CN116136685B - 一种适应高速can和低速can的通信控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应高速CAN和低速CAN的通信控制系统及方法，包括：上位机，被配置为具有车辆信息和CAN通信信息的管理数据库，用于依据接收的车辆VIN信息和胎压ID数据生成对CAN诊断设备和IO卡的配置信息和控制指令；CAN诊断设备，用于接收所述上位机下发的配置信息和控制指令依次通过所述IO卡、OBD线缆向车辆胎压模块执行胎压初始化；IO卡，具有由所述上位机控制开关的第一类型通信输入接口，与所述CAN诊断设备通信连接；具有由所述上位机控制开关的第一类型通信输出接口，连接降速CAN卡；具有由所述上位机控制开关的第二类型通信输出接口，连接OBD线缆。按照本发明的控制系统及方法，提高胎压初始化设备的灵活性、严密性和生产效率。

Description

一种适应高速CAN和低速CAN的通信控制系统及方法

技术领域

本发明属于车辆的串行数据总线通讯控制技术领域，具体是涉及一种适应高速CAN和低速CAN的通信控制系统及方法。

背景技术

目前车辆的串行数据总线通讯控制系统，包括新能源动力串行数据网段EVCAN、底盘串行数据网段PCAN、车身娱乐串行数据网段BCAN、诊断串行数据网段Diag CAN、网关GW等，胎压控制器原本属于PCAN，有部分车企将胎压控制功能集成到车身控制单元中，取消了胎压控制器，使得胎压设备通信路径变更为BCAN。PCAN的通讯速率是500K（高速CAN）， 而低速BCAN的通讯速率是125K（低速CAN），要求胎压初始化设备在OBD的CANH和CANL针脚上实现两种不同的通讯速率。

传统的胎压初始化设备在给车辆初始化胎压时，一般是通过OBD线缆与车辆诊断接口连接，例如SAE（美国车辆工程师学会） J1962标准接口，1和6号针脚、9和14号针脚分别是CANH和CANL，由于车辆功能日益复杂、车型众多、控制器日益增多，传统的胎压初始化设备无法适应动态的CAN速率变化。

发明内容

因此，针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的至少一点，本发明提供了一种适应高速CAN和低速CAN的通信控制系统，其特征在于，包括：

上位机，被配置为具有车辆信息和CAN通信信息的管理数据库，用于依据接收的车辆VIN信息和胎压ID数据生成对CAN诊断设备和IO卡的配置信息和控制指令；

CAN诊断设备，用于接收所述上位机下发的配置信息和控制指令依次通过所述IO卡、OBD线缆向车辆胎压模块执行胎压初始化；

IO卡，具有由所述上位机控制开关的第一类型通信输入接口，与所述CAN诊断设备通信连接；具有由所述上位机控制开关的第一类型通信输出接口，连接降速CAN卡；具有由所述上位机控制开关的第二类型通信输出接口，连接OBD线缆；

