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某新能源客车现场测试报告---CANScope-Pro总线分析仪某新能源客车现场测试报告备注:本文引自广州致广州致远电子股份有限公司CANScope1. 概述1.1 背景描述某公司某型新能源客车在运营过程中，发生某个 CAN 节点故障导致整车的通讯中断，更换故障节点板后，恢复正常。
但在返厂检查时，又可以正常工作。
故广州致远电子股份有限公司CAN-bus 工程师赴厦门同安工业集中区某公司进行现场故障排查。
并且对整车的CAN-bus 进行系统的测试分析。
1.2 测试对象测试对象为图 1.1 所示的被测车辆的 CAN-Bus 通信系统与节点。
测试工具为广州致远电子股份有限公司的CAN总线分析仪主机CANScope-PRO和模拟干扰扩展板 CANStressZ。
图 1.1 被测车辆图 1.2 测试现场1.3 测试步骤（1）整车 CAN 系统分析测试：λ通信波特率故障排查；λ总线工作状态测试；λ总线负载率测试；λ干扰分析；λ系统总线延迟测量；λ系统总线带宽测量；λ采样点测试；λ位宽度容忍测试；λ系统错误干扰测试；λ系统总线压力测试；λ整车通讯分析测试。
（2）故障节点原因分析。
2. 测试过程2.1 通信波特率故障排查接上总线后，打开 CANscope 报文测试，通过【侦测波特率】可以自动匹配出网络平均波特率为 250K，与设定的波特率一致。
图 2.1 波特率测试通过【眼图时间测量】，测量结果位时间为4us，没有明显的偏差，故波特率精确度方面没有问题。
图 2.2 眼图位宽测量2.2 总线工作状态测试在启动车辆后，通过【报文帧统计功能】，此次测试样本为52708 个帧，无错误帧，正确率为 100%。
如图 2.3 所示。
说明车辆 CAN 总线未接通电机时工作稳定。
图 2.3 未接通电机总线工作状态测试CAN 总线波形也比较平稳，如图 2.4 所示。
图 2.4 未接通电机当接通电机后，拨前进挡，通过【报文帧统计功能】，此次测试样本为 15163 个帧，错误帧为 1940 帧，正确率为 87.21%。
基于CAN总线的电动客车电控系统多机通信模型设计盛姣【摘要】本文通过对基于飞思卡尔CAN总线模块的多机通信性能测试,选定了相关端口,并设计了通信测试电路板,加工PCB,完成了多机之间CAN总线通信性能的测试,为电控系统具体各单元的电路设计及布线打下良好基础.【期刊名称】《黑龙江科学》【年(卷),期】2016(007)022【总页数】4页(P6-8,73)【关键词】CAN总线;多机通信;PCB【作者】盛姣【作者单位】江苏联合职业技术学院无锡交通分院,江苏无锡214151【正文语种】中文【中图分类】U469.7一台基本的电动汽车(Electric Vehicle)控制系统主要包括整车控制单元、电机控制单元、电源管理系统、仪表灯光系统、加速/制动踏板以及若干传感器等，而这些控制单元之间都是通过CAN总线来进行数据交换和控制信号传输的。
为了确保后续设计的正常进行，设计一个基于CAN总线的多机通信模型非常有必要，此模型可以验证基于CAN总线的多机通信的可行性以及其通信速率。
在多机通信测试中，使用两个或两个以上的电子控制单元最简模型连接到CAN总线上，分别进行多机通信并设计同时发送数据帧以测试通信优先级。
电子控制单元最简模型包括: S12xs128微控制单元及外围电路，USB-BDM(背景调试模块)，CAN总线收发器，蓝牙无线串口模块等。
电路原理图如图1所示。
在图1中，由于使用了蓝牙无线串口模块，所有的测试操作均通过超级终端(Hyper Terminal)虚拟通用串口对电子控制单元进行操作以及获取从电子控制单元返回的数据。
