汽車CAN-BUS車載網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)與智能故障設(shè)置考核系統(tǒng)

一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本車載網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱教學(xué)臺(tái)）采用大眾轎車(寶來BORA、帕薩特PASSAT、奧迪等可選車型)、日系轎車（卡羅拉、雅閣、銳志等可選車型）車載CAN總線網(wǎng)絡(luò)，可演示各系統(tǒng)這間的關(guān)聯(lián)以及系統(tǒng)中各模塊這間通過CAN數(shù)據(jù)通信線的工作過程；可以設(shè)置模塊間的CAN線故障以及各模塊的K線故障；通過面板上的實(shí)物演示以及檢測(cè)端子可以進(jìn)行功能測(cè)試與故障分析提供參考的數(shù)據(jù)。如圖1所示：

圖1帶數(shù)字化彩屏的汽車CAN-BUS車載網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

二.、功能特點(diǎn)

1、面板上繪有完整的大眾車載網(wǎng)絡(luò)（CAN-BUS）（包含舒適系統(tǒng)）系統(tǒng)原理圖。設(shè)有檢測(cè)端子，可通過儀器儀表檢測(cè)傳感器，執(zhí)行器等各種信號(hào)參數(shù)如電壓、電阻、頻率等；

2、通過操縱控制開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同車窗電機(jī)以及后視鏡的控制，真實(shí)演示大眾車載網(wǎng)絡(luò)（CAN-BUS）系統(tǒng)的工作過程；

3、發(fā)光二極管顯示工作元器件狀態(tài)；

4、故障模擬系統(tǒng)可模擬實(shí)際運(yùn)行工況，設(shè)置多種實(shí)車常見故障。具體內(nèi)容詳見故障模擬設(shè)置裝置說明；

5、防盜與控制系統(tǒng)等操作原理；

6、裝有診斷座，可讀取故障碼與數(shù)據(jù)流等；

7、配備PC-CAN數(shù)據(jù)交換軟件及接口電纜,可以在計(jì)算機(jī)上讀取CAN數(shù)據(jù),觀察CAN數(shù)據(jù)交換。在線檢測(cè)CAN總線上各節(jié)點(diǎn)的ID，檢測(cè)狀態(tài)幀、控制幀等重要數(shù)據(jù)；控制數(shù)據(jù)發(fā)送，進(jìn)行人為控制。通過人機(jī)交流，進(jìn)行在線即時(shí)控制“實(shí)驗(yàn)臺(tái)"上CAN節(jié)點(diǎn)按指令工作；

8、CAN-BUS物理信號(hào)波形與故障診斷分析；

9、底架部分采用實(shí)驗(yàn)桌，臺(tái)面保留30cm寬空間,方便放置檢測(cè)用的儀器及儀表/實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，表面采用烤漆工藝，帶自鎖腳輪；

10、汽車油漆高溫烤漆處理；加裝交流電源漏電保護(hù)裝置；轉(zhuǎn)動(dòng)元器件外加裝防護(hù)裝置；

11、汽車車載網(wǎng)絡(luò)CAN_BUS通訊教學(xué)實(shí)訓(xùn)數(shù)字化彩屏CAN報(bào)文的采集，進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新，通過屏幕可以看到報(bào)文的更新，可以實(shí)現(xiàn)雙CAN通道接口的報(bào)文采集，CAN1舒適系統(tǒng)報(bào)文的采集，CAN2動(dòng)力系統(tǒng)報(bào)文的采集；

12、汽車車載網(wǎng)絡(luò)CAN_BUS通訊教學(xué)實(shí)訓(xùn)數(shù)字化彩屏上增加觸摸的功能，可通過觸摸的功能對(duì)實(shí)訓(xùn)臺(tái)進(jìn)行控制，當(dāng)觸摸顯示屏的相應(yīng)按鈕，數(shù)字屏將發(fā)出相應(yīng)的CAN報(bào)文，實(shí)訓(xùn)臺(tái)將產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；

