CN107689907A - 一种车载总线适配器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车载总线适配器，包括：主控制器，所述主控制器连接有CAN通信子系统，USB通信子系统，开关子系统，电源子系统，时钟子系统，存储子系统、车载ECU更新子系统；所述CAN通信子系统包括两路DB9插座，两路CAN收发器；所述USB通信子系统包括USB插座；所述开关子系统包括第二路DB9插座和终端电阻，和用于侦测网络错误内容的装置；所述时钟子系统包括时钟晶阵，电池插座，电池；所述存储子系统包括SD卡插座和SD卡；所述电源子系统包括至少两个USB电源芯片，车载电源芯片，处理器电源。本发明利用较为简单的结构实现了汽车CAN网络与计算机之间的通信，其功能齐全、操作简单，同时能够在脱离计算机的情况下单独完成工作，提高用户体验，增加工作效率。

Description

一种车载总线适配器
技术领域
本发明涉及汽车控制领域，特别是涉及一种新型车载总线适配器。
背景技术
现有技术中，缺少一种能够单独在CAN数据报文和USB数据报文之间交换数据的车载总线适配器。使能够利用单独的一个装置可以在缺少PC 机的参与时仍然能够独立的完成CAN数据报文和USB数据报文之间的转换。
因此本领域技术人员致力于开发一种能够单独在CAN数据报文和USB数据报文之间交换数据的车载总线适配器。使能够利用单独的一个装置可以在缺少PC 机的参与时仍然能够独立的完成CAN数据报文和USB数据报文之间的转换。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提一种车载总线适配器，使能够利用简单便捷的独立的完成CAN数据报文和USB数据报文之间的转换同时能够在缺少PC机参与时仍然能够独立完成CAN数据报文与USB数据报文之间的转换。
为实现上述目的，本发明提供了一种车载总线适配器，包括：主控制器，所述主控制器连接有CAN通信子系统，USB通信子系统，开关子系统，电源子系统，时钟子系统，存储子系统；所述CAN通信子系统包括两路DB9插座，两路CAN收发器，用于与汽车网络之间提供CAN通信网络；所述USB通信子系统包括USB插座，用于所述车载控制器与计算机的网络通信；所述开关子系统包括第二路DB9插座和终端电阻，和用于侦测网络商错误内容的装置；所述时钟子系统包括时钟晶阵，电池插座，电池；所述时钟子系统用于为SD卡文件系统中所有需要绝对参考时间的子系统提供标准授时；所述存储子系统包括SD卡插座和SD卡，用于记录总线报文；所述电源子系统包括至少两个USB电源芯片和一个车载电源芯片，一个处理器电源片，以及一个电源切换控制模块。
所述主控制器、CAN通信子系统、USB通信子系统，开关子系统，时钟子系统，存储子系统上均连接有LED指示灯。
所述CAN通信子系统包括所述用于接收CAN报文和发送USB报文的装置，包括：
用于判断CAN报文通道是否打开的装置；
如果通道关闭，则用于结束的装置；
如果通道打开，则用于将CAN报文转换成USB报文的装置；
用于判断报文是否被过滤的装置；
如果报文已经过滤，则用于结束的装置；
如果报文未被过滤，用于更新指示灯的装置；
用于把USB报文压入报文队列的装置；
用于返回到接收CAN报文状态的装置；
用于判断USB报文通道是否打开的装置；
如果通道关闭，用于结束的装置；
如果通道打开，用于检测USB状态的装置；
如果USB状态忙，则用于结束的装置；
如果USB准备就绪，则用于判断报文队列状态的装置；
如果队首弹出USB报文，则用于调用USB接口发送报文的装置 ;
如果队列为空，则用于结束发送的装置。
所述USB通信子系统包括用于接收USB报文的装置和用于发送CAN报文的装置，包括：用于接收USB报文的装置；
用于判断USB是否有数据的装置；
如果USB无数据，则用于结束的装置；
如果USB有数据，则用于判断CAN报文通道是否关闭的装置；
如果通道关闭，则用于结束的装置；
如果通道打开，则用于把USB报文压入队列并结束流程的装置；
所述用于发送CAN报文的装置，包括：
