專利名稱：可遠程控制的can總線測試裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種CAN總線的測試裝置及其方法。
背景技術：
目前，常用的CAN總線測試方法是分別將CAN總線分析儀CANcaseXL和CAN總線示波器CANscope的一端與電腦相連接，另一端直接接入CAN總線，并利用配套軟件CANalyzer 和CANscope來直接進行CAN總線信息和物理特性的檢測。這樣做能夠準確的分析CAN總線上的信息，從而完成對總線載荷的測試工作。但是這種方法又有一些不足首先，常用方法只是孤立的使用CAN總線分析儀CANcaseXL和CAN總線示波器CANscope，使其很難集成于系統之中，不能將總線分析儀和總線示波器的優點集成到測試系統之中，從而不能夠實現其在復雜測試系統和復雜網絡層次中的應用；其次，連接總線分析儀CANcaseXL和總線示波器CANscope的計算機不能自主運行，需要有人操作，會給測試工作帶來困難；再次， 在測試過程中，一旦受到場地的因素限制，使得連接總線分析儀CANcaseXL和總線示波器 CANscope的計算機被迫要與測試系統中其他計算機分開布置，致使連接總線分析儀和總線示波器的計算機所測量到得CAN總線信息不能夠及時的反應到測試系統的其他計算機上， 這就會給整個測試工作造成困難。

發明內容
為了克服現有技術存在測試系統的孤立性和對人的依賴性的不足，本發明提供一種基于總線分析儀CANcaseXL、總線示波器CANsCOpe、CAN總線接口控制器的可遠程控制的 CAN總線測試裝置，能夠實現對總線分析儀CANcaseXL和總線示波器的遠程控制，能夠將連接總線分析儀和總線示波器的計算機集成于復雜的測試系統之中；能夠通過上位機完成原先必須在連接總線分析儀和總線示波器的計算機上進行的操作，減少了人力需求，為測試提供方便。只要連接總線分析儀和總線示波器的計算機能夠與系統中的上位機相連，連接總線分析儀和總線示波器的計算機位置就可以任意布置，而且通過總線分析儀和總線示波器所測量到的CAN總線的信息能夠實時的反映到測試系統的上位機上，從而擺脫了場地等因素限制，為總線測試提供便利。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是包括總線分析儀、總線示波器、總線接口控制器、總線監測計算機和主控計算機。主控計算機通過串口發送接口選擇指令到總線接口控制器，控制所要測試載荷的總線接口與CAN總線的通斷，主控計算機通過TCP/IP 協議向總線監測計算機發送指令，控制總線分析儀和總線示波器的工作，總線分析儀和總線示波器接收總線上所傳輸的數據和指令后傳輸至總線監測計算機，由總線監測計算機將主控計算機所需數據和有關CAN總線的統計量信息通過TCP/IP協議傳遞給主控計算機。所述接口控制器包括串口通訊模塊、繼電器控制模塊、繼電器陣列組成的CAN控制器和CAN接口連接器。主控計算機通過串口通訊模塊發送閉合或斷開指令，繼電器控制模塊使CAN控制器的相關繼電器閉合或斷開，和該繼電器連接的CAN接口連接器和CAN控制器中的CAN總線連接或斷開，使得CAN接口控制器可以滿足多路接口連接需要，完成數據通訊、測試設備等連接的需求。本發明還提供所述CAN總線測試裝置的測試方法，包括以下步驟第一步，主控計算機通過串口向CAN總線控制器發送接口選擇指令。主控計算機向CAN總線接口控制器發送CAN接口選擇指令，通過選擇指令，CAN總線控制器將指令中指定的端口打開，使所要測試載荷的總線接口連接到CAN總線上。第二步，主控計算機通過以太網向總線監測計算機發送初始化指令。主控計算機向總線監測計算機發送初始化指令，總線監測計算機收到指令后啟動總線分析儀、總線示波器。