隨著人們對(duì)汽車(chē)舒適、安全、環(huán)保、智能需求的提高，汽車(chē)正變成一個(gè)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(jī)械平臺(tái)，因此汽車(chē)行駛和各部分工作狀況的信息量顯著增加。那么在汽車(chē)的研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)這些信息的調(diào)試過(guò)程也變得日趨復(fù)雜。如果采用傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單一通訊方式，分別調(diào)試每個(gè)信號(hào)，相互之間很少有聯(lián)系，很明顯既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。
本文設(shè)計(jì)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(gè)問(wèn)題。該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以將車(chē)上的多個(gè)信號(hào)集中到一個(gè)或者幾個(gè)模塊，再通過(guò)CAN總線連接到上位機(jī)集中處理。通過(guò)上位機(jī)軟件PCAN-Explorer5還可以將采集到的溫度、壓力等信號(hào)以?xún)x表盤(pán)或者信號(hào)圖的形式顯示出來(lái)，并且可以將各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的信號(hào)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(kāi)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(xiě)上位機(jī)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(chē)應(yīng)用領(lǐng)域推出的一種多主機(jī)局域網(wǎng)，由于其高性能、高可靠性、實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)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(mén)[1]。
CAN協(xié)議的一個(gè)最大特點(diǎn)就是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，而代之以對(duì)通信數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)在理論上不受限制，數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識(shí)符有11位或29位二進(jìn)制數(shù)組成，數(shù)據(jù)段長(zhǎng)度最多8個(gè)字節(jié)。采用CRC校驗(yàn)并提供響應(yīng)的錯(cuò)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(jìng)爭(zhēng)式總線結(jié)構(gòu)，具有多主站運(yùn)行和分散仲裁以及廣播通信的特點(diǎn)，而總線上的任意節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻主動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息而不分主次，因此各節(jié)點(diǎn)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(diǎn))，PC轉(zhuǎn)CAN總線接口模塊(CAN主節(jié)點(diǎn))和上位機(jī)單元構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
如某車(chē)廠需要采集和分析汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、空氣流量、節(jié)氣門(mén)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(hào)，不能直接由PC機(jī)識(shí)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(chē)的各種傳感器輸出，不僅可以將采集和轉(zhuǎn)換信號(hào)量，也可以將零散的信號(hào)量集中到一塊。在這個(gè)系統(tǒng)中，一個(gè)PCAN-MIO就可以將6路模擬信號(hào)，8路數(shù)字?jǐn)?shù)字信號(hào)采集后轉(zhuǎn)換為CAN報(bào)文，通過(guò)PCAN-USB轉(zhuǎn)換器傳輸?shù)絇C機(jī)，并由上位機(jī)軟件PCAN-Explorer5實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析。