降速CAN卡，设置于所述IO卡与所述OBD线缆之间，以接收所述上位机通过IO卡下发的配置信息，通过OBD线缆向车辆胎压模块执行胎压初始化。

进一步地，

所述IO卡为远程IO继电器，所述上位机通过Modbus协议控制所述第一类型通信输出接口及第二类型通信输出接口连接或断开达到控制所述降速CAN卡连入或断开。

进一步地，所述CAN诊断设备对应高速CAN的配置信息，所述降速CAN卡对应低速CAN的配置信息。

进一步地，所述高速CAN的配置信息为：

依据所述VIN信息和胎压ID数据从所述管理数据库中匹配的CAN通信信息，生成配置信息；

所述低速CAN的配置信息为：依据所述VIN信息和胎压ID数据从所述管理数据库中匹配的标准CAN通信信息。

本发明公开了一种适应高速CAN和低速CAN的通信控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

STEP1、在数据库中配置和管理车型和CAN类型信息；

STEP2、获取车辆的全球唯一标识符（Vehicle Identification Number）；

STEP3、从胎压激活岗和胎压返修岗获得胎压ID数据；

STEP4、从数据库中查询对应的车型信息、CAN设备类型、CAN设备索引号、CAN通道号、波特率、发送地址、响应地址、部分CAN协议帧数据；

STEP5、根据步骤STEP4中的配置信息初始化CAN诊断设备；

STEP6、判断是高速CAN还是低速CAN；

STEP7、如果是高速CAN，则根据步骤STEP2的胎压ID数据、STEP4中的部分CAN协议帧数据组成完整的CAN协议帧数据生成高速CAN的配置信息执行初始化胎压；

STEP8、如果是低速CAN，控制IO卡关断与CAN诊断设备之间的连接，并控制IO卡串联降速CAN卡执行初始化胎压；

本发明公开了一种适应高速CAN和低速CAN的通信控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在车辆装配和/或检测生产线上配置上位机信息；所述步骤1包括：

S11：从多个设备渠道信息中获取写入信息，并将上述信息写入上位机中；

所述写入信息为包含胎压初始化协议，系统基础参数、车型参数；

所述系统基础参数包括胎压激活岗地址、胎压返修岗地址、TPMS特征码起始位置、TPMS特征码长度、数据保存上限、CAN设备类型、CAN设备索引号；

所述车型参数包括车型名称、CAN通道号、波特率、发送地址、响应地址；

S12：所述上位机对所述写入信息执行处理，完成存储和信息读出的配置；

S13：所述上位机与CAN诊断设备的控制配置，所述上位机与IO卡的控制配置，完成CAN诊断设备与IO卡的控制配置；

S2:在车辆装配和/或检测生产线上完成高速/低速CAN的控制切换，从而实现在相应车辆中通过上位机对所述CAN诊断设备及所述IO卡生成对应的高速的配置信息及低速的配置信息以执行胎压初始化。

进一步地，

所述步骤S2包括：

S21：获取车辆的VIN信息；

S22：从胎压激活岗和胎压返修岗获得胎压ID数据；；

以上述获取的车辆VIN，以及胎压ID数据，从上位机中的配置数据库中查询获取第一配置信息；

S23：所述上位机从所述第一配置信息中执行判定，获取是高速CAN还是低速CAN的结论，以生成控制指令：

当判定所述CAN的高低速类型为第一类型高速时，控制指令为IO卡的断开；此时在IO卡断开的情况下，所述上位机通过所述第一配置信息初始化CAN诊断设备，并由第一配置信息生成高速的配置信息；

当判定所述CAN的高低速类型为第二类型低速时，控制指令为IO卡的接入；此时在IO卡断开的情况下，所述上位机按照CAN标准协议通过降速CAN卡写入车辆胎压模块。

进一步地，所述IO卡为远程IO继电器。

进一步地，所述上位机通过Modbus协议控制所述IO卡的第一类型通信输出接口及第二类型通信输出接口连接或断开达到控制所述降速CAN卡连入或断开。

总体而言，通过本发明构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明中通过软硬件结合的方式实现高速CAN和低速CAN的动态切换，能够适应整车厂流水线上不同类型的车型混线生产/装配/检测的各种场景下的应用，提高胎压初始化设备的灵活性、严密性和生产效率。适应了车辆发展的未来需求，可持续对复杂程度日益增长的车辆生产线进行快速的适配。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是按照本发明实现的适应高速CAN和低速CAN的通信控制系统的组成示意图；

图2是按照本发明实现的适应高速CAN和低速CAN的通信控制方法的流程组成示意图；

图3是按照本发明实现的适应高速CAN和低速CAN的通信控制方法中的初始化的配置信息实施方式示意表图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