用于判断通道是否关闭的装置；
如果通道关闭，则用于结束的装置；
如果通道打开，则用于判断读取队首数据是否成功的装置；
如果发送失败，则用于结束的装置；
如果成功，则用于调用CAN接口发送CAN报文的装置；
用于判断CAN报文是否发送成功的装置；
如果发送成功，用于删除队首报文的装置；
如果发送失败，则用于结束的装置；
所述存储子系统包括用于记录总线报文的装置，包括：
用于插入SD卡的装置；
用于连接终端电阻的装置；
用于连接OBD线缆的装置；
用于显示开关子系统是否正常工作的装置；
用于判断当前CAN网络是否连通的装置；
如果不是，则用于结束的装置；
如果是，则用于将所述车载CAN网络系统向SD卡进行存储的装置；
用于移除终端电阻的装置；
用于检测当前CAN网络是否联通的装置；
如果不是，则用于结束的装置；
如果是，则用于移除OBD线缆的装置；
用于退出SD卡的装置。
所述时钟子系统包括将存储报文的时间戳设置为20微秒的装置。
所述车载ECU软件升级装置包括：
用于插入 SD卡的装置；
用于连接OBD线缆的装置；
用于等待指示灯显示成功的装置；
用于移除OBD线缆的装置；
用于移除SD卡的装置。
本发明的有益效果是：本发明利用较为简单的结构实现了车载的CAN网络与计算机之间的通信，其功能齐全、操作简便、升级简单、可实现在各个功能之间的切换，同时能够在脱离计算机的情况下单独完成工作，并能够更为简单地完成汽车ECU的更新，提高用户体验，增加工作效率。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的结构示意图。
图2是本发明装置接收CAN报文的流程示意图。
图3是本发明装置发送USB报文的流程示意图。
图4是本发明装置接收USB报文的流程示意图。
图5是本发明装置发送CAN报文的流程示意图。
图6是本发明更新配置的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1至图6所示，一种车载总线适配器，包括：主控制器，主控制器连接有CAN通信子系统，USB通信子系统，开关子系统，电源子系统，时钟子系统，存储子系统，车载ECU软件更新子系统；CAN通信子系统包括两路DB9插座，两路CAN收发器，用于与汽车网络之间提供CAN通信网络；所述USB通信子系统包括USB插座，用于车载控制器与计算机的网络通信；开关子系统包括第二路DB9插座和终端电阻，和用于侦测网络商错误内容的装置；时钟子系统包括时钟晶阵，电池插座，电池；时钟子系统用于为SD卡文件系统中所有需要绝对参考时间的子系统提供标准授时；存储子系统包括SD卡插座和SD卡，用于记录总线报文；所述电源子系统包括至少两个USB电源芯片和一个车载电源芯片，一个处理器电源片，以及一个电源切换控制模块。
本实施例中，VBA设备除具备USB-CAN适配器功能以外，还具备离线记录，离线回放，离线诊断仪等功能。这样的设计可以有效降低了客户的使用成本。
本实施例中，电源子系统装置包括：两个供电USB供电和12V供电；USB供电时将电源转换为 USB电源电压--->5V--->3.3V的电源转换电路；12V供电时电源转换为12V-->5V-->3.3V的电源转换电路。
主控制器、CAN通信子系统、USB通信子系统，开关子系统，时钟子系统，存储子系统上均连接有LED指示灯。
CAN通信子系统包括用于接收CAN报文和发送USB报文的装置，包括：用于判断CAN报文通道是否打开的装置；如果通道关闭，则用于结束的装置；如果通道打开，则用于将CAN报文转换成USB报文的装置；用于判断报文是否被过滤的装置；如果报文已经过滤，则用于结束的装置；如果报文未被过滤，用于更新指示灯的装置；用于把USB报文压入报文队列的装置；用于返回到接收CAN报文状态的装置；用于判断USB报文通道是否打开的装置；如果通道关闭，用于结束的装置；如果通道打开，用于检测USB状态的装置；如果USB状态忙，则用于结束的装置；如果USB准备就绪，则用于判断报文队列状态的装置；如果队首弹出USB报文，则用于调用USB接口发送报文的装置 ;如果队列为空，则用于结束发送的装置。
