專利名稱：基于wifi與移動(dòng)智能終端的can總線診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及現(xiàn)場(chǎng)總線診斷領(lǐng)域和一種現(xiàn)場(chǎng)總線診斷系統(tǒng)，特別是一種基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
CAN總線是德國(guó)BOSCH公司在20世紀(jì)80年代初，為了解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通訊協(xié)議。它的短幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、非破壞性總線仲裁技術(shù)以及靈活的通訊方式適應(yīng)了汽車通信控制領(lǐng)域的實(shí)時(shí)性和可靠性要求。現(xiàn)在，CAN的高性能和可靠性已被認(rèn)同，并被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、船舶、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、工程機(jī)械等方面。LIN則是CAN在低端應(yīng)用的延伸，是價(jià)格相對(duì)便宜且速度較慢的子網(wǎng)。通常狀況下，電子控制裝置通過CAN總線提供穩(wěn)定、可靠的低成本網(wǎng)絡(luò)連接，電機(jī)、開關(guān)、傳感器和車燈等則通過LIN進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。WIFI的全稱是Wireless Fidelity，是IEEE定義的一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)通信的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)使用的是2.4GHz附近的頻段，其主要特性為:速度快，可靠性高，在開放性區(qū)域，覆蓋范圍廣，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合，組網(wǎng)的成本更低。隨著智能手機(jī)和平板電腦的廣泛應(yīng)用，WIFI得到了迅速普及，目前幾乎所有商用移動(dòng)智能終端均支持WIFI。現(xiàn)有的CAN總線診斷系統(tǒng)，大多為USB轉(zhuǎn)CAN或PCI轉(zhuǎn)CAN接口卡，或具有CAN總線接口的專用CAN手持終端。CAN接口卡需要配合PC使用，而專用CAN手持終端大多功能簡(jiǎn)單且易受有線連接的束縛，具有便攜性差、成本高昂、不易擴(kuò)展等缺點(diǎn)。另外，現(xiàn)有的CAN總線智能診斷系統(tǒng)往往只支持一種CAN總線物理層連接(大多為高速CAN)，且不具備LIN總線診斷功能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案為:一種基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，包括主處理器模塊、WIFI通信模塊、CAN總線模塊、LIN總線模塊、存儲(chǔ)器模塊、系統(tǒng)監(jiān)控模塊、RS232通信模塊、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，所述WIFI通信模塊、CAN總線模塊、LIN總線模塊、存儲(chǔ)器模塊、系統(tǒng)監(jiān)控模塊、RS232通信模塊、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊均與主處理器模塊相連接，所述WIFI通信模塊用于進(jìn)行無線通訊，系統(tǒng)監(jiān)控模塊用于進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控，RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)，RS232通信模塊為系統(tǒng)提供通信接口。本實(shí)用新型的系統(tǒng)還包括2G/3G通信模塊、USB通信模塊和LAN通信模塊，上述模塊均與主處理器模塊相連接。所述存儲(chǔ)器模塊包括RAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器和SD卡擴(kuò)展插槽。所述系統(tǒng)監(jiān)控模塊包括用于系統(tǒng)監(jiān)控的協(xié)處理器和溫度傳感器。所述CAN總線模塊包括可編程的終端電阻。所述主處理器模塊為Freescale公司的1.MX35微處理器。