梁 浩

（華北水利水電大學(xué)，河南 鄭州 450045）

近20年來，隨著現(xiàn)代電子的快速發(fā)展，大量的電子元器件在汽車上被廣泛應(yīng)用。為了滿足汽車各個子系統(tǒng)對汽車運行參數(shù)的共享和實時性的要求，CAN總線逐漸成為當代汽車普遍使用的總線協(xié)議。

1 系統(tǒng)的硬件組成

本監(jiān)控系統(tǒng)由一塊CAN卡（沈陽廣成 USBCAN-Ⅱ）和PC機組成，PC機里裝有基于LabVIEW開發(fā)的應(yīng)用軟件。通過數(shù)據(jù)線的連接，PC機可以對汽車發(fā)動機運行參數(shù)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，從而實現(xiàn)用戶對汽車發(fā)動機運行參數(shù)的監(jiān)控。如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件組成

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計

監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計是基于LabVIEW平臺。LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家（NI）公司研制開發(fā)，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，顯著特點是：不需要采用基于文本的語言代碼，使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。

2.1 軟件的主要功能

汽車數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)主要包括以下功能：

1）從車輛的ECU接收發(fā)動機運行狀態(tài)參數(shù)；

2）對接收到的狀態(tài)參數(shù)進行解讀，以數(shù)字，圖表等形式顯示；

3）根據(jù)用戶需要，對發(fā)動機狀態(tài)運行參數(shù)進行修正，發(fā)送指令給車輛ECU；

以上3個功能只需隨軟件運行時打開主程序，兩個并列的While結(jié)構(gòu)中運行數(shù)據(jù)接收程序和數(shù)據(jù)發(fā)送程序。其中，在數(shù)據(jù)接收子程序后要添加一個條件結(jié)構(gòu)對接收到的數(shù)據(jù)進行解讀顯示；在數(shù)據(jù)發(fā)送程序中添加事件結(jié)構(gòu)，監(jiān)控控件動作變化。當然，只有在主程序不報錯的情況下，其余程序才能順利進行。軟件程序結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 軟件程序結(jié)構(gòu)

2.2 程序工程實現(xiàn)

沈陽廣成科技的USBCAN-Ⅱ產(chǎn)品提供了Ecan動態(tài)庫，這個動態(tài)庫里包括了大量的動態(tài)函數(shù)，通過驅(qū)動文件Control CAN.dll導(dǎo)出，可以作為LabVIEW的VI調(diào)用，從而實現(xiàn)對USBCAN-Ⅱ的打開、初始化設(shè)置等操作。

2.2.1 主程序

軟件系統(tǒng)中的基礎(chǔ)是主程序，只有主程序打開 CAN卡初始化后，CAN通信正常，其它的子程序才能順利進行，而主程序包括：打開CAN卡、初始化CAN卡、CAN通信打開，啟動子程序等。為了提高軟件的運行效率，打開 CAN卡后，只需進行一次初始化，隨后的數(shù)據(jù)操作都是在數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收中進行，所以對主程序使用了平鋪結(jié)構(gòu)，只要CAN通信打開后，CAN卡不再進行初始化，這樣既可以保證CAN卡順利打開，又可以保證CAN通信的正常運行。

2.2.2 數(shù)據(jù)接收程序

VCI_Receive是CAN卡的接收函數(shù)，在LabVIEW中使用調(diào)用庫函數(shù)的指令進行調(diào)用。通過設(shè)置timing0和timing1可以設(shè)置CAN通信的波特率。而CAN_OBJ結(jié)構(gòu)體表示幀的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在接收函數(shù)Receive中被用來傳送CAN信息幀。

2.2.3 數(shù)據(jù)解讀程序

VCI_Receive函數(shù)的輸出量是以結(jié)構(gòu)體形式的數(shù)組，故需要調(diào)用 LabVIEW 中“簇”將其解壓，將數(shù)據(jù)從結(jié)構(gòu)體中釋放出來，再根據(jù) ID將具體的數(shù)據(jù)進行解壓和顯示。在顯示過程中調(diào)用了選擇結(jié)構(gòu)，將根據(jù) ID的不同將不同的數(shù)據(jù)以不同的方式解讀和顯示。

2.2.4 數(shù)據(jù)發(fā)送程序

VCI_Transmit是CAN卡的發(fā)送函數(shù)，由于數(shù)據(jù)發(fā)送程序是在一個While結(jié)構(gòu)中，所以在While結(jié)構(gòu)中加入了事件結(jié)構(gòu)，由事件發(fā)生源作為While結(jié)構(gòu)的觸發(fā)事件，這樣就可以減少數(shù)據(jù)發(fā)送程序的不必要運行，同時保證數(shù)據(jù)發(fā)送指令的即時執(zhí)行。而數(shù)據(jù)自動填充報文是在事件結(jié)構(gòu)中進行，并且使用了局部變量將得到的報文以結(jié)構(gòu)體的形式發(fā)出，實現(xiàn)CAN通信的發(fā)送。

3 系統(tǒng)運行

汽車數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)是通過PC機和CAN卡的連接且可以正確接收和發(fā)送報文實現(xiàn)的，進而可以實現(xiàn)對發(fā)動機運行參數(shù)的檢測和控制。在軟件的試驗過程中，將 CAN卡與發(fā)動機 ECU通過雙絞線連接，實現(xiàn)發(fā)動機和監(jiān)控系統(tǒng)的通信，從而驗證軟件的實用性。

3.1 系統(tǒng)的運行界面

本監(jiān)控系統(tǒng)運行后，會直接顯示系統(tǒng)的運行，如圖3所示：

圖3 系統(tǒng)運行界面

圖中為試驗過程中系統(tǒng)的運行狀態(tài)，均達到預(yù)期設(shè)計目的，運行穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

在汽車試驗中，通過LabVIEW和CAN總線建立的汽車數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測和控制車輛的運行參數(shù)，且通過試驗進行驗證。結(jié)果表明，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，軟件操作簡單，達到預(yù)期設(shè)計目的。

參考文獻

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