按照本发明的发明构思，胎压初始化设备在以500K的速率与车辆通讯时，可以直接连接车辆诊断接口不需要额外的硬件。而以125K的速率连接时需要一块降速CAN卡。而在大型的车辆检测生产线上，通常需要实现通讯速率随着车型的变化而变化，线程式的生产检测过程使得需要配置一台上位机和一块IO卡，由上位机判断，如果胎压模块是高速CAN初始化的车型，IO卡则断开降速CAN卡使CAN诊断设备直接与车辆通讯；如果是胎压模块是低速CAN初始化的车型，IO卡则在CAN诊断设备与车辆中串联一块降速CAN卡，再执行初始化，从而实现CAN针脚的通讯速率随着车型的变化而变化，随着车辆型号以及其接口的复杂和多样化，本发明提出一种发明构思，采用硬件IO卡结合上位机控制的方式实现高速CAN和低速CAN的通信控制，尤其适应于车辆生产线上的车辆检测应用，使得能够在生产线或者检测流水线上，提前准备车辆的相关信息，显著提高胎压初始化的效率以及信息写入精度，尤其适应于车辆生产线或大型车辆检测场景的应用。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种适应高速CAN和低速CAN的通信控制系统，其中，如图1中所示，上述系统包括：

上位机，与车辆条码录入设备电连接，接收车辆条码录入设备所录入的信息，并且根据上述信息生成对CAN诊断设备和IO卡的控制指令，以此方式完成对车辆胎压模块的通信控制；

CAN诊断设备，用于接收上位机下发的用于对车辆相关信息进行CAN高速和低速判定的信息，执行上述下发信息的解析，获取车辆CAN的高速和低速的分析结论，并将上述诊断后的信息反馈至上位机，以使得上位机在高速CAN下生成对OBD线缆的控制，或者是在低速CAN下生成对IO卡的控制，以使得IO卡能够启动降速CAN卡，降速CAN卡以低速通信通过OBD线缆向车辆胎压模块写入胎压初始化的数据。

IO卡，具有通信接口，与上位机及CAN诊断设备通信连接，输出端连接降速CAN卡，以对降速CAN卡的启停及通过OBD线缆的数据写入执行控制。

降速CAN卡，设置于OBD线缆与IO卡之间，实现对车辆胎压模块的低速CAN通信数据的写入，其中上位机下发的数据通过IO卡，及降速CAN卡和OBD线缆后写入车辆胎压模块。

在一个具体的实施方式中，上位机通过USB线与一个4路的远程IO继电器连接，该远程IO继电器支持Modbus协议，并把1路CANH连接通道1、1路CANL连接通道2、2路CANH连接通道3、2路CANL连接通道4，上位机通过Modbus协议控制通道1和通道2连接或断开达到控制降速CAN卡连入或者断开的目的。

在一个具体的实施方式中，通过车辆条码录入设备给上位机输入数据，用于在上位机中提前录入车辆生产线上的车辆相关信息；其中，提前录入为在相关车辆信息在生产线上被检测之前，提前在上位机中录入相关信息；进一步的，相关信息被相互关联存入上位机的数据库中被管理，以使得在生成相关配置信息之后，能够从上位机数据库中读取车辆相关信息，以完成以上位机总控制的智能化的CAN通信控制。

