柴油机复杂的机械电气结构导致其故障种类众多且难以排查,为实现对柴油机运行状态的实时监控以及满足故障诊断的要求,必须对其诸多运行参数进行准确采集与存储,并对记录的参数进行科学地处理与分析。因此,实现对柴油机运行数据的存储、回读具有很强的现实意义和实际需求。本文以满足柴油机故障诊断需求为目标,设计在线数据存储系统,实时记录整机运行过程中的各种工况参数,并实现了对柴油机运行数据快速回读,为柴油机状态监测与故障检修提供必要的历程数据。本文从系统功能需求出发,确定了在线数据存储系统中存储内容、系统响应、数据安全等性能指标,并据此进行总体软硬件的方案设计。系统采用高性能ARM架构微处理器STM32F407结合NAND Flash器件的硬件架构,并针对STM32F407底层硬件驱动以及NAND Flash的磨损、坏块等问题设计了相应程序和算法。本文设计了总属性-目录-数据的分级数据存储结构,并针对该结构开发了基于运行次数的顺序查找算法,以及基于多参数条件的分块查找算法。系统通过两路CAN总线实现与外部通信,其中一路用于整车和发动机总线数据采集;另一路用于接收上位机指令及上传数据。此外,通过对意外掉电的监控以及系统文件的备份与恢复保证了数据的安全性。在柴油机模拟试验台上对系统功能进行验证,测试结果表明,系统能够实现数据存储及回读功能。以实际运行数据分析了水温传感器及转速传感器故障,验证了系统的有效性和实用性。