、CANopen、iCAN以及自定義高級(jí)協(xié)議分析功能。采用該接口適配器，PC可以通過 USB接口連接一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)CAN網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用于構(gòu)建現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)試實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)控制、智能樓宇、汽 車電子等領(lǐng)域中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊。按照要求將各個(gè)模塊掛接到總線上， 實(shí)物連接。同時(shí)，通過USB接口將CANalyst-II分析儀連接到電腦，設(shè)置傳輸速率為500kbps (整車通信速率），點(diǎn)擊啟動(dòng)設(shè)備，便可以開始進(jìn)行CAN通信測(cè)試。
[0107] (7.3)、存儲(chǔ)的CAN接收文件中，一共有八千多幀數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)量龐大，不可能進(jìn)行 一一分析，而且不必要進(jìn)行如此耗時(shí)的工作，因?yàn)槊總€(gè)周期內(nèi)，能夠接收所有發(fā)送的數(shù)據(jù) 幀。所以，從中隨意截取3個(gè)周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，便能夠滿足分析要求。先對(duì)每個(gè)傳輸周期 進(jìn)行檢查，是否出現(xiàn)數(shù)據(jù)幀未傳輸?shù)那闆r。檢查結(jié)果未發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)幀丟失。再對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn) 行校驗(yàn)，3個(gè)周期內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸均沒有錯(cuò)誤。最后觀察數(shù)據(jù)傳輸順序，發(fā)現(xiàn)并不是按照優(yōu)先級(jí) 高的數(shù)據(jù)先進(jìn)行傳輸。分析其原因?yàn)樵趧傞_始供電時(shí)，每個(gè)傳感器的上電時(shí)間不同，這時(shí) 候，最先供電的傳感器先發(fā)送數(shù)據(jù)幀，所以傳感器的上電時(shí)間決定了數(shù)據(jù)幀的發(fā)送順序。又 由于總線的負(fù)載率較低，且傳感器數(shù)量較少，因此，需要總線對(duì)優(yōu)先級(jí)判別的情況不常見， 所以在一定的總線傳輸周期內(nèi)，各個(gè)傳感器的傳輸時(shí)間也已經(jīng)固定，也就基本形成了上述 的數(shù)據(jù)幀傳輸順序。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于大學(xué)生方程式賽車的整車通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，所述方法包括以下步驟： (1) 確定本次純電動(dòng)賽車需要采集的數(shù)據(jù)，即確定整車需要配置的所有傳感器以及數(shù) 量； (2) 根據(jù)需求確定使用CAN總線通信的模塊包括整車控制器、電池管理器、電機(jī)控制器、 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器和三軸加速度&陀螺儀這5類模塊； (3 )CAN總線優(yōu)先級(jí)的制定，具體步驟如下： (3.1) 、首先整車控制器作為整車的控制中心，為了能夠進(jìn)行整車的協(xié)調(diào)控制，必須要 具備整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的最高優(yōu)先級(jí)，所以把控制器設(shè)定為最高優(yōu)先級(jí)； (3.2) 、其次是電池管理器，作為整車的能量來源，同時(shí)具有較高的輸出電壓和輸出電 流，具有一定的危險(xiǎn)性，所以必須要讓駕駛員時(shí)時(shí)刻刻知道電池的運(yùn)行狀況，以便能在危險(xiǎn) 發(fā)生時(shí)，及時(shí)進(jìn)行處理； (3.3) 、然后是整車的動(dòng)力系統(tǒng)控制中心一一電機(jī)控制器;在接收到整車控制器的命令 之后，必須要在短時(shí)間內(nèi)對(duì)電機(jī)進(jìn)行操控，以達(dá)到相應(yīng)的運(yùn)行要求；同時(shí)，電機(jī)控制器要與 