所述主處理器模塊也可選用ST公司STM32F207嵌入式處理器。[0009]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:1)本實(shí)用新型的系統(tǒng)只需要在具有WIFI接口的商用移動(dòng)智能終端上安裝相應(yīng)的CAN診斷軟件就可以直接將其作為CAN診斷系統(tǒng)的顯示終端，不需要使用PC或?qū)ｉT的顯示終端。目前幾乎所有的商用移動(dòng)智能終端都配備有WIFI接口，而且其計(jì)算和顯示功能非常強(qiáng)大。直接使用移動(dòng)智能終端作為診斷顯示終端具有成本低、體積小、速度快、靈活方便、不需要專用診斷終端等特點(diǎn)，特別適合于工程機(jī)械外場(chǎng)調(diào)試等各種生產(chǎn)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)對(duì)CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行分析和診斷。2)CAN總線接口模塊采用子板設(shè)計(jì)，通過更換CAN總線接口模塊，可以支持高速CAN、低速容錯(cuò)CAN和單線CAN等各種CAN物理層連接，適用于各種CAN總線應(yīng)用場(chǎng)合；通過更換不同的總線接口模塊，還可以提供對(duì)其它現(xiàn)場(chǎng)總線的支持。3)本實(shí)用新型的系統(tǒng)支持Client (無線客戶端)模式和AP(無線接入點(diǎn))模式，WIFI模塊和可選的2G/3G模塊可以同時(shí)工作，多個(gè)移動(dòng)智能終端可以同時(shí)連接到CAN總線智能診斷系統(tǒng)，支持多個(gè)用戶同時(shí)對(duì)相同或不同的CAN總線進(jìn)行診斷。4)本實(shí)用新型的系統(tǒng)包括LIN總線模塊，可以通過軟件配置為Master模式或Slave模式，也可以工作在偵聽模式而不影響LIN總線的正常通信，支持對(duì)作為CAN在低端應(yīng)用的延伸的LIN總線進(jìn)行分析和診斷。5)本實(shí)用新型的系統(tǒng)具有強(qiáng)大的硬件濾波和軟件濾波功能，軟件濾波支持對(duì)CAN標(biāo)準(zhǔn)幀的所有11位ID或擴(kuò)展幀的高11位ID進(jìn)行快速濾波，靈活的硬件濾波加軟件濾波機(jī)制，使得CAN診斷系統(tǒng)只需要接收和傳輸診斷軟件期待的CAN數(shù)據(jù)幀，減少CPU的處理時(shí)間和WIFI的數(shù)據(jù)傳輸量。6)本實(shí)用新型將WIFI引入CAN總線診斷中，支持多種CAN物理層連接，且直接利用具有WIFI接口的商用移動(dòng)智能終端如智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等作為CAN總線診斷的智能顯示終端，能夠方便的對(duì)CAN總線數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層通信進(jìn)行分析和診斷，快速定位CAN總線軟硬件故障，具有成本低、體積小、速度快、靈活方便、不需要專用診斷終端等特點(diǎn)，特別適合于工程機(jī)械外場(chǎng)調(diào)試等各種生產(chǎn)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)對(duì)CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行分析和診斷。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)的原理框圖。圖2為本實(shí)用新型的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)的軟件框圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的一種基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，包括運(yùn)行于移動(dòng)智能終端的CAN診斷軟件和與診斷軟件通過WIFI通信并進(jìn)行CAN數(shù)據(jù)幀發(fā)送、接收的CAN診斷硬件。CAN診斷硬件包括主處理模塊以及與主處理模塊相連的外圍電路，外圍電路包括WIFI通信模塊、CAN總線模塊、LIN總線模塊、存儲(chǔ)器模塊、系統(tǒng)監(jiān)控模塊、RS232通信模塊、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，以及可選的2G/3G通信模塊、USB通信模塊和LAN通信模塊。