按照本发明的另外一个方面，如图2中所示，提供一种适应高速CAN和低速CAN的通信控制方法，具体包括如下步骤：

STEP1、在数据库中配置和管理车型和CAN类型信息；

STEP2、获取车辆的全球唯一标识符（Vehicle Identification Number）；

STEP3、从胎压激活岗和胎压返修岗获得胎压ID数据；

STEP4、从数据库中查询对应的车型信息、CAN设备类型、CAN设备索引号、CAN通道号、波特率、发送地址、响应地址、部分CAN协议帧数据；

STEP5、根据步骤STEP4中读出的配置信息初始化CAN诊断设备；

STEP6、判断是高速CAN还是低速CAN；

STEP7、如果是高速CAN，则根据步骤STEP2的胎压ID数据和STEP3的部分CAN协议帧数据组成完整的CAN协议帧数据；

STEP8、如果是低速CAN，则控制IO卡串联降速CAN卡；

STEP9、执行初始化胎压，最后结束。

具体来说，如图3中所示，上述方法主要包括如下步骤：

S1：在车辆装配和/或检测生产线上配置上位机信息；

S11：车辆条码录入设备，从多个设备渠道信息中获取写入信息，并将上述信息写入上位机中；

所述第一写入信息为包含胎压初始化协议，系统基础参数、车型参数；

所述系统基础参数包括胎压激活岗地址、胎压返修岗地址、TPMS特征码起始位置、TPMS特征码长度、数据保存上限、CAN设备类型、CAN设备索引号；

所述车型参数包括车型名称、CAN通道号、波特率、发送地址、响应地址；

在上位机的系统中配置上述写入信息之间的关系。以此方式，在实际的车辆生产测试中，能够依据至少一种其中的初始触发信息，直接从上位机中获取关联的信息，从而对对应车辆的胎压模块进行识别，从而获取CAN通道信息；

S12：上位机对上述信息执行处理，并将关于上述信息在上位机的数据库中完成存储和信息读出的配置；

S13：完成上位机与CAN诊断设备的控制配置，上位机与IO卡的控制配置，完成CAN诊断设备与IO卡的控制配置。

S2:在车辆装配和/或检测生产线上完成CAN诊断设备的配置信息，以方便完成相应车辆的高速/低速CAN的控制切换，从而实现在相应车辆中通过上位机对对应车辆写入胎压初始化信息；

S21：获取车辆的全球唯一标识符（Vehicle Identification Number），上述标识符通过设备读取，已经写入车辆装配和/或检测生产上的服务器的队列中，在具体实施方式中，获取方式可直接从车辆中即时读取上述信息，或者是通过从车辆装配和/或检测生产线的控制程序服务器中获取录入的车辆全球唯一标识符信息；

S22：从胎压激活岗和胎压返修岗获得胎压ID数据；上述信息的获取方式为直接获取，或者是通过从车辆装配和/或检测生产线的控制程序服务器中获取配置的胎压ID数据；

以上述获取的车辆VIN，以及胎压ID数据，从上位机中的配置数据库中查询获取第一配置信息，

获取对应的车型信息、CAN设备类型、CAN设备索引号、CAN通道号、波特率、发送地址、响应地址、部分CAN协议帧数据；

在其中一种实施方式中，车型信息、CNA通道号、波特率、车辆胎压模块的发送地址、车辆胎压模块的响应地址的对应关系存储在数据库中，具体如下表1中所示：

表1 以车辆VIN与胎压ID数据获取CAN信息的数据库信息其中部分示例

S23：上位机从上述第一配置信息中执行判定，获取是高速CAN还是低速CAN的结论，以生成控制指令，以将从第一配置信息生成第二配置信息写入车辆胎压模块，其中，具体包括：

当判定所述CAN的高低速类型为第一类型高速时，控制指令为IO卡的断开；此时在IO卡断开的情况下，上位机通过上述的第一配置信息初始化CAN诊断设备，并由第一配置信息生成完整的第二配置信息；

当判定所述CAN的高低速类型为第二类型低速时，控制指令为IO卡的接入；此时在IO卡断开的情况下，上位机将按照CAN标准协议通过降速CAN卡写入车辆胎压模块。

作为本实施方式的其中一个实施例，其中利用上位机将第二配置信息写入车辆胎压模块的步骤包括，其中写入的控制指令流程表如图3中的示例表图所示：

S231:启动写入指令的初始化模式，a为发送指令，b为积极响应指令。

a)"02 10 03 00 00 00 00 00"

b)"06 50 03 00 32 00 C8"

S232:胎压模块初始化的胎压传感器ID协议写入，

"写入传感器ID第一帧"、"写入传感器ID第二帧"、"写入传感器ID第三帧"指令为非固定指令，把以下abc不完整指令存入数据库。

a)"10 14 2E F1 90 "

b)"21 "

c)"22 "

