隨著人們對汽車舒適、安全、環(huán)保、智能需求的提高，汽車正變成一個集應(yīng)用電子、通訊、IT、家電、服務(wù)等產(chǎn)業(yè)最新技術(shù)為一體的機械平臺，因此汽車行駛和各部分工作狀況的信息量顯著增加。那么在汽車的研發(fā)和生產(chǎn)過程中對這些信息的調(diào)試過程也變得日趨復(fù)雜。如果采用傳統(tǒng)的點對點的單一通訊方式，分別調(diào)試每個信號，相互之間很少有聯(lián)系，很明顯既費時又費力。
本文設(shè)計的基于CAN總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)系統(tǒng)能很好的解決這個問題。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以將車上的多個信號集中到一個或者幾個模塊，再通過CAN總線連接到上位機集中處理。通過上位機軟件PCAN-Explorer5還可以將采集到的溫度、壓力等信號以儀表盤或者信號圖的形式顯示出來，并且可以將各個時間點的信號保存為Excel文件，因此也可以在Excel中分析這些數(shù)據(jù)。另外用于連接到電腦的PCAN-USB接口提供了二次開發(fā)的編程接口(API)及例程，這樣就可以根據(jù)自己的需要編寫上位機軟件。
1.CAN總線概述
CAN(控制器局域網(wǎng))是BOSCH公司為現(xiàn)代汽車應(yīng)用領(lǐng)域推出的一種多主機局域網(wǎng)，由于其高性能、高可靠性、實時性等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、多種控制設(shè)備、交通工具、醫(yī)療儀器以及建筑、環(huán)境控制等眾多部門[1]。
CAN協(xié)議的一個最大特點就是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對通信數(shù)據(jù)塊進行編碼。采用這種方法的優(yōu)點在于可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標識符有11位或29位二進制數(shù)組成，數(shù)據(jù)段長度最多8個字節(jié)。采用CRC校驗并提供響應(yīng)的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。CAN總線采用多主競爭式總線結(jié)構(gòu)，具有多主站運行和分散仲裁以及廣播通信的特點，而總線上的任意節(jié)點可在任意時刻主動向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點發(fā)送信息而不分主次，因此各節(jié)點之間可以自由通信。
2.系統(tǒng)架構(gòu)
系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊(CAN從節(jié)點)，PC轉(zhuǎn)CAN總線接口模塊(CAN主節(jié)點)和上位機單元構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
如某車廠需要采集和分析汽車發(fā)動機溫度、空氣流量、節(jié)氣門位置等信息。這些數(shù)據(jù)首先都是由傳感器采集并將其轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號，不能直接由PC機識別，且比較零散。因此需要數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換模塊PCAN-MIO，它可以直接連接汽車的各種傳感器輸出，不僅可以將采集和轉(zhuǎn)換信號量，也可以將零散的信號量集中到一塊。在這個系統(tǒng)中，一個PCAN-MIO就可以將6路模擬信號，8路數(shù)字數(shù)字信號采集后轉(zhuǎn)換為CAN報文，通過PCAN-USB轉(zhuǎn)換器傳輸?shù)絇C機，并由上位機軟件PCAN-Explorer5實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析。