存儲(chǔ)器模塊包括RAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器和SD卡擴(kuò)展插槽，系統(tǒng)監(jiān)控模塊包括用于系統(tǒng)監(jiān)控的協(xié)處理器和溫度傳感器。所述的運(yùn)行于移動(dòng)智能終端的CAN診斷軟件支持基于多種主流操作系統(tǒng)的移動(dòng)智能終端，能夠發(fā)送和接收CAN總線與LIN總線數(shù)據(jù)幀，支持基于時(shí)間或事件觸發(fā)的發(fā)送，能夠?qū)邮諗?shù)據(jù)進(jìn)行記錄?；谀K化設(shè)計(jì)的CAN診斷軟件支持CANoperuDeviceNet等上層通信協(xié)議，支持常用的CAN總線診斷協(xié)議，并且用戶可以通過自定義插件或腳本進(jìn)行功能擴(kuò)展。所述的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的CAN數(shù)據(jù)幀硬件濾波和軟件濾波功能。硬件濾波由所選擇的CAN接口芯片直接提供，速度快但濾波選項(xiàng)有限。軟件濾波由兩個(gè)濾波子模塊組成，兩個(gè)濾波子模塊可以單獨(dú)使能，也可以同時(shí)使能；可以配置為與的關(guān)系，也可以配置為或的關(guān)系。軟件濾波子模塊一為允許或禁止接收的CAN數(shù)據(jù)幀ID的列表或列表范圍；軟件濾波子模塊二以位圖表示允許接收的CAN數(shù)據(jù)幀的11位ID的集合，每個(gè)ID占用一位，以ID為索引對(duì)位圖進(jìn)行訪問，支持對(duì)CAN標(biāo)準(zhǔn)幀的所有11位ID或擴(kuò)展幀的高11位ID進(jìn)行快速濾波。靈活的硬件濾波加軟件濾波機(jī)制，使得CAN診斷系統(tǒng)只需要接收和傳輸診斷軟件期待的CAN數(shù)據(jù)幀，減少主處理模塊的處理時(shí)間和WIFI的數(shù)據(jù)傳輸量。下面介紹基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)的CAN診斷硬件的各模塊功能:所述的主處理模塊由高性能嵌入式處理器及其配套電路構(gòu)成，是基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)的控制命令和數(shù)據(jù)的處理中心。所述的WIFI模塊用于和作為診斷顯示終端的移動(dòng)智能終端如智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等上面的診斷軟件進(jìn)行通信。主處理模塊通過WIFI模塊從移動(dòng)智能終端接收控制命令和需要通過CAN總線或LIN總線進(jìn)行發(fā)送的數(shù)據(jù)，并向移動(dòng)智能終端發(fā)送從CAN總線和LIN總線接收到的數(shù)據(jù)。WIFI模塊支持Client (無線客戶端)模式和AP (無線接入點(diǎn))模式，WIFI模塊和可選的2G/3G模塊可以同時(shí)工作，多個(gè)移動(dòng)智能終端可以同時(shí)連接到CAN總線智能診斷系統(tǒng)，支持多個(gè)用戶同時(shí)對(duì)相同或不同的CAN總線進(jìn)行診斷。所述的CAN總線模塊是基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)與CAN總線的接口，用于通過CAN總線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)?；赪IFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)可提供多路CAN總線接口，能同時(shí)對(duì)多個(gè)CAN總線進(jìn)行分析和診斷；CAN總線接口模塊采用子板設(shè)計(jì)，通過更換CAN總線接口模塊，可以支持高速CAN、低速容錯(cuò)CAN和單線CAN等各種CAN物理層連接，適用于各種CAN總線應(yīng)用場(chǎng)合；通過更換不同的總線接口模塊，還可以提供對(duì)其它現(xiàn)場(chǎng)總線的支持。CAN模塊支持自動(dòng)波特率檢測(cè)；可以工作在靜默模式，只對(duì)CAN總線進(jìn)行監(jiān)聽，不發(fā)送ACK或錯(cuò)誤幀，從而不對(duì)CAN總線通信造成影響。CAN總線模塊包括可編程的終端電阻，可以通過軟件控制終端電阻的使能；總線接口包括磁隔離和ESD保護(hù)，具有總線短路、過流保護(hù)功能。所述的LIN總線模塊是基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)與作為CAN總線在低端應(yīng)用的延伸的LIN總線的接口，用于通過LIN總線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。