第三步，主控計算機通過以太網向總線監測計算機發送加載配置指令。主控計算機向總線監測計算機發送加載配置指令，確定所需測試的載荷代號，總線監測計算機收到載荷代號后選擇對應的總線配置加載到總線分析儀和總線示波器上。第四步，主控計算機通過以太網向總線監測計算機發送開始測試指令。主控計算機向總線監測計算機發送開始測試指令，總線監測計算機收到開始測試指令后開始監測總線信息及其變化。第五步，測試載荷開始運行。使測試載荷開始運行，測試載荷將通過CAN總線獲取或發送消息。第六步，總線分析儀、總線示波器顯示變化。總線分析儀接收CAN總線上傳輸的信息，總線示波器接收CAN總線上的物理值變化，并傳遞給總線監測計算機。第七步，總線監測計算機通過以太網向主控計算機傳遞總線信息。總線監測計算機將監測到的總線消息傳送到主控計算機，主控計算機接收消息后將與載荷執行動作和指令集進行對比，能夠判斷載荷是否正常工作。第八步，總線監測計算機通過以太網向主控計算機傳遞總線統計信息。總線分析儀根據CAN總線的通訊情況生成總線的統計量信息，總線監測計算機將這些統計信息傳遞到主控計算機，從而能夠根據這些統計信息來判斷總線的工作狀態，若是載荷測試正常，則依次執行第九步 第十一步，若是載荷測試錯誤，則依次執行第第十二步禾口第十三步。第九步，主控計算機通過以太網向總線監測計算機發送測試停止指令。測試完成后主控計算機向總線監測計算機發送測試停止指令，總線監測計算機收到指令后停止總線分析儀和總線示波器對總線的監測。第十步，主控計算機通過串口向總線接口控制器發送斷開指定端口指令。主控計算機向總線接口控制器發送指定端口的斷開指令，斷開指定端口與CAN總線的連接。第十一步，重復第一步至第十步，直至測試完畢所有的待測量載荷。第十二步，主控計算機通過串口向總線接口控制器發送指定端口斷開指令。載荷執行出錯或與指令表不符，主控計算機向總線接口控制器發送所測試載荷的端口斷開的指令，斷開所測試載荷與CAN總線的連接。第十三步，主控計算機通過以太網向總線監測計算機發送測試停止指令。
主控計算機向總線監測計算機發送測試停止指令，總線監測計算機收到停止指令后停止總線分析儀和總線示波器的運行，停止其對總線的監測。本發明的有益效果是由于采用了將連接總線分析儀和總線示波器的計算機進行遠程控制，使得我們能夠方便的將連接CANcaseXL和CANscope的計算機加入到測試系統之中，使得我們能夠在復雜的測試系統之中也能應用總線分析儀CANalyzer和總線示波器 CANscope，給CAN總線測試提供便利；實現遠程控制總線分析儀和總線示波器的加載配置、 開始、停止、退出等操作。主控計算機還能夠通過TCP/IP協議獲取總線監測計算機得到的 CAN總線信息和CANalyzer軟件產生的統計量的信息，使得主控計算機能夠實時獲得CAN總線的狀態，從而實現總線監控計算機的無人操作，節省人力；由于總線監測計算機是通過以太網和主控計算機相連接且主控計算機又能夠通過網絡獲取CAN總線的相關消息，所以總線監測計算機能夠克服實驗場地等因素對總線測試帶來的限制，可以任意布置，方便總線測試的進行；總線接口控制器的接入使得我們可以分別將多個測試載荷分別可控的接入到 CAN總線，實現了對于不同載荷測試的自動化。下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。


圖1是本發明連接示意圖。圖2是本發明流程圖。圖3是本發明操作流程圖。圖4是CAN總線接口控制器原理示意圖。圖1中1為上位機(測試系統中的主控計算機)和總線監測計算機(連接CAN總線分析儀和CAN總線示波器的計算機)的網絡連接，其網絡可以根據測試系統的不同要求而采用以太網、反射內存網等不同網絡構建。2為CAN總線網絡，總線分析儀以及總線示波器連接到同一 CAN總線，物理連接接口采取DB9接口。3為總線分析儀和總線示波器與計算機之間的連接，分別采用USB和串口連接到計算機上，4為上位機和總線控制器之間的連接，總線接口控制器通過串口接收上位機的指令。
