王玲利，孟晨興

（陜西法士特汽車傳動工程研究院設(shè)計研究所，陜西 西安 710119）

基于CAN的車載控制器標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計

王玲利，孟晨興

（陜西法士特汽車傳動工程研究院設(shè)計研究所，陜西 西安 710119）

為了使車載控制器參數(shù)刷寫方便、現(xiàn)場測試簡易、可操作，設(shè)計了一種基于CAN的標(biāo)定系統(tǒng)?；贑AN通信，針對CAN總線分析儀，遵循J1939協(xié)議，通過Visual Studio2010集成編譯環(huán)境，互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)此標(biāo)定系統(tǒng)，主要功能包括數(shù)據(jù)監(jiān)測，故障讀取，參數(shù)標(biāo)定，網(wǎng)絡(luò)通訊等。

CAN；Visual Studio2010；標(biāo)定

CLC NO.:U463.9Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)07-39-03

引言

隨著CAN總線在車輛上越來越廣泛的應(yīng)用，通過CAN總線，與車載系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)通訊的技術(shù)越來越普遍。

目前，對于大多數(shù)的車載控制器的參數(shù)標(biāo)定一般都是通過CAN總線實現(xiàn)，一般都需要專門的技術(shù)人員進行操作，一旦產(chǎn)品銷量擴大，技術(shù)人員趕赴現(xiàn)場對產(chǎn)品的控制器進行參數(shù)刷寫，故障排查等服務(wù)的需求也會增大，這樣會帶來人力、物力的大量浪費。因此，設(shè)計開發(fā)一個現(xiàn)場服務(wù)人員即可對控制器進行參數(shù)刷寫的系統(tǒng)，尤為重要。同時，由于目前國內(nèi)大部分的車輛維修站很少有可以對CAN消息進行讀取、通過CAN總線對車載設(shè)備進行故障診斷的儀器設(shè)備，因此，還需要一個可以對車載控制器信息以及相關(guān)車輛信息進行實時監(jiān)控、對相關(guān)故障進行讀取的設(shè)備。

此標(biāo)定系統(tǒng)將車載控制器參數(shù)標(biāo)定功能、數(shù)據(jù)監(jiān)控功能以及故障讀取和清除功能集于一體，使得現(xiàn)場服務(wù)人員能夠簡單、方便地進行操作。另外，為了便于后期的跟蹤服務(wù)，系統(tǒng)需要將技術(shù)服務(wù)人員對車載控制器的相關(guān)操作數(shù)據(jù)以及操作信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)回給指定服務(wù)器。

1、系統(tǒng)設(shè)計布局

本系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能主要包括：對車載控制器相關(guān)數(shù)據(jù)以及與之有關(guān)的車輛數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，讀取并清除故障，參數(shù)標(biāo)定，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳送。系統(tǒng)的整體設(shè)計示意圖如圖1所示。

1.1 模塊劃分

如圖1示，本系統(tǒng)是按照C/S架構(gòu)進行設(shè)計。在此，可將本系統(tǒng)分成客戶端軟件和服務(wù)器端軟件兩個部分。

遠(yuǎn)程服務(wù)器軟件，需要對客戶端用戶信息以及操作信息進行合理管理。

客戶端軟件，總體上分成兩個模塊：一個模塊通過CAN總線分析儀實現(xiàn)與車載控制器通信；另一模塊通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程通信。

客戶端軟件與車載控制器之間通訊需要實現(xiàn)：數(shù)據(jù)監(jiān)測、故障診斷以及清除、參數(shù)標(biāo)定；客戶端軟件與服務(wù)器通信。在此，按照功能將客戶端軟件分成三個模塊，每個模塊對應(yīng)一個界面，分別是數(shù)據(jù)監(jiān)測界面、故障診斷界面以及參數(shù)標(biāo)定界面。

1.2 模塊功能

遠(yuǎn)程服務(wù)器端軟件，通過建立用戶信息庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理，主要包括技術(shù)服務(wù)人員信息管理以及操作信息管理。在此對系統(tǒng)使用者進行授權(quán)，按照不同的授權(quán)級別給予相應(yīng)的客戶端軟件操作權(quán)限。