蓝牙无线串口模块的型号为HC-05，该模块支持透明串口通信，波特率范围从2400bps～115200bps，可以通过AT指令进行修改。
在本设计中，使用115200bps波特率进行通信。
使用超级终端与电子控制单元进行交互，一定程度上可以替代传统的操作按键和液晶屏或数码管组成的操作面板，由于使用了上位机软件来代替硬件，可以加速开发时间并节省开发成本，还可以将测试数据轻松的保存于上位机，有利于后期分析与研究。
某纯电动轻型客车CAN总线车载网络系统开发某纯电动轻型客车CAN总线车载网络系统开发汽车行业在智能化和电动化方面的快速发展，使得车载网络系统和电子控制系统的重要性越来越显著。
特别是纯电动车型，车载网络系统和电子控制系统的设计和开发尤为重要。
在此背景下，某纯电动轻型客车CAN总线车载网络系统开发的研究工作就显得尤为紧迫和必要。
本研究基于CAN总线技术，设计了一套适用于某纯电动轻型客车的车载网络系统。
该系统的主要特点是采用多跳CAN总线拓扑结构，实现了多节点之间的高速、可靠、低延迟的通讯。
同时，在硬件上对CAN总线芯片进行了选型和设计，配合适当的外设，实现了包括数据采集、监控、控制等完整的车载网络系统功能。
为了保证系统的稳定性和可靠性，本研究在软件上根据车辆各个功能模块的需求，采用了先进的CAN总线通讯协议，并参考了相关的国际标准和规范。
同时，本研究还针对CAN总线通讯数据的传输、过滤、校验等方面进行了改进和优化，从而保证长时间高速运行下的通讯性能和数据完整性。
本系统实现了多节点之间的实时数据通讯和控制，能够满足车辆的多种功能要求，如充电管理、电池管理、动力控制、驾驶辅助、音频娱乐等。
同时，本系统还具有可扩展性和可定制性，能够适应不同客户的特殊需求。
在实际测试中，本系统已经通过了各种严酷的环境和性能测试，表现出了优秀的性能和可靠性。
本系统的开发成功，为某纯电动轻型客车的推广和普及提供了坚实的技术基础。
总之，本研究基于CAN总线技术，设计了一套适用于某纯电动轻型客车的车载网络系统，实现了多节点的高速、可靠、低延迟通讯和完整的车载网络功能，具有可扩展性和可定制性，为某纯电动轻型客车的发展做出了重要贡献。
除此之外，本系统还考虑了安全性问题。
对于车载网络系统而言，安全往往是一个非常重要的考虑因素。
因此，我们在系统设计的过程中，充分考虑了安全机制的设计。
首先，我们采用了CAN总线上加密的方式，保护了通讯内容的安全性，从而避免了黑客攻击和数据泄露的风险。
基于CAN网络的电动汽车网络设计严永利，王昌会湖南吉利汽车部件有限公司，（411100）E-mail:94582531@摘要：CAN（Controller Area Network）总线是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络，主要用于汽车的监测和控制，目前已经在汽车的电器网络中得到了广泛的应用。
相对于传统燃油车而言，电动汽车的电器部件数量较多（如BMS、MCU、ACC、车载充电机等），为满足各电器部件之间的连接及实时性通讯要求，本文针对电动汽车设计实现了一种CAN网络控制系统。
关键词：CAN总线，汽车网络，电动汽车，ECU1 引言随着电子技术的迅猛发展和在汽车上的广泛应用，汽车电子化程度越来越高。
德国Bosch公司为汽车应用而开发的多主机局部网络，即控制器局域网CAN（Controller Area Network），作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本较低的网络通讯控制方式，CAN 总线广泛应用于汽车工业、航空工业、工业控制、安防监控、工程机械、医疗器械、楼宇自动化等领域。
CAN总线技术是现代汽车广泛使用的一种汽车通讯技术，也是唯一成为国际标准的现场总线。
近年来随着电动汽车的发展，CAN总线技术设计和应用的重要性更加突出。