13、實(shí)訓(xùn)臺(tái)帶有考核測(cè)試平臺(tái)，考核平臺(tái)用于設(shè)置故障點(diǎn)，讓學(xué)生排除所設(shè)置的故障點(diǎn)，并記錄考核學(xué)生的成績(jī)；

14、考核故障點(diǎn)的設(shè)置可以通過PC機(jī)和下位機(jī)設(shè)置（類似于平板的移動(dòng)設(shè)備）；

15、多個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，組成局域網(wǎng)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信，考核平臺(tái)故障點(diǎn)的設(shè)置通過PC機(jī)或下位機(jī)無線設(shè)置；

16、數(shù)據(jù)采集功能，可以采集CAN網(wǎng)絡(luò)上的所有數(shù)據(jù)，發(fā)動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)速、壓力等。

三、技術(shù)參數(shù)

四、實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)配置

（一）示教臺(tái)。如圖2所示：

圖2示教臺(tái)

本示教臺(tái)采用大眾帕薩特B5轎車CANS系統(tǒng)。配以大型彩色噴繪CANS系統(tǒng)電路圖,并以CANS電控單元為中心，將系統(tǒng)各個(gè)元器件平面布置，為使線束清晰明了連線表示方法與原車線束相同,使CANS系統(tǒng)一目了然. 充分展示汽車數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和電路元件通過數(shù)據(jù)傳輸執(zhí)行工作。通過組合儀表的網(wǎng)關(guān)控制連接，可把動(dòng)力系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和舒適系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，組成完整的全車CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。操縱檔位開關(guān)，在組合儀表顯示過程中體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸；操縱電動(dòng)車窗、后視鏡、中控門鎖過程中體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)??？梢栽O(shè)置模塊間的CAN線故障以及各模塊的K線故障；通過面板上的實(shí)物演示以及檢測(cè)端子可以進(jìn)行功能測(cè)試與故障分析提供參考的數(shù)據(jù)，完整地掌握CANS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和理論知識(shí)，了解CANS系統(tǒng)各電控元器件的作用、原理、故障現(xiàn)象。

功能特點(diǎn)：

1、教學(xué)面板電路原理圖和文字采用高清噴繪而成，與原車線束色彩一致；并用高強(qiáng)度有機(jī)玻璃板和鋁合金邊框包裹。

2、教學(xué)面板上彩色電路原理圖上設(shè)置電控系統(tǒng)檢測(cè)端子和排除端子，檢測(cè)端子可進(jìn)行實(shí)時(shí)故障檢測(cè)與排除，可使用萬用表、示波器等儀器檢測(cè)各傳感器和執(zhí)行器的電壓及電阻值；排除端子用于診斷出有系統(tǒng)線路斷路或接解不良時(shí)，可將面板上檢測(cè)端子和排除端子進(jìn)行線路連接排除系統(tǒng)的故障，使教學(xué)上的故障診斷及排除更加直觀，操作簡(jiǎn)單快捷。

3、電控單元診斷接口，可連接專用或通用型，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)和舒適系統(tǒng)進(jìn)行故障碼讀取、故障碼清除、數(shù)據(jù)流分析、自適應(yīng)調(diào)整、防盜匹配等操作。

4、分為二塊：動(dòng)力系統(tǒng)與舒適系統(tǒng)，可獨(dú)立工作，也可組合工作；通過組合儀表的網(wǎng)關(guān)控制連接，可把動(dòng)力系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和舒適系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連成完整的全車CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

5、留有30CM以上寬度的水平桌面，便于放置萬用表、以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告書等。

6、可根據(jù)客戶需要，選配故障設(shè)置方式：①撥插斷路式，可做斷路或短路的故障設(shè)置以及可附加線性不間斷調(diào)整電阻、電壓信號(hào)；②集成電路板控制式，可通過智能觸摸按鍵面板控制，進(jìn)行故障的設(shè)置和排除；③單片機(jī)智能故障控制式，可通過主機(jī)界面進(jìn)行故障的設(shè)置和排除、并具有考核系統(tǒng)。