LIN總線模塊支持自動(dòng)波特率檢測(cè)，可以通過軟件配置為Master模式或Slave模式，也可以工作在偵聽模式而不影響LIN總線的正常通信。所述的存儲(chǔ)器模塊包括RAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器和SD卡插槽。RAM存儲(chǔ)器用作基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)的控制程序的運(yùn)行內(nèi)存以及緩存接收到的CAN和LIN數(shù)據(jù)幀，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)控制程序和配置參數(shù)，并支持將CAN和LIN數(shù)據(jù)幀記錄到FLASH存儲(chǔ)器或SD卡中。所述的系統(tǒng)監(jiān)控模塊包括用于系統(tǒng)監(jiān)控的協(xié)處理器和溫度傳感器。協(xié)處理器用于監(jiān)控主處理模塊的運(yùn)行狀態(tài)，溫度傳感器用于對(duì)板溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)。所述的RS232通信模塊是基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)的首選參數(shù)配置接口，用于對(duì)系統(tǒng)的工作模式、IP地址、CAN總線與LIN總線的波特率等系統(tǒng)參數(shù)的配置；也用于軟件開發(fā)過程中的調(diào)試信息輸出。所述的RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊為主處理模塊提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘，用于對(duì)接收到的CAN和LIN數(shù)據(jù)幀進(jìn)行時(shí)間標(biāo)記。主處理模塊支持時(shí)鐘同步協(xié)議NTP，可以對(duì)RTC的時(shí)鐘進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)同步?；赪IFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)可以準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)接收時(shí)刻的時(shí)間戳，用于后期對(duì)通信數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析。所述的可選的2G/3G通信模塊、USB通信模塊和LAN通信模塊，可以用于PC或移動(dòng)智能終端通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)CAN總線和LIN總線進(jìn)行遠(yuǎn)程分析和診斷，或使用PC通過USB/LAN、支持USB Host的移動(dòng)智能終端通過USB以有線連接的方式直接對(duì)CAN總線和LIN總線進(jìn)行分析和診斷。本實(shí)用新型的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，運(yùn)行于移動(dòng)智能終端的CAN診斷軟件支持基于多種主流操作系統(tǒng)的移動(dòng)智能終端，能夠發(fā)送和接收CAN總線與LIN總線數(shù)據(jù)幀，支持基于時(shí)間或事件觸發(fā)的發(fā)送，能夠?qū)邮諗?shù)據(jù)進(jìn)行記錄。基于模塊化設(shè)計(jì)的CAN診斷軟件支持CANopen、DeviceNet等上層通信協(xié)議，支持常用的CAN總線診斷協(xié)議，并且用戶可以通過自定義插件或腳本進(jìn)行功能擴(kuò)展。系統(tǒng)包括LIN總線模塊，可以通過軟件配置為Master模式或Slave模式，也可以工作在偵聽模式而不影響LIN總線的正常通信，支持自動(dòng)波特率檢測(cè)，能夠?qū)ψ鳛镃AN總線在低端應(yīng)用的延伸的LIN總線進(jìn)行分析和診斷。WIFI模塊支持Client (無線客戶端)模式和AP (無線接入點(diǎn))模式，WIFI模塊和可選的2G/3G模塊可以同時(shí)工作，多個(gè)移動(dòng)智能終端可以同時(shí)連接到CAN總線智能診斷系統(tǒng)。本系統(tǒng)具有CAN數(shù)據(jù)幀強(qiáng)大的硬件濾波和軟件濾波功能，靈活的硬件濾波加軟件濾波機(jī)制，使得CAN診斷系統(tǒng)只需要接收和傳輸診斷軟件期待的CAN數(shù)據(jù)幀，減少主處理模塊的處理時(shí)間和WIFI的數(shù)據(jù)傳輸量。