具體實施例方式裝置實施例參照圖1，本發明的裝置包括上位機、總線接口控制器、總線監測計算機、總線分析儀、總線示波器、被測試載荷1到n、CAN總線和以太網網絡。將CAN總線分析儀和CAN總線示波器與測試系統中作為總線監測計算機的一臺計算機連接，總線監測計算機與測試系統中的主控計算機(上位機)通過以太網相連接，這兩臺計算機之間采用TCP/ IP協議進行數據傳輸。將CAN總線分析儀、CAN總線示波器以及所需測試的載荷接入CAN 總線接口控制器，這樣就組成了一個具有可擴展性的CAN總線測試網絡。可以根據載荷對測試系統的不同要求進行擴展，從而滿足測試要求。根據測試要求，上位機發送接口選擇指令到CAN總線接口控制器，使得CAN總線接口控制器將所要測試載荷的CAN總線接口與CAN 總線相連接。根據測試要求，上位機通過TCP/IP協議向總線監測計算機發送指令，總線監測計算機接受指令后命令總線分析儀和總線示波器選取與所要測試載荷配套的配置進行加載。配置加載完成后測試即可進行。上位機命令測試開始后，總線分析儀接收總線上所傳輸的數據和指令，將上位機所需要的數據和有關CAN總線的統計量信息通過TCP/IP協議傳遞給上位機，上位機獲得數據并與期望數據進行對比，從而完成對總線的測試工作。測試完成后，上位機通過TCP/IP協議向總線監測計算機發送停止指令，總線監測計算機收到指令后向總線分析儀和總線示波器發送停止指令，總線分析儀和總線示波器執行停止動作。上位機同時向CAN總線接口控制器發送停止指令，CAN總線控制器斷開總線分析儀、總線示波器、測試載荷與總線的連接。測試工作結束。如需要測試另一載荷，只需上位機向CAN總線控制器發送接口選擇指令，CAN總線接口控制器就會將所需測試的載荷與CAN總線連通，可以開始另一載荷的總線測試工作。圖4中CAN接口控制器由四部分組成，包括串口通訊模塊、繼電器控制模塊、繼電器陣列組成的CAN總線和CAN總線連接器。利用CAN總線只有兩根導線，系統擴充時，直接將新節點掛接在總線上即可，一旦某一節點出現嚴重錯誤，可自動脫離總線，總線上的其他操作不受影響，節數實際可達110個的這些特點，構建一個總線回路，利用繼電器的控制方式，實現遠程控制CAN接口與總線的連接與斷開操作、控制測試設備與被測試載荷總線連接、載荷之間總線通訊等功能。其工作原理以繼電器1為例，上位機通過串口發送閉合指令，繼電器控制模塊使能繼電器1閉合，和繼電器1連接的CAN接口和CAN控制器中的CAN 總線連接。同理，上位機發送斷開指令時，繼電器1斷開，與其相連的CAN接口和CAN控制器的CAN總線斷開。同時，繼電器控制模塊可以同時控制多路繼電器閉合與斷開，使得CAN 接口控制器可以滿足多路接口連接需要。完成數據通訊、測試設備等連接的需求。方法實施例本發明所述的方法包括以下步驟裝置組成和搭建測試裝置由上位機、總線監測計算機、總線分析儀、總線示波器、總線接口控制器、 被測試載荷、以太網和CAN總線組成。將總線分析儀先通過USB接口連接到總線監測計算機上，再通過DB9接口將總線分析儀連接到CAN總線上。將總線示波器先通過串口連接到總線監測計算機上，再通過DB9接口將總線示波器連接到同一 CAN總線上。CAN總線是通過兩根電線上(CAN低-CANJ^P CAN高-CAN_H這兩根線)的電位差來進行信息傳遞的。DB9 接口分別使用了第2和第7針連接CAN_L和CAN_H，測試載荷通過DB9接口連接于同一 CAN 總線。將總線監測計算機和上位機通過以太網相連接。將測試載荷分別接入總線接口控制器，將上位機和總線接口控制器通過串口相連接。