7、整體臺(tái)架采用鋼性結(jié)構(gòu)焊接，表面高溫噴塑處理，臺(tái)架移動(dòng)自如，并帶有腳輪自鎖裝置。

8、示教板面板可以與臺(tái)架折疊，方便運(yùn)輸及設(shè)備放置。

9、可擴(kuò)展成CAN總線系統(tǒng)創(chuàng)新開發(fā)平臺(tái)。

10、可配套CAN總線分析儀（瑞典Kvaser進(jìn)口儀器，含CANking總線分析軟件），可實(shí)時(shí)工作分析CAN總線網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)，模擬仿真ECU發(fā)送門窗、后視鏡、儀表盤指示等控制報(bào)文數(shù)據(jù)。

11、可配套CAN總線開發(fā)教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱，結(jié)合教學(xué)試驗(yàn)臺(tái)，更好的了解和掌握CAN通訊節(jié)點(diǎn)開發(fā)，并且可以通過節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)。

（二）汽車CAN-BUS車載網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)數(shù)字化彩屏，如圖3所示：

圖3數(shù)字化彩屏

1、技術(shù)參數(shù)：

◆工作電壓：DC5V供電

◆數(shù)字化彩屏：800*480，7寸LCD觸摸屏

◆主處理器：120M高速處理器

◆CAN接口：雙路CAN接口，支持2.0A，2.0B

◆波特率：可適應(yīng)5K——1Mbps CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信

◆無線局域網(wǎng)Zigbee 無線通信

2、主要特點(diǎn)：

◆CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信

◆CAN報(bào)文實(shí)時(shí)工作和顯示

◆實(shí)現(xiàn)動(dòng)力和舒適系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)顯示:

◆可視化教學(xué)與實(shí)訓(xùn):

◆可觸摸反控車身單元功能:

◆可編程功能

3、功能說明：

將彩屏模塊上的CAN網(wǎng)絡(luò)接口正確的連接到教學(xué)實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的相應(yīng)CAN網(wǎng)絡(luò)，即可正常的將數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。

（1）功能一：查看數(shù)據(jù)流。如圖4所示：

圖4 數(shù)據(jù)流查看功能界面

（2）、功能二：控制功能。如圖5所示；

圖5 功能控制界面

（3）功能三：故障設(shè)置。如圖6所示：

圖6 故障設(shè)置界面

（4）功能四：考評(píng)系統(tǒng)。如圖7、8、9所示

圖7 進(jìn)入考評(píng)設(shè)置

圖8 考評(píng)系統(tǒng)設(shè)置

圖9 考試過程

(三) CAN-BUS開發(fā)教學(xué)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)箱。如圖7所示：

       圖7 CAN-BUS開發(fā)教學(xué)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)箱

(四) USB CAN總線分析儀 。如圖8所示：

圖8 USB CAN總線分析儀Kvaser 立富L

Kvaser 立富L 是一款基于USB的單通道CAN總線分析儀，該分析儀攜帶方便、即插即用。

主要特點(diǎn)：

◆每個(gè)CAN消息均標(biāo)有100μs精度的時(shí)間標(biāo)簽(time stamp)。

◆每秒可以處理高達(dá)8000個(gè)消息。

◆支持11位標(biāo)識(shí)符(CAN 2.0A)的標(biāo)準(zhǔn)幀和29位標(biāo)識(shí)符(CAN 2.0B active)的擴(kuò)展幀。

◆支持?jǐn)?shù)據(jù)幀和遠(yuǎn)程幀。

◆可檢測(cè)錯(cuò)誤幀。

◆具有*的EMC性能。

◆分析儀一端是110 cm (44 in.)長(zhǎng)的USB線纜，另一端是30 cm (12 in.)長(zhǎng)的CAN線纜。

◆使用DB 9針連接頭接入CAN總線。

◆可選擇帶電隔離的CAN總線驅(qū)動(dòng)器。

◆專為USB 2.0設(shè)計(jì)，兼容 USB 1.1。

◆低能耗。

◆安裝快速、簡(jiǎn)易，即插即用。

◆為Kvaser硬件編寫的應(yīng)用程序兼容Kvaser CANlib。

◆多個(gè)Kvaser Leaf Light CAN總線分析儀可通過標(biāo)準(zhǔn)的USB 集線器連接到同一個(gè)PC機(jī)上。

軟件和文檔

◆Kvaser CANLIB SDK(Software Development Kit，軟件開發(fā)包)包括了開發(fā)CAN總線分析儀軟件所需要的所有資料，包括用C、 C++、C#、Delphi和Visual Basic描述的全部文檔和大量的程序范例。所有的CAN總線分析儀使用一個(gè)通用的API庫，適用于任何一款Kvaser CAN分析儀。