硬件濾波由所選擇的CAN接口芯片直接提供，速度快但濾波選項(xiàng)有限；軟件濾波由兩個(gè)濾波子模塊組成，兩個(gè)濾波子模塊可以單獨(dú)使能，也可以同時(shí)使能；可以配置為與的關(guān)系，也可以配置為或的關(guān)系。軟件濾波子模塊一為允許或禁止接收的CAN數(shù)據(jù)幀ID的列表或列表范圍；CAN總線模塊支持自動(dòng)波特率檢測(cè)；可以工作在靜默模式，只對(duì)CAN總線進(jìn)行監(jiān)聽，不發(fā)送ACK或錯(cuò)誤幀，從而不對(duì)CAN總線通信造成影響。系統(tǒng)包含高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC，同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步協(xié)議NTP，能夠?qū)邮盏降腃AN和LIN數(shù)據(jù)幀進(jìn)行時(shí)間標(biāo)記，可以準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)接收時(shí)刻的時(shí)間戳。以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述:結(jié)合圖1，本實(shí)用新型公布的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)包括運(yùn)行于移動(dòng)智能終端的CAN診斷軟件和與診斷軟件通過WIFI通信并進(jìn)行CAN數(shù)據(jù)幀發(fā)送、接收的CAN診斷硬件。CAN診斷硬件包括主處理模塊以及與主處理模塊相連的外圍電路，夕卜圍電路包括WIFI通信模塊、CAN總線模塊、LIN總線模塊、存儲(chǔ)器模塊、系統(tǒng)監(jiān)控模塊、RS232通信模塊、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，以及可選的2G/3G通信模塊、USB通信模塊和LAN通信模塊。存儲(chǔ)器模塊包括RAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器和SD卡擴(kuò)展插槽，系統(tǒng)監(jiān)控模塊包括用于系統(tǒng)監(jiān)控的協(xié)處理器和溫度傳感器。[0031]實(shí)施例1所述的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)選用Freescale公司的
1.MX35高性能微處理器作為主處理模塊，外圍電路模塊使用1.MX35的外設(shè)資源進(jìn)行擴(kuò)展。1.MX35基于ARM1136JF-S內(nèi)核，工作頻率高達(dá)532MHz，具有豐富的外設(shè)資源，能夠簡(jiǎn)化CAN診斷硬件的外圍電路。1.MX35的外設(shè)資源包括:支持mSDRAM/SDRAM、mDDR/DDR2的RAM存儲(chǔ)器，帶SLC/MLC NAND和NOR閃存接口，具有2路CAN總線接口、5路通用異步串行接口、3路SPI接口、2路高速USB接口(內(nèi)置PHY，支持USB OTG和USB Host)和I路10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口(內(nèi)置MAC層)等。WIFI模塊選擇支持Client (無線客戶端)模式和AP (無線接入點(diǎn))模式的USB接口的商用模塊。CAN總線接口模塊采用子板設(shè)計(jì)，通過更換CAN總線接口模塊，使用不同的CAN收發(fā)器，可以支持高速CAN、低速容錯(cuò)CAN和單線CAN等各種CAN物理層連接，適用于各種CAN總線應(yīng)用場(chǎng)合；通過更換不同的總線接口模塊，還可以提供對(duì)其它現(xiàn)場(chǎng)總線的支持。LIN總線接口模塊通過LMX35的通用異步串行接口外加LIN總線收發(fā)器實(shí)現(xiàn)，由GPIO控制的電子開關(guān)能夠通過軟件選擇不同的上拉電阻，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Master模式和Slave模式的支持。1.MX35支持運(yùn)行Linux和WinCE等操作系統(tǒng)，F(xiàn)reescale提供了完善的板極支持包(BSP)，能夠簡(jiǎn)化相關(guān)軟件的開發(fā)。實(shí)施例2所述的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)選用ST公司STM32F207嵌入式處理器作為主處理模塊，外圍電路模塊使用STM32F207的外設(shè)資源進(jìn)行擴(kuò)展，相對(duì)于實(shí)施例一，本實(shí)施例性能稍差，但成本更低、體積更小，仍可以滿足常見的CAN總線診斷需求。