基于CAN总线的车载故障采集系统的研究和实现

基于汽车CAN总线的故障诊断系统设计随着汽车电子技术的不断发展，汽车CAN总线已经成为了现代汽车电子控制系统中不可或缺的组成部分。

然而，随着CAN总线在汽车电子控制系统中的应用越来越广泛，也带来了各种各样的故障问题。

当前的故障诊断技术主要依赖于OBD系统，但OBD系统的诊断精度有限，难以满足现代汽车复杂的故障诊断需求。

因此，基于汽车CAN总线的故障诊断系统成为了一种新的解决方案。

基于汽车CAN总线的故障诊断系统是一种通过CAN总线实时读取汽车电子控制器的状态信息，并通过诊断算法对故障进行检测和诊断的系统。

其主要实现方式是通过OBD诊断接口读取CAN总线上的汽车电子控制器状态，并通过专业的诊断软件对其进行分析。

该系统不仅可以提高诊断精度，而且可以大幅度缩短故障检测时间，提高故障诊断效率。

基于汽车CAN总线的故障诊断系统如何设计呢？首先，需要选择一款可靠的OBD诊断接口，使其能够稳定地读取汽车CAN 总线上的数据，并支持多种通讯协议。

其次，需要选择一款适用于CAN总线的诊断软件，该软件要能够实时读取CAN总线上的数据，并提供丰富的诊断算法。

通过CAN总线读取汽车电子控制器状态的过程一般分为三个步骤：首先，需要进行通讯协议的选择以及通讯参数的设置；其次，需要对CAN总线上的数据进行采集和解析；最后，需要对解析出的数据进行诊断分析。

在通讯协议的选择和通讯参数的设置方面，需要根据不同的汽车类型和CAN总线类型来进行选择，并在软件中进行设置。

一般来说，目前市面上主流的汽车CAN总线类型有CAN1.0、CAN2.0B和CAN FD等。

在选择通讯协议时，需要根据CAN总线的类型和汽车型号进行匹配，以确保通讯的稳定性和正确性。

通讯参数方面，可以根据实际情况选择通讯速度、数据帧格式、数据字节序以及校验方式等参数。

在进行CAN总线数据采集和解析时，需要针对具体的汽车型号和电子控制器进行适配，并开发相应的数据采集和解析程序。

基于CAN的车载故障诊断系统设计与实现程瑶【摘要】In the context of the current society of the development of the information technology, based on the CAN bus technology. Analysis design of vehicle fault diagnosis system of demand, and based on SAEJ1939 protocol, from the system requirements analysis, overall structure, functional design, design of CAN bus, the hardware and the software code design aspects of optimization design of vehicle fault diagnosis system. The results confirmed that the design of vehicle fault diagnosis system based on the CAN bus can be lifting system in vehicle fault diagnosis accurate rate and enhance the 34.0%, can be completed online vehicle fault diagnosis, and play an active application performance. Conclusion shows that the vehicle fault diagnosis system based on CAN technology can meet the needs of practical application, and play an active design to achieve benefits. It can promote the design of the system in practice.%对于当前社会信息化技术发展的前提下,基于CAN总线技术,分析设计车载故障诊断系统的需求,并基于SAE J1939协议,从系统需求分析、总体结构、功能设计、CAN 总线设计、硬件、软件代码设计方面优化设计实现车载故障诊断系统.结果证实,基于CAN设计车载故障诊断系统,可以提升系统在诊断车载故障时的准确率,提升34.0%,可以在线完成对车辆故障的诊断工作,发挥积极应用性能.结论表明,基于CAN技术设计实现车载故障诊断系统,满足实际应用需求,发挥积极设计实现效益,可以在实践中推广该系统设计方案.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)010【总页数】4页(P162-165)【关键词】车载故障诊断系统;CAN;系统设计【作者】程瑶【作者单位】陕西交通职业技术学院陕西西安 710000【正文语种】中文【中图分类】TN99随着社会时代的发展，在现代汽车的故障诊断方面，当车辆出现故障时，继续能够及时诊断车辆故障情况，因而设计开发车载故障诊断系统，即将成为一大趋势[1-4]。

CAN总线在商用车上数据采集的实现控制器局域网(CAN，Controller Area Network)是一种支持分布式实时控制的串行通讯网络系统，具有很高的安全性，主要应用于嵌入式控制器的通讯系统和智能装置的开放式通讯系统，据统计，应用CAN 总线后，整车线束连线可缩短200～1000 m，质量可减轻9-17kg，布线明显简化，可靠性和实时性显著提高。