◆J2435應(yīng)用程序接口。

◆RP1210A應(yīng)用程序接口。

◆文檔、軟件和驅(qū)動(dòng)均是免費(fèi)的。升級(jí)軟件會(huì)定期在我們的網(wǎng)站上發(fā)布 。

◆Kvaser CanKing是用于Windows系統(tǒng)的多功能CAN總線監(jiān)測(cè)/分析軟件，尤其是可以支持CanKingdom和DeviceNet。

應(yīng)用軟件支持

◆Kvaser CanKing

◆Warwick X-Analyser

◆ATI Apollo

◆ATI CANlab

◆ATI Vision

◆Ficosa CANica

◆National Instruments DIAdem

◆National Instruments LabVIEW

◆VAT 2000

◆Xtm

軟件平臺(tái)

◆Windows XP/2000/2003、Windows 98/ME

◆Linux (in progress)

產(chǎn)品類型

◆Kvaser立富L  HS (Item No. 0435-1)

帶USB接口的單通道高速CAN總線分析儀 (ISO 11898-2)，速率為5K～1Mbit/s。

Kvaser 立富L HS技術(shù)參數(shù)。如圖9所示：

圖9 Kvaser 立富L HS技術(shù)參數(shù)

(五) CAN-BUS教學(xué)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)配套軟件

1、Kvaser CanKing總線分析軟件。如圖10所示：

圖10 Kvaser CanKing總線分析軟件

注：Kvaser CanKing是一個(gè)免費(fèi)的CAN總線監(jiān)測(cè)器和通用診斷工具。它特別適合于交互式開發(fā)工作。您可以容易地發(fā)送CAN消息并研究它們?cè)谀繕?biāo)模塊上的影響。你只需要一個(gè)Kvaser CAN接口。Kvaser CanKing免費(fèi)。

主要特點(diǎn)：

基礎(chǔ)版本使你能夠在CAN總線上顯示消息，并能夠隨意以幾種不同方法格式化這些消息。你也可以通過填寫對(duì)話框和壓下OK來發(fā)送CAN消息。有很多消息排列選項(xiàng)。（ CanKingdom的用戶將看到支持這里的幾乎所有King頁）

其它特點(diǎn)包括:

◆為你已經(jīng)發(fā)送的消息列出歷史表格

◆CAN總線統(tǒng)計(jì)（消息的編號(hào)、總線負(fù)載等等）

◆一個(gè)通訊量發(fā)生器用于研究總線處于重載下的系統(tǒng)

◆消息進(jìn)和出的時(shí)間標(biāo)記（時(shí)間標(biāo)記可以按相對(duì)格式顯示）

請(qǐng)注意CANKing不能替代全功能的CAN總線分析儀。它只是用于交互式開發(fā)，不是用于總線通訊量的重載記錄。

CAN接口

  Kvaser的所有CAN接口都支持CANKing。

CANlib軟件開發(fā)組合。如圖11所示：

圖11 CANlib軟件開發(fā)組合

包括：

◆很多范例程序

◆調(diào)試你自己的使用 CANking（免費(fèi)的總線監(jiān)測(cè)器）的CAN工具

◆啟動(dòng)和參考文檔

◆支持虛擬（無硬件）CAN通道，你可以用于測(cè)試或演示目的?，F(xiàn)在就安裝該虛擬驅(qū)動(dòng)并體驗(yàn)一下。

◆包括16-bit (DOS, Windows 3.x) 支持PCI can系列板。

◆CANopen Master API用于我們現(xiàn)有的所有硬件。

◆用CANlib寫的軟件和我們現(xiàn)有的以及將來的硬件兼容。使用CANlib的應(yīng)用項(xiàng)目可以用在另一個(gè)平臺(tái)而不需要修改。