STM32F207基于Cortex-M3內(nèi)核，工作頻率最高120MHz，同樣具有豐富的外設(shè):高達(dá)IMB片內(nèi) Flash、128KB+4KB SRAM，外部總線支持 Compact Flash、SRAM、PSRAM、NOR 和 NAND 存儲(chǔ)器，具有2路CAN總線接口、高達(dá)4路USART和2路UART、SDIO接口、高達(dá)3路SPI接口、I路全速USB接口(內(nèi)置PHY，支持USB OTG和USB Host)和I路10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口(內(nèi)置MAC層)等。WIFI模塊選擇支持Client (無線客戶端)模式和AP (無線接入點(diǎn))模式的SDIO接口的商用模塊。CAN總線接口模塊采用子板設(shè)計(jì)，通過更換CAN總線接口模塊，使用不同的CAN收發(fā)器，可以支持高速CAN、低速容錯(cuò)CAN和單線CAN等各種CAN物理層連接，適用于各種CAN總線應(yīng)用場(chǎng)合；通過更換不同的總線接口模塊，還可以提供對(duì)其它現(xiàn)場(chǎng)總線的支持。LIN總線接口模塊通過STM32F207的USART接口外加LIN總線收發(fā)器實(shí)現(xiàn)，由GPIO控制的電子開關(guān)能夠通過軟件選擇不同的上拉電阻，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Master模式和Slave模式的支持。相對(duì)于實(shí)施例一，STM32F207的驅(qū)動(dòng)軟件相對(duì)匱乏，軟件開發(fā)復(fù)雜度稍高。結(jié)合附圖2，本實(shí)用新型公布的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)基于服務(wù)器-客戶端架構(gòu)，CAN診斷硬件上運(yùn)行CAN診斷服務(wù)器軟件、CAN接口客戶端軟件和LIN接口客戶端軟件，移動(dòng)智能終端上運(yùn)行CAN診斷客戶端軟件。診斷系統(tǒng)支持多個(gè)移動(dòng)智能終端同時(shí)連接，并支持多路CAN總線，附圖2中僅給出了兩個(gè)移動(dòng)智能終端、一路CAN總線的情形。CAN診斷客戶端軟件通過WIFI或可選的2G/3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接到CAN診斷服務(wù)器，將控制命令和診斷數(shù)據(jù)發(fā)送給CAN診斷服務(wù)器，同時(shí)接收來自CAN診斷服務(wù)器的數(shù)據(jù)；CAN診斷服務(wù)器解析控制命令并將診斷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給CAN、LIN接口客戶端，同時(shí)將來自于CAN、LIN接口客戶端的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給CAN診斷客戶端軟件；CAN、LIN接口客戶端接收CAN診斷服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的來自于CAN診斷軟件的數(shù)據(jù)并將其通過CAN、LIN總線發(fā)送，同時(shí)將從CAN、LIN總線接收到的數(shù)據(jù)通過CAN診斷服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)給CAN診斷客戶端軟件。所述的運(yùn)行于移動(dòng)智能終端的CAN診斷軟件支持基于多種主流操作系統(tǒng)的移動(dòng)智能終端，能夠發(fā)送和接收CAN總線與LIN總線數(shù)據(jù)幀，支持基于時(shí)間或事件觸發(fā)的發(fā)送，能夠?qū)邮諗?shù)據(jù)進(jìn)行記錄。目前主流移動(dòng)智能終端的操作系統(tǒng)包括谷歌的Android、蘋果的iOS和微軟的Windows Phone等，為了支持運(yùn)行不同操作系統(tǒng)的移動(dòng)智能終端，CAN診斷軟件選擇跨平臺(tái)的.NET運(yùn)行環(huán)境Mono作為開發(fā)環(huán)境，使用C#編程語言進(jìn)行開發(fā)。CAN診斷軟件基于模塊化設(shè)計(jì)，支持CANoperuDeviceNet等上層通信協(xié)議，支持常用的CAN總線診斷協(xié)議。CAN診斷軟件提供二次開發(fā)接口，用戶可以通過自定義插件或腳本進(jìn)行功能擴(kuò)展。