客戶端軟件的三個模塊需要實現(xiàn)的功能是：數(shù)據(jù)監(jiān)測，通過CAN總線分析儀讀取與車載設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)，實時顯示；故障診斷界面，從車載控制器中將讀取的當(dāng)前或者歷史故障代碼，以對應(yīng)故障類型顯示到界面，同時給出相關(guān)的處理意見，并能夠?qū)刂破髦械墓收洗a進行清除；參數(shù)標(biāo)定，將與控制有關(guān)的參數(shù)通過CAN總線，與車載控制器進行通訊，實現(xiàn)控制器的標(biāo)定。以上模塊除了進行與控制器端通訊外，還同時需將用戶信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)、故障信息、標(biāo)定信息等通過網(wǎng)絡(luò)回傳至服務(wù)器，服務(wù)器端軟件對傳回的數(shù)據(jù)進行存儲、備份。

2、設(shè)計要點

2.1 信息安全性

本系統(tǒng)是面向技術(shù)服務(wù)人員設(shè)計的，面向的人群比較廣，且需要使用網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通訊，所以，信息安全性是本系統(tǒng)主要的技術(shù)重點。

客戶端軟件主要通過用戶身份驗證、交互通訊消息加密來實現(xiàn)信息安全。

圖2、圖3給出了身份驗證以及交互通訊實現(xiàn)信息安全的流程圖。

如圖2，通過將軟件以及CAN總線分析儀進行綁定，通過網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證，來實現(xiàn)信息安全，以及確定操作范圍。

如圖3，通過鏈接請求，通訊加密實現(xiàn)軟件與指定車載控制器之間的綁定。

服務(wù)器端，不僅要考慮信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸時，需要對要傳送的消息在遵循TCP/IP協(xié)議基礎(chǔ)上進行嚴(yán)謹(jǐn)加密，還需要對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器增強網(wǎng)絡(luò)保護，防止信息丟失，同時對主要的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器配備一臺備份服務(wù)器，防止主服務(wù)器由于設(shè)備故障或者病毒入侵導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

除了以上幾種安全性措施，還可以對需要保存的文件采用使用較為廣泛的加密算法進行加密，如AES加密算法，進一步提高整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性。

2.2 信息實時性

信息實時性，主要指的是，在信息擁堵的整車CAN總線上，如何實現(xiàn)上位機軟件與車載控制器的暢通通訊。

客戶端軟件（UI）通過 CAN總線分析儀從CAN總線讀取消息，讀取的過程一般是：CAN總線分析儀會將CAN總線上接收到的消息先存入其緩沖區(qū)，UI從緩沖區(qū)將數(shù)據(jù)讀到電腦內(nèi)存，進行處理。由于CAN是一個高速通訊網(wǎng)絡(luò)，如果UI對緩存區(qū)中的消息處理不及時，就會導(dǎo)致UI從緩沖區(qū)讀取的消息不是當(dāng)前時刻的數(shù)據(jù)，從而就會導(dǎo)致延時。因此，為了提高消息顯示的實時性，必須在程序中對讀取過程進行處理。在此，以市面上使用性能比較好的Kvaser CAN總線分析儀為例，設(shè)計一個實現(xiàn)信息實時性的方法。

Car Controller Calibration System Design Based on CAN

Wang Lingli, Meng Chenxing
(Shaanxi Fast Gear Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710119)

In order to make the calibration of car controller convenience and operable, simplify the field testing, a calibration system based on CAN is designed. This system is based on CAN communication, aims at CAN bus analyzer, follows J1939 protocol, uses Visual Studio2010 integrated compiling environment and the internet. The main functions consist of data monitoring, fault read, parameter calibration, network communications, and so on.

CAN; Visual Studio2010; calibration

U463.9

A

1671-7988(2014)07-39-03

王玲利，就職于陜西法士特汽車傳動工程研究院設(shè)計研