2 CAN网络简介CAN（Controller Area Network）即控制器局域网，是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络。
CAN通讯协议主要描述设备之间的信息传递方式。
CAN协议规范中关于层的定义与开放系统互连（OSI）模型一致，设备中的每一层与另一设备上相同的那一层通讯，实际的通讯发生在每一设备上相邻的两层，而设备只通过模型物理层的物理介质互连。
CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,取而代之以对通信数据块进行编码，这样可使网络内的节点个数在理论上不受限制。
CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。
基于CAN总线的电动汽车整车参数测试网络基于CAN总线的电动汽车整车参数测试网络类别：汽车电子摘要:本文介绍了基于CAN总线的电动汽车车载参数测试网络的设计。
通过8个基于微处理器的CAN节点采集146项电动汽车参数；通过1个基于PC104的CAN监测节点完成数据的显示和记录，并可通过移动存储器将记录的数据转储，由地面软件分析电动汽车运行过程中的各项参数指标。
最后给出了系统在汕头国家电动汽车检测试验基地的试验数据。
关键词：CAN总线节点采集参数 1、引言现代交通的迅猛发展带来的能源与环境危机已经成为世界性的难题。
发展电动汽车，采用清洁能源，被认为是最好的解决方案之一。
为此，各国投入了大量的人力物力进行电动汽车的研究，并取得了可喜成果。
电动汽车不仅包括传统汽车的运行速度、行驶里程等参数，还包括电动汽车独有的能耗、电源电压、电流及电机转速等电气参数，参数多达100多项。
掌握这些参数对于分析电动汽车整体运行性能有着重要意义。
这些参数类型各异、位置分散，要想集中测量存在很大困难。
因此，需要分散测量，再通过监控节点集中显示和记录的方式构造测试网络。
控制器局域网CAN（controller area network）能有效支持分布式和实时控制的串行通讯，与其它现场总线相比，它具有简单可靠、速率高、无主从以及连接方便等诸多优点，是一种在汽车车载测控网络中成熟应用的总线形式。
因此，我们选用CAN总线构造电动汽车整车参数测试网络。
2、 CAN总线网络总体结构 2.1 监测网络总体结构图1系统总体结构框图电动汽车整车运行参数监测网络共由9个CAN 节点构成，包括1个负责网络调度与数据处理的PC104监控节点和8个单片机数据采集节点。
8个数据采集节点包括1个车辆参数采集节点、1个动力电池参数采集节点、1个辅助电池参数采集节点、1个电机参数采集节点和4个电池参数采集节点。
由于动力电池节点、辅助电池节点和电机节点采集的参数都是电压、电流以及充放电的能量，因此可以将这三个节点作为一类节点设计，统称为电量参数采集节点。
动力电池由40节12V铅酸蓄电池串联而成，串联电池组的性能取决于每节电池的性能，40组电池参数在4个电池节点中分别进行测量，每个节点负责测试10节电池的参数，因此4个电池参数采集节点是另一类数据采集节点。
此外，还有1个车辆参数采集节点，主要采集车辆的各种状态，包括车辆启动、停止，空调的开关状态，发动机的转速（针对混合动力车），电机转速。
因此这个系统包括了3类数据采集节点，即电量节点、电池节点和车辆节点。
整个系统的结构如图1所示。
在整个的系统中，共有3类8个数据采集节点，完成146项参数的采集。
采集的数据通过CAN总线将数据发送到监控节点，监控节点也通过微处理器完成总线上数据的接收。
同时，该节点通过双口RAM和一台PC104计算机的ISA总线通讯，PC104通过双口RAM获取监控节点从总线上收到的数据，并将数据进行显示和记录。