整車控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，使得駕駛員能對(duì)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況有著詳細(xì)的了解； (3.4) 、根據(jù)賽事規(guī)則的要求，對(duì)整車的制動(dòng)可靠性有著極高的要求，因此，定義了優(yōu)先 級(jí)從高到低的順序依次為制動(dòng)油壓傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、車輪轉(zhuǎn)速傳感器、三軸加速 度傳感器、陀螺儀角速度、陀螺儀角位移； (4) 制定各個(gè)模塊的協(xié)議標(biāo)識(shí)符ID (接收和發(fā)送） (5) CAN總線協(xié)議的制定，根據(jù)使用要求，定制總線協(xié)議； (6 )CAN通信程序開發(fā)設(shè)計(jì)，具體步驟如下： (6.1) 、CAN總線接收程序的開發(fā)設(shè)計(jì)開發(fā)流程說明： (51) 在每一次應(yīng)用程序的使用之前，必須要對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)象配置，包括哪個(gè)接口， 波特率等等初始參數(shù);通過ncConfigCANNet. vi這個(gè)子程序?qū)γ總€(gè)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行配置； (52) 當(dāng)配置好所有的對(duì)象之后，只有通過ncOpen. vi這個(gè)子程序打開對(duì)象，這個(gè)函數(shù)接 收一個(gè)對(duì)象名稱之后，返回一個(gè)后續(xù)調(diào)用NI-CAN函數(shù)的句柄； (53) 之前的兩步操作為使用CAN通信的必要操作，目的是配置好CAN總線交互界面，之 后，CAN總線上的通信數(shù)據(jù)將會(huì)開始通信； (54) 在通信開始后，整車控制器將會(huì)接收到CAN總線上的數(shù)據(jù)，然后通過ncGetAttr. vi 子程序獲取對(duì)象屬性，開始接收數(shù)據(jù)； (55) 在接收到數(shù)據(jù)之后，需要通過一個(gè)子程序ncReadNetMult. vi開始讀取數(shù)據(jù)，并對(duì) 數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀； (56) 最后，當(dāng)完成CAN設(shè)備的訪問之后，需要使用ncClose . vi子程序關(guān)閉對(duì)象接口，同 時(shí)，顯示在通信過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤； (6.2) 、CAN總線數(shù)據(jù)處理程序，當(dāng)總線接收到數(shù)據(jù)之后，數(shù)據(jù)幀仍然以簇的形式存在， 因此，需要先按名稱將簇解綁之后，提取出簇中對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)內(nèi)容，包括時(shí)間標(biāo)志、幀ID、幀類 型、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度以及數(shù)據(jù)字節(jié)，然后才能夠開始進(jìn)行數(shù)據(jù)的翻譯； (6.3 )、CAN總線發(fā)送程序，CAN總線發(fā)送程序與CAN總線接收程序流程基本相同，仍舊需 要先進(jìn)行配置對(duì)象以及打開對(duì)象；由于是事件觸發(fā)型，因此需要先進(jìn)行判斷是否需要寫數(shù) 據(jù)，當(dāng)需要寫數(shù)據(jù)時(shí)，則通過子程序ncWriteNet. vi寫入數(shù)據(jù)或者發(fā)送遠(yuǎn)程幀，最后，當(dāng)數(shù)據(jù) 幀發(fā)送完成之后，關(guān)閉對(duì)象并顯不錯(cuò)誤； (7)CAN總線通信測(cè)試及分析 (7.1) 、CAN通信網(wǎng)絡(luò)的硬件連接，CAN通信網(wǎng)絡(luò)中，整車控制器上的硬件主要為NI-9853 高速CAN模塊，雙端口高速CAN模塊，端口 1為內(nèi)部供電，端口 2為外接供電；且能以IMb/s的速 率發(fā)射/接收所有總線載荷;在CAN通信網(wǎng)絡(luò)中，傳輸線纜的形勢(shì)對(duì)CAN通信傳輸也有很大的 影響;通常，CAN總線采用差分信號(hào)傳輸方式，以雙絞線作為物理層，需要有2根線作為差分 信號(hào)線(CAN_H、CAN_L);如果使用屏蔽雙絞線，屏蔽層應(yīng)被連接到CANJhield或外殼； (7.2) 