所述的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的CAN數(shù)據(jù)幀硬件濾波和軟件濾波功能。硬件濾波由所選擇的CAN接口芯片直接提供，速度快但濾波選項(xiàng)有限。軟件濾波由兩個(gè)濾波子模塊組成:濾波子模塊一為允許或禁止接收的CAN數(shù)據(jù)幀的ID (支持11位和29位ID)列表或列表范圍，列表包括N項(xiàng)(根據(jù)主模塊的運(yùn)算速度選擇合適的N值)，每項(xiàng)可以配置為一個(gè)ID值，也可以配置為一個(gè)ID范圍；濾波子模塊二以位圖表示允許接收的CAN數(shù)據(jù)幀的11位ID的集合(根據(jù)需要可以減小或增加ID的濾波位數(shù))，每個(gè)ID占用一位，以ID為索引對(duì)位圖進(jìn)行訪問，支持對(duì)CAN標(biāo)準(zhǔn)幀的所有11位ID或擴(kuò)展幀的高11位ID進(jìn)行快速濾波?？紤]到CANoperuDeviceNet等CAN高層協(xié)議均使用11位ID的CAN標(biāo)準(zhǔn)幀，濾波子模塊二缺省的ID的濾波位數(shù)是11位(擴(kuò)展幀時(shí)使用ID的高11位)，需要2048位(256字節(jié))內(nèi)存空間。在實(shí)施例中使用的是32位微處理器，濾波子模塊二的位圖組織為32位X64的形式，即元素個(gè)數(shù)為64的32位(DWORD)數(shù)組。因而被濾波的ID被分為高6位和低5位兩部分，高6位為位圖數(shù)組的索引，低5位用于尋址數(shù)據(jù)元素的位，相應(yīng)的位為‘I’表明允許接收相應(yīng)ID的CAN數(shù)據(jù)幀。根據(jù)應(yīng)用需要，可以調(diào)用兩個(gè)濾波子模塊的參數(shù)，如更改濾波子模塊一的列表項(xiàng)數(shù)N、增加或減少濾波子模塊二的ID的濾波位數(shù)。兩個(gè)濾波子模塊可以單獨(dú)使能，也可以同時(shí)使能；可以配置為與的關(guān)系，也可以配置為或的關(guān)系。本實(shí)用新型的系統(tǒng)只需要在具有WIFI接口的商用移動(dòng)智能終端上安裝相應(yīng)的CAN診斷軟件就可以直接將其作為CAN診斷系統(tǒng)的顯示終端，不需要使用PC或?qū)ｉT的顯示終端。目前幾乎所有的商用移動(dòng)智能終端都配備有WIFI接口，而且其計(jì)算和顯示功能非常強(qiáng)大。直接使用移動(dòng)智能終端作為診斷顯示終端具有成本低、體積小、速度快、靈活方便、不需要專用診斷終端等特點(diǎn)，特別適合于工程機(jī)械外場(chǎng)調(diào)試等各種生產(chǎn)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)對(duì)CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行分析和診斷。CAN總線接口模塊采用子板設(shè)計(jì)，通過更換CAN總線接口模塊，可以支持高速CAN、低速容錯(cuò)CAN和單線CAN等各種CAN物理層連接，適用于各種CAN總線應(yīng)用場(chǎng)合；通過更換不同的總線接口模塊，還可以提供對(duì)其它現(xiàn)場(chǎng)總線的支持。本實(shí)用新型的系統(tǒng)支持Client (無線客戶端)模式和AP (無線接入點(diǎn))模式，WIFI模塊和可選的2G/3G模塊可以同時(shí)工作，多個(gè)移動(dòng)智能終端可以同時(shí)連接到CAN總線智能診斷系統(tǒng)，支持多個(gè)用戶同時(shí)對(duì)相同或不同的CAN總線進(jìn)行診斷。本實(shí)用新型的系統(tǒng)包括LIN總線模塊，可以通過軟件配置為Master模式或Slave模式，也可以工作在偵聽模式而不影響LIN總線的正常通信，支持對(duì)作為CAN在低端應(yīng)用的延伸的LIN總線進(jìn)行分析和診斷。本實(shí)用新型的系統(tǒng)具有強(qiáng)大的硬件濾波和軟件濾波功能，軟件濾波支持對(duì)CAN標(biāo)準(zhǔn)幀的所有11位ID或擴(kuò)展幀的高11位ID進(jìn)行快速濾波，靈活的硬件濾波加軟件濾波機(jī)制，使得CAN診斷系統(tǒng)只需要接收和傳輸診斷軟件期待的CAN數(shù)據(jù)幀，減少CPU的處理時(shí)間和WIFI的數(shù)據(jù)傳輸量。本實(shí)用新型將WIFI引入CAN總線診斷中，支持多種CAN物理層連接，且直接利用具有WIFI接口的商用移動(dòng)智能終端如智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等作為CAN總線診斷的智能顯示終端，能夠方便的對(duì)CAN總線數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層通信進(jìn)行分析和診斷，快速定位CAN總線軟硬件故障，具有成本低、體積小、速度快、靈活方便、不需要專用診斷終端等特點(diǎn)，特別適合于工程機(jī)械外場(chǎng)調(diào)試等各種生產(chǎn)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)對(duì)CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行分析和診斷。