應(yīng)用支持：

◆Kvaser LAPcan系列

◆Kvaser Leaf系列

◆Kvaser Memorator

◆Kvaser PCIcan系列

◆Kvaser PCcan系列

◆Kvaser USBcan系列

更多信息：

◆CANLIB 3.8幫助 (該幫助包含在CANLIB SDK中)

◆下載CANLIB SDK (包括文檔，范例等等)

◆CANLIB結(jié)構(gòu)一覽

LabVIEW環(huán)境下基于CANlib用戶二次開發(fā)軟件。如圖12所示：

圖12 LabVIEW環(huán)境下基于CANlib用戶二次開發(fā)軟件

該開發(fā)指南主要介紹了關(guān)于labview開發(fā)的一些例子，能夠幫助用戶盡快熟悉有關(guān)labview二次開發(fā)的過程。在用戶編寫程序之前，首先要確保用戶的電腦上已經(jīng)正確安裝了labview8.6或更新的版本，并成功對(duì)其進(jìn)行注冊(cè)。光盤里面的“kvCanVi"文件夾中的“kvCanStatExample"程序用于可以對(duì)總線上的數(shù)據(jù)進(jìn)行收發(fā)。kvCanVI程序里面包含很多帶有高級(jí)功能的子程序。用戶可以利用這些子vi進(jìn)行程序編寫。版本的labview程序可以在廣州智維電子科技下載）

(1)獲取CAN報(bào)文ID、數(shù)據(jù)幀等信息

利用“kvCanRead.vi"或“kvCanReadWait.vi"可以獲得CAN報(bào)文的ID、標(biāo)志、數(shù)據(jù)。打開“kvCanStatExample"的程序框圖，找到“kvCanRead"或“kvCanReadWait"子程序，該程序帶有“Message Id"、“ Message Data"等接口，在其接口處右鍵——“創(chuàng)建"——“顯示控件"，則可以通過顯示控件來顯示總線上的報(bào)文信息。

(2)獲取教學(xué)臺(tái)上各個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的ID信號(hào)

將教學(xué)臺(tái)與PC機(jī)通過Kvaser總線分析儀連接起來，打開CANKing軟件，在顯示窗口中右鍵選擇“Fixed Positions"，將各個(gè)ID依次排列起來。觀察顯示窗口，當(dāng)用戶在教學(xué)臺(tái)上按動(dòng)不同模塊的按鈕，會(huì)有不同ID的數(shù)據(jù)發(fā)生變化。這些ID就是該模塊對(duì)應(yīng)的信號(hào)。

(3)利用布爾燈顯示模塊狀態(tài)

將“kvCanRead.vi"或“kvCanReadWait.vi"的“Message Id"接口與模塊的信號(hào)ID數(shù)值相比較，若相等則執(zhí)行相應(yīng)的的動(dòng)作如“燈亮/滅"等，若不相等則直接忽略。由于在CAN總線上，同一個(gè)ID的報(bào)文并不是一直都在總線上持續(xù)發(fā)送，而是每次發(fā)送時(shí)都有一定的時(shí)間間隔。對(duì)于童鎖、車門鎖模塊，為了能夠準(zhǔn)確反映出該模塊的狀態(tài)，必須使用“反饋節(jié)點(diǎn)"控件，保持模塊原來的狀態(tài)，直到有新的報(bào)文更新了模塊的狀態(tài)。

(4)通過按鈕控制模塊動(dòng)作

在程序的前面板放置一個(gè)按鈕，通過事件結(jié)構(gòu)，選擇觸發(fā)動(dòng)作“值改變"，將“kvCanWrite.vi"與要發(fā)送的報(bào)文(data0~data7)連接一起之后，放置在事件結(jié)構(gòu)框圖里面。當(dāng)點(diǎn)動(dòng)按鈕時(shí)，“kvCanWrite.vi"程序就會(huì)把用戶所要發(fā)送的報(bào)文通過總線發(fā)送出去，控制對(duì)應(yīng)的模塊動(dòng)作

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