同时，PC104还通过一个串行口直接接收GPS数据接收板的车辆速度、经纬度和时钟信息，并作为同步信息进行记录和显示，以便将汽车的实时性能与速度和运行地况联系起来。
信息每0.5秒记录一次，采用变化记录的数据压缩算法，并以*.dat文件格式进行存储。
2.2 网络中传输的信息 CAN总线是通过信息帧传输数据的，可分为数据帧、远程帧、错误帧和超载帧。
信息以报文为单位传输，不同的报文以标识符（ID）进行区分，标识符越小，报文的优先级越高。
监控节点发送信息的报文标识符为00H，用于向数据采集节点发送查询信息，采集节点收到监控节点的查询信息后，向总线上发送自己的一包数据，监控节点收到以后确认此节点工作正常。
通过这种方式，监控节点可以随时查询网络中连接了那些数据采集节点。
由于报文所带数据长度最大为8字节，对于测量参数较多的电量节点和电池节点，需要分配较多的报文标识符。
每个电量节点分配2个标识符，每节电池分配1个标识符。
因为与参数相联系的报文标识符是固定的，根据收到的标识符就可判断收到的是哪个参数。
电动汽车整车参数监测网络中传送的报文标识符（ID）与参数的对应关系见表1：ID长度Byte1Byte2Byte3Byte4Byte5Byte6Byte7Byte816动力电压动力电流环境温度28动力电池充电量动力电池放电量34辅助电压辅助电流48辅助电池充电量辅助电池放电量54电机电压电机电流68电机反馈电量电机耗电量75状态发动机转速电机转速8～4761～40号电池电压1～40号电池温度1～40号电池传感器状态表1 报文标识符与参数对应表 3、数据采集节点的设计作为一个运行参数监测网络，数据采集是系统工作的基础。
本系统共有3类8个数据采集节点，即车辆参数采集节点，3个电量参数采集节点和4个电池参数采集节点。
下面将分别就3类节点的设计进行介绍。
系统中所有的数据采集节点都采用如图2所示的结构，包括一个微处理器、一个CAN控制器和一个CAN收发器。
微处理器采用INTEL公司的80C196KB，主要负责采集外界的各项参数，同时管理和调度节点的工作，当采集到一组合理的数据以后，通过操作CAN控制器向总线上发送数据。
CAN控制器选用了SJA1000，它集成了CAN2.0A和CAN2.0B的总线协议，负责完成数据的发送和接收。
CAN收发器82C250是CAN 控制器和物理总线的接口，其内部驱动电路具有限流电路，提供对总线的差动发送和接收功能，同时采用了光电隔离同总线交换数据，有助于抑制汽车等恶劣电气环境下的瞬变干扰。
3.1 车辆参数采集节点的设计车辆节点采集的参数包括车辆启动、停止的状态，空调的开关状态，电机与发动机的转速信息，从采集参数的特征来看，分为开关量和频率量。
对于开关量的采集，无需额外的传感器，只需要将电压信号通过光电耦合直接输入微处理器的输入口即可检测；对于频率量的转速，我们选用了霍尔传感器进行测量。
在输出轴上贴磁钢片，当磁钢片通过霍尔元件时，霍尔传感器输出脉冲，此脉冲通过光电隔离输入到80C196的高速输入口，由于高速输入口可以自动记录脉冲跳变的时刻，可以对脉冲进行精确测量，而且高低频率都适用。
车辆采集节点的结构框图如图3所示。
3.2 电量节点的设计对于电压电流等电参数来说，应用通常的A/D 变换很容易测量；但是对于电能参数，由于是电压电流的时间积分值，应用普通方法测量起来难度很大。
因此对于电量测量选用集成电量测量芯片CS5460A，该芯片可以同时测量电压、电流以及两者的功率和能量。
CS5460A是带有串行SPI接口的单相双向功率/电能计量集成电路芯片，主要应用在单相电子式电能表和三相电子式电能表中。
芯片完成一次校准后，将校准系数存到系统的EEPROM中，每次上电CPU从EEPROM中读出校准系数，并写入测量芯片中，然后通过SPI接口写入命令，即可进行相应电流电压和电能的测量。