1 商用车控制系统及其拓扑结构商用车控制系统的控制对象包括：底盘系统、车身系统、发动机。

如图1所示。

图1 商用车控制系统拓扑结构2 商用车CAN 总线数据的采集硬件设计2.1 车身节点的数据采集商用车车身系统需要采集的信号有左右门集控锁，电控车窗、雨刮器、前后车灯以及车内空调等。

这些信号要求的实时性不是很高，可以采用B 级网络。

选取89C52 单片机作为此节点的CPU，SJA1000 作为CAN 控制器，82C250 作为CAN 驱动器(或收发器)。

如图2 所示。

商用车车身需要采集的信号较多，如果每个信号都设置一个CAN 控制器和接口电路，造成成本和空间很大的浪费，可设置几个四选一电路选取信号，如图3 所示，最终通过几个四选一电路，选取一个信号，送给单片机进行信号采集，经过CAN 控制器和接口电路，传输到CAN 总线上。

图2 车身节点硬件原理图图3 四选一电路2.2 发动机节点数据采集发动机节点需要采集的数据有发动机的转速、车速、发动机的油量以及冷却水的温度，需要一个四选一电路。

其中，温度和油量信号需要差动放大和V／F 转换，转化成频率信号，如图4 所示，便于单片机进行采集，其采集电路和车身采集电路一样。

发动机转速和车速信号需要经过整形，然后才能输入单片机进行采集。

其整形电路如图5 所示。

图4 油量采集电路图5 整形电路2.3 底盘节点的数据采集本系统中商用车底盘节点主要是针对悬架系统来说的，为了改善车辆的行使平顺性和操纵稳定性，所采集的信号主要是电控空气悬架系统的高度变化信号和空气弹簧的压力信号。

基于单片机的CAN总线数据采集设计与实现一、引言现代汽车的电子控制系统日益复杂，CAN（Controller Area Network）总线作为汽车电子系统中的一种通信协议，广泛应用于汽车内部各种控制单元之间的数据传输。

在汽车电子控制系统中，CAN总线的应用越来越广泛，它不仅能够实现各个控制单元之间的数据交换，还可以实现各种外部传感器和执行器与控制单元之间的快速通信。

对CAN总线的数据采集和处理变得越来越重要。

本文将介绍一种基于单片机的CAN总线数据采集设计与实现方法，通过使用单片机控制CAN总线进行数据的采集和处理，实现对汽车电子系统中的各种传感器的数据采集和处理，为汽车电子控制系统提供更加灵活和高效的数据交换方式。

二、CAN总线数据采集设计原理1. CAN总线基本原理CAN（Controller Area Network）总线是一种串行通信协议，它是一种快速、高效的数据传输方式。

传统的串行通信方式采用的是点对点通信方式，而CAN总线可以实现多节点之间的并行通信，因此具有更高的传输效率和更好的稳定性。

CAN总线的基本组成包括控制器、主控节点、被控节点等。

CAN总线数据采集的基本原理是通过单片机控制CAN总线进行通信，实现对CAN总线上的数据进行采集和处理。

单片机可以通过CAN控制器与CAN总线进行通信，实现数据的接收和发送。

通过编程实现CAN数据帧的接收和解析，可以实现对CAN总线上的数据进行采集和处理。

1. 硬件设计基于单片机的CAN总线数据采集设计的硬件主要包括单片机、CAN总线收发器、外部时钟电路等。

单片机是整个系统的核心部件，它通过CAN总线收发器与CAN总线进行通信，并通过外部时钟电路提供时钟信号。

CAN总线收发器用于将单片机的数字信号转换成CAN总线上的模拟信号，并将CAN总线上的模拟信号转换成单片机的数字信号，实现单片机与CAN总线的通信。

3. 实现步骤第一步，硬件连接。

将单片机、CAN总线收发器、外部时钟电路等硬件按照设计要求进行连接，并进行电气连接的检查和测试。

基于CAN总线的电动汽车故障诊断系统研究的开题
报告
开题报告主要包括以下几个方面：
一、选题的背景及意义
随着电动汽车的普及，电动汽车故障诊断系统变得越来越重要。

目前，许多车辆制造商和服务商已经开发了这样的系统，但仍存在一些问题，如系统的可靠性、诊断精度等。

为了解决这些问题，本项目将基于CAN总线开展电动汽车故障诊断系统的研究，以提高汽车的可靠性和安全性。

二、研究内容及方法
本项目将从以下几个方面进行研究：
1. CAN总线的原理及应用
2. 电动汽车的故障诊断方法和手段
3. 基于CAN总线的电动汽车故障诊断系统的设计和实现
4. 系统的测试与性能分析
本项目将采取文献综述、理论分析、实验研究等方法，以达到研究的目的和要求。

