基于CAN的車載控制器標定系統設計

王玲利，孟晨興

（陜西法士特汽車傳動工程研究院設計研究所，陜西 西安 710119）

基于CAN的車載控制器標定系統設計

王玲利，孟晨興

（陜西法士特汽車傳動工程研究院設計研究所，陜西 西安 710119）

為了使車載控制器參數刷寫方便、現場測試簡易、可操作，設計了一種基于CAN的標定系統。基于CAN通信，針對CAN總線分析儀，遵循J1939協議，通過Visual Studio2010集成編譯環境，互聯網，實現此標定系統，主要功能包括數據監測，故障讀取，參數標定，網絡通訊等。

CAN；Visual Studio2010；標定

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用，通過CAN總線，與車載系統進行數據通訊的技術越來越普遍。

目前，對于大多數的車載控制器的參數標定一般都是通過CAN總線實現，一般都需要專門的技術人員進行操作，一旦產品銷量擴大，技術人員趕赴現場對產品的控制器進行參數刷寫，故障排查等服務的需求也會增大，這樣會帶來人力、物力的大量浪費。因此，設計開發一個現場服務人員即可對控制器進行參數刷寫的系統，尤為重要。同時，由于目前國內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總線對車載設備進行故障診斷的儀器設備，因此，還需要一個可以對車載控制器信息以及相關車輛信息進行實時監控、對相關故障進行讀取的設備。

此標定系統將車載控制器參數標定功能、數據監控功能以及故障讀取和清除功能集于一體，使得現場服務人員能夠簡單、方便地進行操作。另外，為了便于后期的跟蹤服務，系統需要將技術服務人員對車載控制器的相關操作數據以及操作信息通過網絡發回給指定服務器。

1、系統設計布局

本系統需要實現的功能主要包括：對車載控制器相關數據以及與之有關的車輛數據進行實時監測，讀取并清除故障，參數標定，數據網絡傳送。系統的整體設計示意圖如圖1所示。

1.1 模塊劃分

如圖1示，本系統是按照C/S架構進行設計。在此，可將本系統分成客戶端軟件和服務器端軟件兩個部分。

遠程服務器軟件，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總線分析儀實現與車載控制器通信；另一模塊通過網絡實現遠程通信。

客戶端軟件與車載控制器之間通訊需要實現：數據監測、故障診斷以及清除、參數標定；客戶端軟件與服務器通信。在此，按照功能將客戶端軟件分成三個模塊，每個模塊對應一個界面，分別是數據監測界面、故障診斷界面以及參數標定界面。

1.2 模塊功能

遠程服務器端軟件，通過建立用戶信息庫，實現數據的管理，主要包括技術服務人員信息管理以及操作信息管理。在此對系統使用者進行授權，按照不同的授權級別給予相應的客戶端軟件操作權限。

客戶端軟件的三個模塊需要實現的功能是：數據監測，通過CAN總線分析儀讀取與車載設備相關的數據，實時顯示；故障診斷界面，從車載控制器中將讀取的當前或者歷史故障代碼，以對應故障類型顯示到界面，同時給出相關的處理意見，并能夠對控制器中的故障代碼進行清除；參數標定，將與控制有關的參數通過CAN總線，與車載控制器進行通訊，實現控制器的標定。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、監測數據、故障信息、標定信息等通過網絡回傳至服務器，服務器端軟件對傳回的數據進行存儲、備份。

2、設計要點

2.1 信息安全性

本系統是面向技術服務人員設計的，面向的人群比較廣，且需要使用網絡進行數據通訊，所以，信息安全性是本系統主要的技術重點。

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信息安全。

圖2、圖3給出了身份驗證以及交互通訊實現信息安全的流程圖。

如圖2，通過將軟件以及CAN總線分析儀進行綁定，通過網絡認證，來實現信息安全，以及確定操作范圍。

如圖3，通過鏈接請求，通訊加密實現軟件與指定車載控制器之間的綁定。

服務器端，不僅要考慮信息在網絡傳輸時，需要對要傳送的消息在遵循TCP/IP協議基礎上進行嚴謹加密，還需要對數據庫服務器增強網絡保護，防止信息丟失，同時對主要的數據庫服務器配備一臺備份服務器，防止主服務器由于設備故障或者病毒入侵導致數據丟失。

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數據的安全性。

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，UI從緩沖區將數據讀到電腦內存，進行處理。由于CAN是一個高速通訊網絡，如果UI對緩存區中的消息處理不及時，就會導致UI從緩沖區讀取的消息不是當前時刻的數據，從而就會導致延時。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，設計一個實現信息實時性的方法。

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計研