操作员在作业机械的车载以太网系统中进行确认，也可以是作业机械与测试设备提前约定的验证方式或者作业机械生产商自定义的验证方式。
图3为本发明提供的路由激活请求报文验证方法的流程示意图，如图3所示，该验证流程依次按照上述的验证方法对路由激活请求报文进行验证。验证顺序为源地址验证、激活类型支持验证、socket处理、身份认证验证和确认机制验证。
计算当前已注册的tcpsocket数目、检验当前路由激活请求中tcp_datasocket是否已被注册、检验当前路由激活请求中的源逻辑地址是否已注册到其他tcp_datasocket和检验是否有可用的tcp_datasocket中的至少一种。
具体地，计算当前已注册的tcpsocket数目，用于计算目前在作业机械中doip实体注册了逻辑地址的测试设备数量。如果当前没有测试设备注册，作业机械直接将测试设备的逻辑地址分配给当前接收路由激活请求报文的tcp_datasocket，此时路由激活阶段的socket处理过程通过，如果当前有测试设备注册，则进行后续操作。
检验当前路由激活请求中tcp_datasocket是否已被注册，用于对tcp_datasocket的状态进行检查。如果该tcp_datasocket被检测到已经被其他源逻辑地址占用，则检查该逻辑地址是否为目前接收到的路由激活请求报文的源逻辑地址，如果是，socket处理过程通过，否则将因为当前tcp_datasocket被其他测试设备占用而socket处理失败，退出到路由激活的操作。如果当前tcp_datasocket没有被占用，则进行后续socket处理操作。
检验当前路由激活请求中的源逻辑地址是否已注册到其他tcp_datasocket，是检测到当前使用的tcp_datasocket空闲后进行的，其目的是检测当前测试设备是否通过作业机械内其他socket与作业机械建立通信。如果作业机械检测到当前测试设备的源逻辑地址已经在另一个tcp_datasocket注册，作业机械会通过测试设备在线检测报文(alivecheck)查询此socket是否处于使用状态，有响应则表示当前测试设备已经通过其他socket与作业机械通信，路由激活退出。如果测试设备的源逻辑地址没有在作业机械上注册，则将测试设备逻辑地址注册到tcp_datasocket上，socket处理通过。如果检测到逻辑地址没有注册，则进行后续socket处理操作。
检验是否有可用的tcp_datasocket，是为了查看在socket都被占用的情况下，是否有处于非通信状态的socket，可以通过停用此通信，得到空闲的socket以便与当前测试设备建立通信。与检验当前路由激活请求中的源逻辑地址是否已注册到其他tcp_datasocket相类似，不同的是检验是否有可用的tcp_datasocket需要查询所有socket活跃状态，以便找到可供使用的socket。如果有可用的socket，则给该socket分配设备的逻辑地址，否则退出socket处理。
图4为本发明提供的socket处理方法的流程示意图，如图4所示，该验证流程依次按照上述的处理方法对socket进行处理。处理顺序为计算当前已注册的tcpsocket数目、检验当前路由激活请求中tcp_datasocket是否已被注册、检验当前路由激活请求中的源逻辑地址是否已注册到其他tcp_datasocket和检验是否有可用的tcp_datasocket。
如果满足以上处理方法，则可以确定socket处理通过。doip实体应将接收到的测试设备源逻辑地址分配给当前路由激活请求使用的tcp_datasocket，完成了socket处理。通过上述流程，保证了socket处理的安全性。
下面结合以上流程和iso13400文档中的需求进行简要分析。例如，需求[doip-131]指出doip实体接收到的报文，在路由被激活之前，除了路由激活、身份认证和确认机制所需的报文，不得被响应和被路由。这一需求保证在路由激活之前不接收可能出现的随机消息，使得作业机械诊断通信阶段接收的消息都是经过验证和授权的，阻止了未经授权的访问。需求[doip-127]、需求[doip-128]和需求[doip-132]中，指定了两个计时器行为共同为抵御资源耗尽类型的攻击提供了一些防御，第一个是initialinactivitytimer，该计时器在初始化socket时启动；第二个是genericinactivitytimer，该及时器在socket通信接收到路由激活请求后启动。通过删除超时无响应的连接，在可以分配的socket数量有限情况下，计时器帮助保证有socket资源可用于新连接，试图通过占有所有socket来使doip实体不可用的攻击者必须连续执行攻击，否则会被断开通信。需求[doip-091]和需求[doip-093]要求单个逻辑地址不能在单个doip实体上占用多个tcpsocket，这一机制可防止只拥有一个合法地址的攻击者试图占用多个tcpsocket。需求[doip-148]指出doip实体不应接收比静态定义的socket数量更多的通信连接，也就是说，doip实体socket的数量不是动态的，应该设置最大数量限制，但可以在需要设计时增加其定义。因为每次额外的socket分配都会占用可用的内存和计算能力，那么这种方式能够保证doip实体能够保持较高的效率运行。但从另一方面来说，此需求也在一定程度上为以占用socket资源为目的的攻击者提供了条件。
接收测试设备发送的测试设备在线查询响应，并基于测试设备在线查询响应确定测试设备的通信状态；
具体地，在远程诊断通信中，doip实体可以发送测试设备在线查询请求(alivecheckrequest)至测试设备，检查测试设备是否还处于通信活跃状态。测试设备发送测试设备在线查询响应(alivecheckresponse)至doip实体，若doip实体根据测试设备在线查询响应确定测试设备的通信状态为活跃，则继续保持当前的socket，以避免重复创建通信连接。
例如，测试设备在线)的有效载荷可以为空，其不包含任何数据字段，仅利用doip报文类型标识符来表示当前报文目的为查询测试设备是否在线。测试设备在线)的有效载荷包含当前在tcp_datasocket上处于活动状态测试设备的源逻辑地址，用来通知doip实体当前正在通信的是哪台测试设备。