USB通信子系统包括用于接收USB报文的装置和用于发送CAN报文的装置，包括：用于接收USB报文的装置；用于判断USB是否有数据的装置；如果USB无数据，则用于结束的装置；如果USB有数据，则用于判断CAN报文通道是否关闭的装置；如果通道关闭，则用于结束的装置；如果通道打开，则用于把USB报文压入队列并结束流程的装置；用于发送CAN报文的装置，包括：用于判断通道是否关闭的装置；如果通道关闭，则用于结束的装置；如果通道打开，则用于判断读取队首数据是否成功的装置；如果发送失败，则用于结束的装置；如果成功，则用于调用CAN接口发送CAN报文的装置；用于判断CAN报文是否发送成功的装置；如果发送成功，用于删除队首报文的装置；如果发送失败，则用于结束的装置。
存储子系统包括用于记录总线报文的装置，包括：用于插入SD卡的装置；用于连接终端电阻的装置；用于连接OBD线缆的装置；用于显示开关子系统是否正常工作的装置；用于判断当前CAN网络是否连通的装置；如果不是，则用于结束的装置；如果是，则用于将车载CAN网络系统向SD卡进行存储的装置；用于移除终端电阻的装置；用于检测当前CAN网络是否联通的装置；如果不是，则用于结束的装置；如果是，则用于移除OBD线缆的装置；用于退出SD卡的装置。
车载总线适配器（VBA）CAN1通道负责连接车载CAN网络，CAN2通道负责连接开关（终端电阻配件），VBA设备需要再SD卡插槽插入SD卡，SD卡负责记录CAN1通道接收到的所有CAN报文。
工作时，首先插入SD卡，再次连接终端电阻，最后连接OBD线缆。车载总线适配器（VBA）设备电源指示灯点亮，CAN2通道开关指示灯点亮（以2Hz的绿灯指示），CAN1通道指示等指示当前CAN网络状态。
完成后，首先移除终端电阻，等待CAN2通道开关指示灯红灯点亮后，移除OBD线缆，最后退出SD卡。使用读卡器等设备在计算机上查看记录报文。
时钟子系统包括将存储报文的时间戳设置为20微秒的装置。
通过记录精确的时间戳，可以把记录在SD卡上的CAN报文记录文件已记录时的时间顺序和精度发送到CAN接口上，并且可以设置发送模式。
车载ECU软件升级装置包括：用于插入 SD卡的装置；用于连接OBD线缆的装置；用于等待指示灯显示成功的装置；用于移除OBD线缆的装置；用于移除SD卡的装置。
升级更新时，车载总线适配器（VBA）CAN1通道连接车载CAN网络，SD卡插槽插入SD卡，SD卡中存储要跟新软件的车载ECU的CAN网络地址，ECU镜像文件（*.svbf），CAN网络波特率等配置信息。
同时，用户可以使用VBA设备Watchman功能进行车载ECU（比如汽车仪表，车身控制器，空调面板等）的软件升级。首先用户使用Watchman PC端软件工具生产ECU的配置文件和镜像文件存储到SD卡中，再次把SD卡插入VBA设备中并连接OBD线缆，这时VBA设备更新进度指示等绿等闪烁，知道所有绿灯同步闪烁，更新结束。用户可以移除OBD线缆，移除SD卡结束升级。
车载总线适配器（VBA）ECU软件升级功能（Watchman）遵循ISO11891，ISO15765-2，ISO15765-3，ISO15765-4，ISO14229， ISO15031等国际标准协议。
支持S19,bin,hex,mhex，vbf，svbf等多种镜像文件格式。支持长城，吉利，长安，东风柳汽，东风小康，华晨鑫源等多种下载标准协议，并可以通过配置文件完成这些配置内容。
车载总线适配器是一个基于嵌入式的车载总线工具平台，为了达到这一目的，车载总线适配器的固件分为两个部分：bootloader和应用程序。Bootloader相当于计算机的BIOS程序，应用程序相当于操作系统加应用程序。这样实施后车载总线适配器可以开发各种应用解决实际问题，目前支持适配器，总线记录，总线回放，ECU软件更新4个主要功能。每个功能都有不同的授权，这些授权可以单独使用也可以任意搭配使用。