通过SPI接口，微处理器读出该芯片中的测量结果，更新EEPROM中的电能信息，并通过报文的方式发送到CAN总线上。
为了保证测量电路的工作可靠，测量电路在设计时通过光电隔离器件将CS5460A的SPI接口和微处理器的I/O口进行隔离，防止了相互的干扰。
由于芯片SPI接口的数据线(SDI、SDO)和时钟线(SCLK)信号变化很快，选用高速光耦6N137隔离，其耦合速率可达10Mbps；而芯片的片选（CS）、复位(RESET)和中断(INT)输出信号属于电平信号，变换速率很低，用普通光耦TLP521-1即可实现。
3.3 电池参数采集节点设计电动汽车动力电池是由40节12V铅酸蓄电池串联而成，每节电池的性能将影响整个电池组的性能。
因此有必要对每一个电池的参数进行测量。
包括每节电池的电压，电流以及测量传感器的状态。
由于共有40节电池，用一个节点进行测量任务量太大，因此设计了4个节点对40节电池进行测量，每个节点负责10节电池参数的测量，电池参数只有电压和电流，可以通过简单的A/D变换得到，因此，电池节点的设计不再详细介绍。
4、基于PC104的监控节点的设计由于整个网络测试的146项参数都要进行显示和记录，以微处理器为核心的单片机系统显然无法胜任如此繁重的任务需求。
另外采用单片机开发必然会带来巨大的工作量。
为了给用户提供友好的人机交互界面，减小开发工作量，监测节点选择了结构紧凑，软硬件功能和PC 相近的嵌入式PC104模块进行开发。
PC104模块采用嵌入式CPU，选用256MB 袖珍Flash 盘作为系统硬盘，存储操作系统、应用程序和采集数据，选用夏普10.4英寸液晶显示屏作为人机交换的界面。
PC机与外设的接口方式灵活多样决定了CAN控制器和PC机的接口方式也是多种多样的，常用的方式有：RS-232串口、并行打印口、USB接口、ISA总线接口等。
本系统中PC104通过双口RAM 通讯获取智能接收节点的数据。
所谓的智能接收节点，是指该节点配有微处理器，它通过双口RAM和PC104完成数据交换，将从总线上接收到的数据发送到PC104进行显示和记录，并将PC104要发送的数据发送到CAN总线上。
由于加入了微处理器，极大地减轻了主机PC104的负担，提高了系统的实时性能。
图4 试验过程中电机电流变化图4.1 基于信箱格式的双口RAM通讯信箱结构是实现对于双口RAM内部存储区共享的一种逻辑结构。
信箱式共享存储区具有两层含义：首先把各微处理器专用存储区与共享存储区划分开来，仅建立一块较小的共享区供通讯使用；其次对共享区作了细分，仿效邮政信箱格式建立了分格式逻辑结构。
智能节点的微处理器和PC104的ISA总线之间通过双口RAM IDT7132进行数据交换，在双口RAM中开辟了2块公共存储区作为通讯的2个公共信箱，一个用于微处理器向PC104传输数据，另一个用于PC104向微处理器传送数据。
下面以微处理器向PC104通讯的公共信箱为例介绍基于信箱格式的通讯方式。
智能节点向PC104传送数据的公共信箱长度为16个字节，其中第一个字节为可读写标记，当任何一方需要操作读写数据时，先检查该字节，若为0AAH，则不能进行操作；若为55H，可以操作；第二个字节是读写次数，表示在PC104读出数据之前，智能节点写入新的数据的次数；第三个字节为该组数据的ID号，以区分不同的数据；第四个字节开始为真正的数据区，数据区的长度依据前面ID的不同会有差别；数据区之后是一个字节的垂直异或校验值（从读写次数开始的异或结果），可以据此对传输数据的正确性进行验证。
4.2 基于VC的显示记录软件设计车载PC104节点基于Windows98操作系统完成了实时多任务的可视化程序设计，实现了对146项参数的数据接收、处理和显示。
采用“非定长”数据压缩算法，对大量数据进行记录。