测试设备也可以使用测试设备在线查询报文来保持当前空闲的连接活动，也就是说，能够进行正常诊断通信的测试设备可以通过此报文来保持空闲的socket连接。这种方式节省了测试设备需要重新建立连接的时间。从安全角度来说，由于doip实体的tcpsocket数量不会动态扩展，攻击者可能通过占用和维持多个空闲的tcpsocket来造成socket资源耗尽，以致无法与真正需要的测试设备连接。因此，上述方法一般在路由激活阶段的socket处理过程中执行，配合socket处理机制一起作用。
在路由激活阶段的socket处理过程中，也可以利用上述方法可以检查和关闭处于非活跃状态的socket，为创建新的通信连接提供socket资源。
接收测试设备发送的tcp连接请求，并基于tcp连接请求初始化tcp_datasocket；
基于初始化后的tcp_datasocket，建立与测试设备之间的tcp连接。
具体地，图5为本发明提供的作业机械路由激活的过程示意图，如图5所示，测试设备和doip实体在路由激活之前都需要创建socket。其中，测试设备的socket发送tcp连接请求，即opentcp_datasocket至doip实体，使得doip实体初始化tcp_datasocket，与测试设备之间建立tcp连接，通信端口使用iso13400-2：2019为路由激活阶段数据传输分配tcp_data。完成tcp连接的创建之后，进行路由激活过程。
具体地，图6为本发明提供的作业机械识别的过程示意图，如图6所示，作业机械能够通过根据测试设备发送的识别请求，发送设备编码至测试设备，以便于和测试设备建立以太网连接，发送的次数可以为3次。设备编码包括vin码(vehicleidentificationnumber，车辆识别号码)或者其他自定义的特定设备编码。作业机械识别过程可以通过网络实现。
具体地，测试设备通过车载以太网对作业机械内的doip实体进行远程诊断，远程诊断包括进行远程升级和远程调试。例如，远程升级可以为对doip实体内的系统文件进行更新，远程调试可以为对doip实体内的参数进行设置。
图7为本发明提供的作业机械诊断的过程示意图，如图7所示，作业机械内部的doip实体接收到测试设备发送的诊断信息后，发送doip诊断响应和设备诊断响应至测试设备。其中，doip诊断响应为与以太网连接情况相关的诊断结果，设备诊断响应为与作业机械内部智能元件的状态相关的诊断结果。
基于上述任一实施例，图8为本发明提供的远程诊断装置的结构示意图，如图8所示，该装置包括：
诊断单元820，用于对路由激活请求进行验证，若验证通过，则基于车载以太网与测试设备进行远程诊断通信；远程诊断装置为车载以太网中的doip实体，车载以太网包括作业机械中的所有远程诊断装置，以及连接所有远程诊断装置的以太网总线。
具体地，接收单元810用于接收测试设备发送的路由激活请求。诊断单元820用于对路由激活请求进行验证，并基于车载以太网与测试设备进行远程诊断通信。
本发明实施例提供的远程诊断装置，通过接收测试设备发送的路由激活请求，对路由激活请求进行验证，若验证通过，则基于车载以太网与测试设备进行远程诊断通信，能够适应日益增长的诊断数据量和日益缩短的诊断周期，提高了远程诊断效率，减少了作业机械的诊断成本。同时，采用的doip协议能够满足作业机械内的各个智能元件的远程诊断需求，提高了远程诊断方法的适用性。
计算当前已注册的tcpsocket数目、检验当前路由激活请求中tcp_datasocket是否已被注册、检验当前路由激活请求中的源逻辑地址是否已注册到其他tcp_datasocket和检验是否有可用的tcp_datasocket中的至少一种。
接收测试设备发送的测试设备在线查询响应，并基于测试设备在线查询响应确定测试设备的通信状态；
连接单元，用于接收测试设备发送的tcp连接请求，并基于tcp连接请求初始化tcp_datasocket，基于初始化后的tcp_datasocket，建立与测试设备之间的tcp连接。
识别单元，用于接收测试设备发送的识别请求，发送作业机械的设备编码，以供测试设备识别作业机械。
基于上述任一实施例，诊断单元820用于基于车载以太网，接收测试设备发送的诊断信息，基于诊断信息，发送doip诊断响应和设备诊断响应。
基于上述任一实施例，图9为本发明提供的电子设备的结构示意图，如图9所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)910、通信接口(communicationsinterface)920、存储器(memory)930和通信总线(communicationsbus)940，其中，处理器910，通信接口920，存储器930通过通信总线完成相互间的通信。处理器910可以调用存储器930中的逻辑命令，以执行如下方法：
接收测试设备发送的路由激活请求；对路由激活请求进行验证，若验证通过，则基于车载以太网与测试设备进行远程诊断通信；doip实体为作业机械中的智能元件，车载以太网包括作业机械中的所有智能元件，以及连接所有智能元件的以太网总线。
此外，上述的存储器930中的逻辑命令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干命令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例提供的电子设备中的处理器可以调用存储器中的逻辑指令，实现上述方法，其具体的实施方式与前述方法实施方式一致，且可以达到相同的有益效果，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法，例如包括：
接收测试设备发送的路由激活请求；对路由激活请求进行验证，若验证通过，则基于车载以太网与测试设备进行远程诊断通信；doip实体为作业机械中的智能元件，车载以太网包括作业机械中的所有智能元件，以及连接所有智能元件的以太网总线。
本发明实施例提供的非暂态计算机可读存储介质上存储的计算机程序被执行时，实现上述方法，其具体的实施方式与前述方法实施方式一致，且可以达到相同的有益效果，此处不再赘述。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干命令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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