S233:第二配置信息中的胎压ID完整写入，

根据VIN码获取胎压ID，举例，左前轮ID=A1A2A3A4，右前轮ID=B1B2B3B4，左后轮ID=C1C2C3C4，右后轮ID=D1D2D3D4，结合数据库中的不完整的写入指令取出，并组装成完整的写入指令，以下abc为完整的写入指令。

a)"10 14 2E F1 90 A1 A2 A3"

b)"21 A3 B1 B2 B3 B4 C1 C2"

c)"22 C3 C4 D1 D2 D3 D4 00"

S234:测试初始化是否已经完成，

向车辆发送完整的CAN报文，接收车辆回复的响应指令中是否包含积极响应。如果包含则初始化成功，反之初始化失败。

a)"6E F1 90 "为传感器写入指令的积极响应。

总之，本发明提供一种适应高速CAN/低速CAN的通信控制系统及方法，应用于车辆装配线/检测线中的车辆胎压模块初始化的过程中，包括车辆条码录入设备、上位机、配置数据库、胎压初始化软件、CAN诊断设备、IO卡、OBD线缆、降速CAN卡，其特征在于，车辆条码录入设备的输出端与上位机的输入端电性连接，上位机中内置安装配置数据库和胎压初始化软件，配置数据库维护系统信息，系统信息至少包括胎压初始化协议，系统基础参数、车型参数，系统基础参数包括胎压激活岗地址、胎压返修岗地址、TPMS特征码起始位置、TPMS特征码长度、数据保存上限、CAN设备类型、CAN设备索引号，车型参数包括车型名称、CAN通道号、波特率、发送地址、响应地址；

胎压初始化软件的输出端分别与CAN诊断设备和IO卡的输入端电性连接，胎压初始化软件根据车辆的全球唯一标识符、TPMS特征码起始位、TPMS特征码长度唯一判断出车型，再根据车型参数判断出CAN的通道号和高低速CAN的类型，CAN诊断设备是通过车辆诊断接口与车辆连接，利用CAN协议与车辆通讯的设备；

CAN诊断设备的输出端与IO卡的输入端电性连接，IO卡是受胎压初始化软件控制降速CAN卡连入或断开的设备，CAN诊断设备的输出端与OBD线缆的输入端电性连接，OBD线缆是符合CAN协议针脚定义的线缆，IO卡的输出端与降速CAN卡的输入端电性连接，降速CAN是是配合CAN诊断设备在低速CAN通讯时的设备，CAN卡的输出端与OBD线缆的输入端电性连接；

胎压初始化协议包括进入扩展模式指令、验证工厂模式指令、读主机厂软件版本指令、读主机厂硬件版本指令、读胎压工作模式、密钥认证指令、写VIN码指令、读VIN码指令、写传感器ID指令、读传感器ID指令、读标称压力值指令、读DTC指令、流控制指令、结束测试指令。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适应高速CAN和低速CAN的通信控制系统，其特征在于，所述通信控制系统包括：

上位机，被配置为具有车辆信息和CAN通信信息的管理数据库，用于依据接收的车辆VIN信息和胎压ID数据生成对CAN诊断设备和IO卡的配置信息和控制指令；

CAN诊断设备，用于接收所述上位机下发的配置信息和控制指令依次通过所述IO卡、OBD线缆向车辆胎压模块执行胎压初始化；

IO卡，具有由所述上位机控制开关的第一类型通信输入接口，与所述CAN诊断设备通信连接；具有由所述上位机控制开关的第一类型通信输出接口，连接降速CAN卡；具有由所述上位机控制开关的第二类型通信输出接口，连接OBD线缆；