采用本发明所述车载总线适配器（VBA），解决了车载CAN网络各个节点与车载总线适配器（VBA），以及计算机系统之间的互联，实现了不同通信网络之间的数据交换，无需独立的通信模块，降低了成本；本发明把多种实际中需要多个设备分别完成的功能集成在一起，并使用固件升级的功能可以随时扩充系统的功能以及应用领域。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种车载总线适配器，其特征是，包括：主控制器，所述主控制器连接有CAN通信子系统，USB通信子系统，开关子系统，电源子系统，时钟子系统，存储子系统，车载ECU软件更新子系统；
所述CAN通信子系统包括两路DB9插座，两路CAN收发器，用于与汽车网络之间提供CAN通信网络；
所述USB通信子系统包括USB插座，用于所述车载控制器与计算机的网络通信；
所述开关子系统包括第二路DB9插座和终端电阻，和用于侦测网络错误内容的装置；
所述时钟子系统包括时钟晶阵，电池插座，电池；所述时钟子系统用于为SD卡文件系统中所有需要绝对参考时间的子系统提供标准授时；
所述存储子系统包括SD卡插座和SD卡，用于记录总线报文；
所述电源子系统包括至少两个USB电源芯片和一个车载电源芯片，一个处理器电源片，以及一个电源切换控制模块。
2.如权利要求1所述的车载总线适配器，其特征是：所述主控制器、CAN通信子系统、USB通信子系统，开关子系统，时钟子系统，存储子系统上均连接有LED指示灯。
3.如权利要求1所述的车载总线适配器，其特征是：所述CAN通信子系统包括所述用于接收CAN报文和发送USB报文的装置，包括：
用于判断CAN报文通道是否打开的装置；
如果通道关闭，则用于结束的装置；
如果通道打开，则用于将CAN报文转换成USB报文的装置；
用于判断报文是否被过滤的装置；
如果报文已经过滤，则用于结束的装置；
如果报文未被过滤，用于更新指示灯的装置；
用于把USB报文压入报文队列的装置；
用于返回到接收CAN报文状态的装置；
用于判断USB报文通道是否打开的装置；
如果通道关闭，用于结束的装置；
如果通道打开，用于检测USB状态的装置；
如果USB状态忙，则用于结束的装置；
如果USB准备就绪，则用于判断报文队列状态的装置；
如果队首弹出USB报文，则用于调用USB接口发送报文的装置 ;
如果队列为空，则用于结束发送的装置。
4.如权利要求1所述的车载总线适配器，其特征是：所述USB通信子系统包括用于接收USB报文的装置和用于发送CAN报文的装置，包括：
用于接收USB报文的装置；
用于判断USB是否有数据的装置；
如果USB无数据，则用于结束的装置；
如果USB有数据，则用于判断CAN报文通道是否关闭的装置；
如果通道关闭，则用于结束的装置；
如果通道打开，则用于把USB报文压入队列并结束流程的装置；
所述用于发送CAN报文的装置，包括：
用于判断通道是否关闭的装置；
如果通道关闭，则用于结束的装置；
如果通道打开，则用于判断读取队首数据是否成功的装置；
如果发送失败，则用于结束的装置；
如果成功，则用于调用CAN接口发送CAN报文的装置；
用于判断CAN报文是否发送成功的装置；
如果发送成功，用于删除队首报文的装置；
如果发送失败，则用于结束的装置。
5.如权利要求1所述的车载总线适配器，其特征是：所述存储子系统包括用于记录总线报文的装置，包括：
用于插入SD卡的装置；
用于连接终端电阻的装置；
用于连接OBD线缆的装置；
用于显示开关子系统是否正常工作的装置；
用于判断当前CAN网络是否连通的装置；
如果不是，则用于结束的装置；
如果是，则用于将所述车载CAN网络系统向SD卡进行存储的装置；
用于移除终端电阻的装置；
用于检测当前CAN网络是否联通的装置；
如果不是，则用于结束的装置；
如果是，则用于移除OBD线缆的装置；
用于退出SD卡的装置。
6.如权利要求1所述的车载总线适配器，其特征是：所述时钟子系统包括将存储报文的时间戳设置为20微秒的装置。
7.如权利要求1所述的车载总线适配器，其特征是：所述车载ECU软件升级装置包括：
用于插入 SD卡的装置；
用于连接OBD线缆的装置；
用于等待指示灯显示成功的装置；
用于移除OBD线缆的装置；
用于移除SD卡的装置。
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