三、预期成果和意义
本项目的预期成果包括：
1. 一套基于CAN总线的电动汽车故障诊断系统
2. 系统的性能测试与评估报告
该系统的研究和实现将对现有的电动汽车故障诊断系统进行改进和提升，具有实际应用价值和社会经济效益，将有助于推动电动汽车的发展。

基于CAN总线的信号采集与处理模块研究基于CAN总线的信号采集与处理模块研究随着车辆电子化的快速发展，CAN总线作为车载网络的核心通信协议，被广泛应用于汽车电子控制系统中。

基于CAN总线的信号采集与处理模块，作为车辆系统的重要组成部分，具有重要的研究意义和应用价值。

本文将围绕着基于CAN总线的信号采集与处理模块展开研究，从模块的基本原理、应用场景和未来发展趋势三个方面进行探讨。

首先，我们来分析基于CAN总线的信号采集与处理模块的基本原理。

CAN总线是一种串行通信协议，采用差分信号传输，具有高抗干扰能力和可靠性。

信号采集与处理模块通过CAN总线与其他控制单元进行数据通信，实现信号的采集、传输和处理。

模块内部通常包含CAN控制器、数据采集电路、信号处理器和数据存储等组件。

CAN控制器负责与CAN总线的通信协议，实现数据的收发和解析。

数据采集电路负责将汽车系统中的各种信号转换为模拟电压信号，并通过模数转换器将其转换为数字信号。

信号处理器主要负责对数字信号进行滤波、放大、数据处理等操作。

数据存储单元可存储过程中的数据，以供后续分析和使用。

其次，我们来讨论基于CAN总线的信号采集与处理模块的应用场景。

信号采集与处理模块主要应用于汽车电子控制系统中，可以监测和处理各种关键参数，如发动机转速、车速、油门位置、刹车压力等。

在车辆工况测试中，信号采集与处理模块可以将各种传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，并通过CAN总线传输给车载控制单元。

在车辆故障诊断中，信号采集与处理模块可以实时监测车辆各个系统的工作状态，并通过CAN总线将故障信息发送给车载计算机，提供故障诊断和排除故障的依据。

除了汽车领域，信号采集与处理模块也可以应用于其他领域，如工业控制、军事装备等，具有广泛的应用前景。

最后，我们来展望一下基于CAN总线的信号采集与处理模块的未来发展趋势。

随着汽车电子化的不断深入和车辆智能化的加速推进，对信号采集与处理模块的要求也越来越高。

基于单片机的CAN总线数据采集设计与实现随着物联网和智能化技术的发展，嵌入式系统在日常生活中的应用越来越广泛，其中基于CAN总线的数据采集系统受到了广泛关注。

CAN总线是一种分布式实时控制网络，具有可靠性高、传输速率快等特点，适合用于工业控制、车辆通讯、航空航天等领域。

本文将介绍一种基于单片机的CAN总线数据采集系统的设计与实现方法。

一、系统设计本系统的硬件组成包括STM32F103单片机、CAN总线模块以及传感器模块。

其中，STM32F103是一款高性能低功耗的32位微控制器，具有强大的计算和通讯能力；CAN总线模块可以实现CAN总线的发送和接收功能；传感器模块用于采集环境数据，例如温度、湿度、压力等。

系统设计流程如下：1. 确定系统功能和需求。

2. 选取合适的硬件和软件平台。

3. 设计硬件电路并连接。

4. 选择适合的编程语言和开发工具。

5. 编写程序实现系统功能。

二、系统实现1. 硬件连接本系统的硬件连接如下图所示：（图片来源于网络）（1）Keil uVision5Keil uVision5是一款集成开发环境（IDE），支持多种处理器架构，包括ARM、Cortex-M、8051等。

它集编译器、调试器、仿真器、IDE于一身，支持多种编程语言和工具链。

（2）STM32CubeMXSTM32CubeMX是一款自动生成STM32微控制器初始化代码的软件工具，可以快速构建STM32的应用程序。

（3）CAN analyzerCAN analyzer是用于监控和分析CAN总线的软件工具，可以捕获CAN总线数据，并以图表的形式展示出来。

3. 系统程序设计（1）初始化CAN总线模块在程序中首先需要初始化CAN总线模块，确定传输速率、过滤规则等配置。

（2）读取传感器数据然后需要读取传感器数据，可以使用外部中断或者定时器中断的方式进行采样，获取环境数据并存储到变量中。

（3）将数据发送到CAN总线最后需要将采集到的数据发送到CAN总线，使用CAN总线模块的发送函数将数据打包成CAN数据帧发送出去。

基于CAN总线的汽车诊断技术研究随着汽车行业的发展，汽车的电气化程度越来越高，车上的电子控制单元也越来越多，这就同时也带来了一个新问题，那就是车上的故障诊断和维修。