測試步驟第一步選擇測試載荷上位機通過串口向總線控制器發送載荷選擇指令，選擇將載荷1接入CAN總線，總線接口控制器收到指令后將載荷1的CAN總線接口與CAN總線接通，其余載荷與總線保持斷開狀態。第二步初始化上位機通過以太網向總線監測計算機發送初始化指令，總線監測計算機收到指令后，運行CANalyzer和CANscope，分別打開其初始界面，完成初始化。第三步加載載荷配置上位機通過以太網向總線監測計算機發送載荷配置指令，上位機通知總線監測計算機所測試載荷為1號載荷，總線監測計算機控制CANalyzer和CANscope加載事先配置好的測試參數，包括波特率125、采用標準幀、通道1為消息接收通道。第四步測試開始上位機通過以太網向總線監測計算機發送測試開始指令，總線監測計算機收到指令后啟動CANalyzer和CANscope，使其開始對總線的監測。第五步啟動選擇的測試載荷啟動載荷1，使其正常工作。隨著測試載荷的正常工作，測試載荷分別向CAN總線傳輸如下數據01 00 00 01 00 00 00 00 ；01 00 00 00 00 00 00 00 ；01 00 01 01 00 00 00 00；01 00 03 01 00 00 00 00，這些數據為載荷傳感器測量得到的數據，并發送到總線。第六步總線分析儀和總線示波器檢測到CAN總線信息總線分析儀接收到測試載荷1發送到CAN總線的數據01 00 00 01 00 00 00 00 ；01 00 00 00 00 00 00 00 ；01 00 01 01 00 00 00 00 ；01 00 03 01 00 00 00 00，
以及與數據相關的信息ID = 0、At = 0. 03。第七步總線監測計算機將數據傳輸至上位機總線監測計算機將接收到的這些數據01 00 00 01 00 00 00 00 ；01 00 00 00 00 00 00 00 ；01 00 01 01 00 00 00 00 ；01 00 03 01 00 00 00 00 通過以太網逐條發
送至上位機。第八步總線分析儀生成關于CAN總線的統計量信息在監測CAN總線同時，總線分析儀根據總線數據傳輸狀態產生關于CAN總線的統計量信息，包括標準幀速率10fr/s、錯誤幀速率lfr/s等。總線監測計算機將產生的數據通過以太網傳輸到上位機，在上位機屏幕上同時進行顯示。根據總線監測計算機所發送來的數據01 00 00 01 00 00 00 00 ；01 00 00 00 00 00 00 00 ；01 00 01 01 00 00 00 00 ；01 00 03 01 00 00 00 00、ID = 0、接收時間等
參數來判斷是否與載荷指令集所指示的相一致，接收到的指令是否與載荷的執行機構動作相符合，從而判斷載荷是否正常工作。根據測試，測試載荷1所示指令與指令集相符，并且執行機構動作也與指令相符合，測試結果為載荷1正常工作。第九步載荷1測試結束，發送測試停止指令所有數據和指令測試完成，和載荷指令集對比無誤后，主控計算機向總線監測計算機發送測試停止指令，總線監測計算機收到指令后停止總線分析儀和總線示波器對總線的監測。第十步上位機通過串口發送CAN接口斷開指令上位機通過串口向總線接口控制器發送斷開測試載荷1端口指令，總線接口控制器收到指令后斷開載荷1和CAN總線的連接，此時再沒有載荷與CAN總線相連接。第十一步開始載荷2的測試上位機通過串口向總線接口控制器發送連接端口 2指令，總線接口控制器接收指令后將載荷2的端口接到CAN總線上。后續過程從第二步開始向下重復進行。
權利要求