、CAN通信測(cè)試，本次純電動(dòng)賽車的CAN通信測(cè)試主要是在PC端進(jìn)行檢測(cè)，因此，需 要一款USB-CAN的總線適配器;本次選取的是CANalyst-II分析儀，這款分析儀帶有USB2.0 接口和2路CAN接口的CAN分析儀，具備CAN總線協(xié)議分析功能，支持SAE J1939、DeviceNet、 CANopen、iCAN以及自定義高級(jí)協(xié)議分析功能;采用該接口適配器，PC可以通過USB接口連接 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)CAN網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)用于構(gòu)建現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)試實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)控制、智能樓宇、汽車電子等領(lǐng)域 中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊;按照要求將各個(gè)模塊掛接到總線上，實(shí)物連接；同 時(shí)，通過USB接口將CANalyst-II分析儀連接到電腦，設(shè)置傳輸速率為500kbps (整車通信速 率），點(diǎn)擊啟動(dòng)設(shè)備，便可以開始進(jìn)行CAN通信測(cè)試； (7.3) 、存儲(chǔ)的CAN接收文件中，一共有八千多幀數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)量龐大，不可能進(jìn)行-- 分析，而且不必要進(jìn)行如此耗時(shí)的工作，因?yàn)槊總€(gè)周期內(nèi)，能夠接收所有發(fā)送的數(shù)據(jù)幀;所 以，從中隨意截取3個(gè)周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，便能夠滿足分析要求;先對(duì)每個(gè)傳輸周期進(jìn)行 檢查，是否出現(xiàn)數(shù)據(jù)幀未傳輸?shù)那闆r;檢查結(jié)果未發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)幀丟失;再對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行校 驗(yàn)，3個(gè)周期內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸均沒有錯(cuò)誤;最后觀察數(shù)據(jù)傳輸順序，發(fā)現(xiàn)并不是按照優(yōu)先級(jí)高的 數(shù)據(jù)先進(jìn)行傳輸;分析其原因?yàn)樵趧傞_始供電時(shí)，每個(gè)傳感器的上電時(shí)間不同，這時(shí)候，最 先供電的傳感器先發(fā)送數(shù)據(jù)幀，所以傳感器的上電時(shí)間決定了數(shù)據(jù)幀的發(fā)送順序;又由于 總線的負(fù)載率較低，且傳感器數(shù)量較少，因此，需要總線對(duì)優(yōu)先級(jí)判別的情況不常見，所以 在一定的總線傳輸周期內(nèi)，各個(gè)傳感器的傳輸時(shí)間也已經(jīng)固定，也就基本形成了上述的數(shù) 據(jù)幀傳輸順序。
【專利摘要】一種基于大學(xué)生方程式賽車的整車通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，包括：確定本次純電動(dòng)賽車需要采集的數(shù)據(jù)；根據(jù)需求確定使用CAN總線通信的模塊；CAN總線優(yōu)先級(jí)的制定：制定各個(gè)模塊的協(xié)議標(biāo)識(shí)符ID；CAN總線協(xié)議的制定，根據(jù)使用要求，定制總線協(xié)議；CAN通信程序開發(fā)設(shè)計(jì)；CAN總線通信測(cè)試及分析。
【IPC分類】H04L29/08
【公開號(hào)】CN105681435
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610056303
【發(fā)明人】徐威, 許尚凱, 陳光耀, 葉淼波, 陸筱川, 張東曉, 周嵩, 董瑜, 胡乾坤, 徐梁吉, 陳澤凱, 吳曉郁, 俞凱南, 薛小露, 鄭嘉偉, 計(jì)晨, 徐天一, 陳阜, 黃麗娟, 戚哲棟, 洪偉, 魏暕, 關(guān)靜, 葉帆, 朱子龍, 蔡姚杰
【申請(qǐng)人】浙江工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日