權(quán)利要求1.一種基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括主處理器模塊、WIFI通信模塊、CAN總線模塊、LIN總線模塊、存儲(chǔ)器模塊、系統(tǒng)監(jiān)控模塊、RS232通信模塊、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，所述WIFI通信模塊、CAN總線模塊、LIN總線模塊、存儲(chǔ)器模塊、系統(tǒng)監(jiān)控模塊、RS232通信模塊、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊均與主處理器模塊相連接，所述WIFI通信模塊用于進(jìn)行無線通訊，系統(tǒng)監(jiān)控模塊用于進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控，RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)，RS232通信模塊為系統(tǒng)提供通信接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，其特征在于，還包括2G/3G通信模塊、USB通信模塊和LAN通信模塊，上述模塊均與主處理器模塊相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)器模塊包括RAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器和SD卡擴(kuò)展插槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)監(jiān)控模塊包括用于系統(tǒng)監(jiān)控的協(xié)處理器和溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述CAN總線模塊包括可編程的終端電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述主處理器模塊為Freescale公司的1.MX35微處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述主處理器模塊為ST公司STM32F207嵌入式處理器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于WIFI與移動(dòng)智能終端的CAN總線診斷系統(tǒng)。CAN診斷硬件包括主處理模塊以及與主處理模塊相連的外圍電路，外圍電路包括WIFI通信模塊、CAN總線模塊、LIN總線模塊、存儲(chǔ)器模塊、系統(tǒng)監(jiān)控模塊、RS232通信模塊、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，以及可選的2G/3G通信模塊、USB通信模塊和LAN通信模塊。存儲(chǔ)器模塊包括RAM存儲(chǔ)器、FLASH存儲(chǔ)器和SD卡插槽，系統(tǒng)監(jiān)控模塊包括用于系統(tǒng)監(jiān)控的協(xié)處理器和溫度傳感器。本實(shí)用新型具有成本低、體積小、速度快、靈活方便、不需要專用診斷終端等特點(diǎn)，特別適合于工程機(jī)械外場(chǎng)調(diào)試等各種生產(chǎn)測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)對(duì)CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行分析和診斷。
文檔編號(hào)G05B23/02GK202975800SQ20122068985
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者何海波, 孫波, 吳小勇, 王勇, 王晨, 何家健, 張?chǎng)卫?申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一六研究所