基于車載CAN總線故障診斷儀設計方案

上電后，首先對CAN模塊進行初始化。然后初始化nRF2101，并與接收端建立連接。當發(fā)送完CAN數據后沒有收到ACK信號時，就跳頻；然后通知發(fā)送端準備接收重發(fā)的CAN數據，直到接收到ACK信號。

為了防止空中干擾，采用了自動跳頻的空中協(xié)議，即無論是否接收到ACK信號都進行跳頻，因此可以防止某個頻段的強干擾，進而降低誤碼率。

3.2 接收端軟件設計

接收端軟件流程如圖6所示。軟件設計主要實現兩項功能：第一是實現枚舉；第二是實現將接收到的數據通過USB上傳到PC。上電后，首先完成對TMU3100 的配置，并與PC機枚舉；枚舉成功后就對nRF2401進行配置，并與發(fā)射端建立連接。當接收到數據包后，首先判斷是CAN數據還是重傳數據命令。如果是 CAN數據包，則向發(fā)射端返回ACK信號并跳頻，然后將接收到的數據通過USB傳至PC；如果是重傳命令，則先跳頻，然后置重傳標志，表示下個數據包是重傳的數據包。

TMU3100被配置為標準HID類，這樣就不用為設備開發(fā)驅動程序，而是使用Windows提供的標準HID類驅動程序。

3.3 PC端軟件設計

PC端軟件由應用程序和設備驅動程序組成。Windows為標準USB沒備提供了完善的內置驅動，本系統(tǒng)采用Windows自帶的HID類驅動，只要將 TMU3100配置為HID類，即可完成與PC機的通信。這省去了開發(fā)設備的驅動程序，極大地簡化了上位機軟件的開發(fā)。

上位機的應用程序首要實現的功能是，要實現對TMU3100端點的讀寫，用VC++語言編寫，可以把USB設備當成文件來操作。用CreateFiile ()函數獲得USB句柄，為讀訪問或寫訪問打開指定端點。用DeviceControl()來進行控制操作，用ReadFile()從指定端點讀取數據，用WriteFile()向端點寫入數據。

當CAN總線上的數據被采集到PC后，就可以進行故障診斷了。故障診斷代碼是依照KWP2000應用層規(guī)定的故障代碼設計的，是目前國際上通用的，現將其應用于CAN的應用層，將來可以用全新的CAN上層協(xié)議取代。故障診斷代碼定義在SSF14230中。SAE J1979中，由車輛制造商或系統(tǒng)供應者定義的服務標志符數值的不同范圍，如表1所列。

此表中以十六進制數表示的服務標志符，同數據鏈路層中數據字節(jié)內的SID服務識別字節(jié)對應。不同的SID值代表不同的服務請求，故障診斷程序必須符合此應用層標準，才能識別不同的十六進制代碼所代表的不同的故障信息。



4 結論

本文設計的2．4G無線車載CAN總線故障診斷儀，由于采用了自動跳頻的空中協(xié)議，所以誤碼率幾乎接近零，在14 m內仍能進行可靠的工作。系統(tǒng)使用國際上通用的診斷代碼，使程序具有通用性和實用性；以PC作為硬件平臺，無需專門開發(fā)硬件平臺，可大大降低開發(fā)成本并且易于實現設備的升級和維護；使用USB接口和2．4G無線通信，具有即插即用、不受空間限制、數據傳輸實時性強的特點。