传统上，汽车的故障诊断和维修都是基于经验和感觉，这样既费时，也费力，而且更加无法保证诊断结果的准确性。

因此，基于CAN总线的汽车诊断技术应运而生，这一技术应用广泛，口碑良好。

1. CAN总线概述CAN（Controller Area Network）总线是一种基于串行通信的总线系统，主要应用于汽车和工业控制领域。

它最先是由德国BOSCH公司于1983年设计，旨在解决现场控制设备的数据传输问题。

与传统串行通信相比，CAN总线优势明显，它拥有高速、可靠、灵活、安全等诸多特点。

2. CAN总线在汽车上的应用在汽车上，CAN总线的应用越来越广泛。

它主要应用于汽车的控制系统，如发动机管理系统、变速器管理系统、车身电子控制系统、安全气囊系统、ABS以及汽车娱乐系统等。

在这些系统中，CAN总线扮演着数据交互的重要角色，使得汽车各个系统能够相互协同工作，提高汽车的性能和安全性。

3. 基于CAN总线的汽车诊断技术相对于传统的汽车诊断方法，基于CAN总线的汽车诊断技术更加高效、准确、可靠。

它主要通过连接汽车上的诊断接口，并利用相应的诊断设备，来读取和解析汽车控制单元中的故障码，然后结合技术人员的经验和知识，确定车辆故障，为后续的维修提供参考。

由于CAN总线的高速传输和强大数据库的支持，基于CAN总线的汽车诊断技术能够快速地找到故障点，节省时间和成本，也更能提高诊断的准确性和维修的质量。

4. 基于CAN总线的汽车诊断技术的挑战与传统的汽车诊断方法相比，基于CAN总线的汽车诊断技术也面临着一些挑战。

首先，诊断设备需要具备高度的兼容性和通用性，才能适应不同品牌、型号、年份的汽车。

其次，需要在数据传输、数据解析、故障代码库等方面进行不断的升级和优化，以应对日益增多的车型和故障现象。

193中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.12 （下）目前，电动汽车的发展正处于研究阶段，技术尚未成熟。

车载数据信息的采集是一切研究工作的关键，只有获取较为精确的系统相关参数数据，才能准确评估系统的运行状况，对系统设计方案不断优化，才能尽可能地避免出现故障。

CAN(Control Area Network,控制器局域网)总线是一种多主总线，采用通信数据块进行编码，网络内的节点数在理论上不受限制，具有较强的纠错能力，支持差分收发，传输距离远，抗干扰性强，是国际上应用最广泛的现场总线之一，被认为是电动汽车最佳通讯结构。

为此，基于CAN 总线的电动汽车数据采集系统研究尤为重要。

1 系统硬件设计本数据采集系统主要由上位机和下位机组成，上位机采用普通的PC 机，下位机选用TI 公司的TMS320F28335型数字信号处理器，整个数据采集系统主要包括主控模块、存储模块、信号处理模块和通信模块四部分。

系统硬件设计如图1所示。

1.1 TMS320F28335简介TMS320F28335型数字信号处理器具有150 MHz 的高速处理能力，具备32位浮点处理单元，12位A/D 精度，18个PWM 口，成本低，功耗小，性能高，数据以及程序存储量大；片上外设集成度高，包括 EPWM 模块（电机控制接口）、串行外设接口SPI、串行通信接口SCI 模块和增强型CAN 模块等，能够满足系统需求。

一个完整的DSP 硬件系统设计主要包括控制芯片F28335最小系统设计及外围电路设计，以保证芯片能够正常稳定的工作。

F28335最小系统设计主要包括电源电路、时钟电路、复位电路和JTAG 模块等，外围电路包括ADC 模拟输入通道的调理电路、CAN 通信电路等。

以下仅给出了电源电路、JTAG 接口电路和信号调理电路的设计。

基于CAN 总线电动汽车数据采集系统研究冯丽沙（河北工业职业技术学院汽车工程系，河北 石家庄 050091）摘要：汽车工业在飞速发展的同时，也带来了能源消耗、资源短缺和环境污染等一系列问题。