1.一種可遠程控制的CAN總線測試裝置，包括總線分析儀、總線示波器、總線接口控制器、總線監測計算機和主控計算機，其特征在于主控計算機通過串口發送接口選擇指令到總線接口控制器，控制所要測試載荷的總線接口與CAN總線的通斷，主控計算機通過TCP/ IP協議向總線監測計算機發送指令，控制總線分析儀和總線示波器的工作，總線分析儀和總線示波器接收總線上所傳輸的數據和指令后傳輸至總線監測計算機，由總線監測計算機將主控計算機所需數據和有關CAN總線的統計量信息通過TCP/IP協議傳遞給主控計算機。
2.根據權利要求1所述的可遠程控制的CAN總線測試裝置，其特征在于所述的接口控制器包括串口通訊模塊、繼電器控制模塊、繼電器陣列組成的CAN控制器和CAN接口連接器，主控計算機通過串口通訊模塊發送閉合或斷開指令，繼電器控制模塊使CAN控制器的相關繼電器閉合或斷開，和該繼電器連接的CAN接口連接器和CAN控制器中的CAN總線連接或斷開。
3.一種利用權利要求1所述裝置的可遠程控制的CAN總線測試方法，其特征在于包括下述步驟第一步，主控計算機向CAN總線接口控制器發送CAN接口選擇指令，通過選擇指令，CAN 總線控制器將指令中指定的端口打開，使所要測試載荷的總線接口連接到CAN總線上；第二步，主控計算機向總線監測計算機發送初始化指令，總線監測計算機收到指令后啟動總線分析儀、總線示波器；第三步，主控計算機向總線監測計算機發送加載配置指令，確定所需測試的載荷代號，總線監測計算機收到載荷代號后選擇對應的總線配置加載到總線分析儀和總線示波器上；第四步，主控計算機向總線監測計算機發送開始測試指令，總線監測計算機收到開始測試指令后開始監測總線信息及其變化；第五步，使測試載荷開始運行，測試載荷將通過CAN總線獲取或發送消息； 第六步，總線分析儀接收CAN總線上傳輸的信息，總線示波器接收CAN總線上的物理值變化，并傳遞給總線監測計算機；第七步，總線監測計算機將監測到的總線消息傳送到主控計算機，主控計算機接收消息后將與載荷執行動作和指令集進行對比，能夠判斷載荷是否正常工作；第八步，總線分析儀根據CAN總線的通訊情況生成總線的統計量信息，總線監測計算機將這些統計信息傳遞到主控計算機，從而能夠根據這些統計信息來判斷總線的工作狀態，若是載荷測試正常，則依次執行第九步 第十一步，若是載荷測試錯誤，則依次執行第第十二步和第十三步；第九步，測試完成后主控計算機向總線監測計算機發送測試停止指令，總線監測計算機收到指令后停止總線分析儀和總線示波器對總線的監測；第十步，主控計算機向總線接口控制器發送指定端口的斷開指令，斷開指定端口與CAN 總線的連接；第十一步，重復第一步至第十步，直至測試完畢所有的待測量載荷； 第十二步，載荷執行出錯或與指令表不符，主控計算機向總線接口控制器發送所測試載荷的端口斷開的指令，斷開所測試載荷與CAN總線的連接；第十三步，主控計算機通過以太網向總線監測計算機發送測試停止指令。主控計算機向總線監測計算機發送測試停止指令，總線監測計算機收到停止指令后停止總線分析儀和總線示波器的運行，停止其對總線的監測。
全文摘要
本發明公開了一種可遠程控制的CAN總線測試裝置及方法，主控計算機通過串口發送接口選擇指令到總線接口控制器，控制所要測試載荷的總線接口與CAN總線的通斷，主控計算機通過TCP/IP協議向總線監測計算機發送指令，控制總線分析儀和總線示波器的工作，總線分析儀和總線示波器接收總線上所傳輸的數據和指令后傳輸至總線監測計算機，由總線監測計算機將主控計算機所需數據和有關CAN總線的統計量信息通過TCP/IP協議傳遞給主控計算機。本發明減少了人力需求，從而擺脫了場地等因素限制。
文檔編號G05B19/418GK102176140SQ20101056461
公開日2011年9月7日 申請日期2010年11月25日 優先權日2010年11月25日
發明者岳曉奎, 李彬, 袁建平, 趙凱 申請人:西北工業大學