降速CAN卡，设置于所述IO卡与所述OBD线缆之间，以接收所述上位机通过IO卡下发的配置信息，通过OBD线缆向车辆胎压模块执行胎压初始化；

所述通信控制系统的通信控制方法包括如下步骤：

STEP1、在所述数据库中配置和管理车型和CAN类型信息；

STEP2、获取车辆的全球唯一标识符VIN；

STEP3、从胎压激活岗和胎压返修岗获得胎压ID数据；

STEP4、从所述数据库中查询对应的车型信息、CAN设备类型、CAN设备索引号、CAN通道号、波特率、发送地址、响应地址、部分CAN协议帧数据；

STEP5、根据步骤STEP4中的配置信息初始化CAN诊断设备；

STEP6、判断是高速CAN还是低速CAN；

STEP7、如果是高速CAN，则根据步骤STEP2的胎压ID数据、STEP4中的部分CAN协议帧数据组成完整的CAN协议帧数据生成高速CAN的配置信息执行初始化胎压；

STEP8、如果是低速CAN，控制所述IO卡关断与所述CAN诊断设备之间的连接，并控制所述IO卡串联所述降速CAN卡执行初始化胎压。

2.根据权利要求1所述的适应高速CAN和低速CAN的通信控制系统，其特征在于，

所述IO卡为远程IO继电器，所述上位机通过Modbus协议控制所述第一类型通信输出接口及第二类型通信输出接口连接或断开达到控制所述降速CAN卡连入或断开。

3.根据权利要求1或2所述的适应高速CAN和低速CAN的通信控制系统，其特征在于，所述CAN诊断设备对应高速CAN的配置信息，所述降速CAN卡对应低速CAN的配置信息。

4.根据权利要求3所述的适应高速CAN和低速CAN的通信控制系统，其特征在于，所述高速CAN的配置信息为：

依据所述VIN信息和胎压ID数据从所述管理数据库中匹配的CAN通信信息，生成配置信息；

所述低速CAN的配置信息为：依据所述VIN信息和胎压ID数据从所述管理数据库中匹配的标准CAN通信信息。

5.一种适应高速CAN和低速CAN的通信控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在车辆装配和/或检测生产线上配置上位机信息；所述步骤S1包括：

S11：从多个设备渠道信息中获取写入信息，并将上述信息写入上位机中；

所述写入信息为包含胎压初始化协议，系统基础参数、车型参数；

所述系统基础参数包括胎压激活岗地址、胎压返修岗地址、TPMS特征码起始位置、TPMS特征码长度、数据保存上限、CAN设备类型、CAN设备索引号；

所述车型参数包括车型名称、CAN通道号、波特率、发送地址、响应地址；

S12：所述上位机对所述写入信息执行处理，完成存储和信息读出的配置；

S13：所述上位机与CAN诊断设备的控制配置，所述上位机与IO卡的控制配置，完成CAN诊断设备与IO卡的控制配置；

S2: 在车辆装配和/或检测生产线上完成高速/低速CAN的控制切换，从而实现在相应车辆中通过上位机对所述CAN诊断设备及所述IO卡生成对应的高速的配置信息及低速的配置信息以执行胎压初始化；

所述步骤S2包括：

S21：获取车辆的VIN信息；

S22：从胎压激活岗和胎压返修岗获得胎压ID数据；

以上述获取的车辆VIN，以及胎压ID数据，从上位机中的配置数据库中查询获取第一配置信息；

S23：所述上位机从所述第一配置信息中执行判定，获取是高速CAN还是低速CAN的结论，以生成控制指令：

当判定所述CAN的高低速类型为第一类型高速时，控制指令为IO卡的断开；此时在IO卡断开的情况下，所述上位机通过所述第一配置信息初始化CAN诊断设备，并由第一配置信息生成高速的配置信息；

当判定所述CAN的高低速类型为第二类型低速时，控制指令为IO卡的接入；此时在IO卡断开的情况下，所述上位机按照CAN标准协议通过降速CAN卡写入车辆胎压模块。

6.根据权利要求5中所述的适应高速CAN和低速CAN的通信控制方法，其特征在于，所述IO卡为远程IO继电器。

7.根据权利要求6中所述的适应高速CAN和低速CAN的通信控制方法，其特征在于，所述上位机通过Modbus协议控制所述IO卡的第一类型通信输出接口及第二类型通信输出接口连接或断开达到控制所述降速CAN卡连入或断开。