汽车CAN-BUS车载网络教学实训平台与智能故障设置考核系统

一、系统简介

本车载网络教学实训系统平台（以下简称教学台）采用大众轿车(宝来BORA、帕萨特PASSAT、奥迪等可选车型)、日系轿车（卡罗拉、雅阁、锐志等可选车型）车载CAN总线网络，可演示各系统这间的关联以及系统中各模块这间通过CAN数据通信线的工作过程；可以设置模块间的CAN线故障以及各模块的K线故障；通过面板上的实物演示以及检测端子可以进行功能测试与故障分析提供参考的数据。如图1所示：

图1带数字化彩屏的汽车CAN-BUS车载网络教学实训系统

二.、功能特点

1、面板上绘有完整的大众车载网络（CAN-BUS）（包含舒适系统）系统原理图。设有检测端子，可通过仪器仪表检测传感器，执行器等各种信号参数如电压、电阻、频率等；

2、通过操纵控制开关，可以实现对不同车窗电机以及后视镜的控制，真实演示大众车载网络（CAN-BUS）系统的工作过程；

3、发光二极管显示工作元器件状态；

4、故障模拟系统可模拟实际运行工况，设置多种实车常见故障。具体内容详见故障模拟设置装置说明；

5、防盗与控制系统等操作原理；

6、装有诊断座，可读取故障码与数据流等；

7、配备PC-CAN数据交换软件及接口电缆,可以在计算机上读取CAN数据,观察CAN数据交换。在线检测CAN总线上各节点的ID，检测状态帧、控制帧等重要数据；控制数据发送，进行人为控制。通过人机交流，进行在线即时控制“实验台”上CAN节点按指令工作；

8、CAN-BUS物理信号波形与故障诊断分析；

9、底架部分采用实验桌，台面保留30cm宽空间,方便放置检测用的仪器及仪表/实验报告等，表面采用烤漆工艺，带自锁脚轮；

10、汽车油漆高温烤漆处理；加装交流电源漏电保护装置；转动元器件外加装防护装置；

11、汽车车载网络CAN_BUS通讯教学实训数字化彩屏CAN报文的采集，进行实时的更新，通过屏幕可以看到报文的更新，可以实现双CAN通道接口的报文采集，CAN1舒适系统报文的采集，CAN2动力系统报文的采集；

12、汽车车载网络CAN_BUS通讯教学实训数字化彩屏上增加触摸的功能，可通过触摸的功能对实训台进行控制，当触摸显示屏的相应按钮，数字屏将发出相应的CAN报文，实训台将产生相应的动作；

13、实训台带有考核测试平台，考核平台用于设置故障点，让学生排除所设置的故障点，并记录考核学生的成绩；

14、考核故障点的设置可以通过PC机和下位机设置（类似于平板的移动设备）；

15、多个实训台通过无线网络连接，组成局域网，可以进行数据的通信，考核平台故障点的设置通过PC机或下位机无线设置；

16、数据采集功能，可以采集CAN网络上的所有数据，发动机上的转速、压力等。

三、技术参数

四、实训系统配置

（一）示教台。如图2所示：

图2示教台

本示教台采用大众帕萨特B5轿车CANS系统。配以大型彩色喷绘CANS系统电路图,并以CANS电控单元为中心，将系统各个元器件平面布置，为使线束清晰明了连线表示方法与原车线束相同,使CANS系统一目了然. 充分展示汽车数据传输网络系统的组成结构和电路元件通过数据传输执行工作。通过组合仪表的网关控制连接，可把动力系统数据网络和舒适系统数据网络连接，组成完整的全车CAN网络系统。操纵档位开关，在组合仪表显示过程中体现网络传输；操纵电动车窗、后视镜、中控门锁过程中体现网络传输等。可以设置模块间的CAN线故障以及各模块的K线故障；通过面板上的实物演示以及检测端子可以进行功能测试与故障分析提供参考的数据，完整地掌握CANS系统的结构和理论知识，了解CANS系统各电控元器件的作用、原理、故障现象。

功能特点：

1、教学面板电路原理图和文字采用高清喷绘而成，与原车线束色彩一致；并用高强度有机玻璃板和铝合金边框包裹。

2、教学面板上彩色电路原理图上设置电控系统检测端子和排除端子，检测端子可进行实时故障检测与排除，可使用万用表、示波器等仪器检测各传感器和执行器的电压及电阻值；排除端子用于诊断出有系统线路断路或接解不良时，可将面板上检测端子和排除端子进行线路连接排除系统的故障，使教学上的故障诊断及排除更加直观，操作简单快捷。

3、电控单元诊断接口，可连接专用或通用型，对动力系统和舒适系统进行故障码读取、故障码清除、数据流分析、自适应调整、防盗匹配等操作。

4、分为二块：动力系统与舒适系统，可独立工作，也可组合工作；通过组合仪表的网关控制连接，可把动力系统数据网络和舒适系统数据网络连成完整的全车CAN网络系统。

5、留有30CM以上宽度的水平桌面，便于放置万用表、以及实验报告书等。

6、可根据客户需要，选配故障设置方式：①拨插断路式，可做断路或短路的故障设置以及可附加线性不间断调整电阻、电压信号；②集成电路板控制式，可通过智能触摸按键面板控制，进行故障的设置和排除；③单片机智能故障控制式，可通过主机界面进行故障的设置和排除、并具有考核系统。

7、整体台架采用钢性结构焊接，表面高温喷塑处理，台架移动自如，并带有脚轮自锁装置。

8、示教板面板可以与台架折叠，方便运输及设备放置。

9、可扩展成CAN总线系统创新开发平台。

10、可配套CAN总线分析仪（瑞典Kvaser进口仪器，含CANking总线分析软件），可实时工作分析CAN总线网络通讯数据，模拟仿真ECU发送门窗、后视镜、仪表盘指示等控制报文数据。

11、可配套CAN总线开发教学实验箱，结合教学试验台，更好的了解和掌握CAN通讯节点开发，并且可以通过节点实现对汽车系统进行远程控制实验。

（二）汽车CAN-BUS车载网络教学实训系统数字化彩屏，如图3所示：

图3数字化彩屏

1、技术参数：

◆工作电压：DC5V供电

◆数字化彩屏：800*480，7寸LCD触摸屏

◆主处理器：120M高速处理器

◆CAN接口：双路CAN接口，支持2.0A，2.0B

◆波特率：可适应5K——1Mbps CAN网络数据通信

◆无线局域网Zigbee 无线通信

2、主要特点：

◆CAN网络数据通信

◆CAN报文实时工作和显示

◆实现动力和舒适系统通信数据显示:

◆可视化教学与实训:

◆可触摸反控车身单元功能:

◆可编程功能

3、功能说明：

将彩屏模块上的CAN网络接口正确的连接到教学实训台上的相应CAN网络，即可正常的将数据显示在屏幕上。

（1）功能一：查看数据流。如图4所示：

图4 数据流查看功能界面

（2）、功能二：控制功能。如图5所示；

图5 功能控制界面

（3）功能三：故障设置。如图6所示：

图6 故障设置界面

（4）功能四：考评系统。如图7、8、9所示

图7 进入考评设置

图8 考评系统设置

图9 考试过程

(三) CAN-BUS开发教学实训实验箱。如图7所示：

       图7 CAN-BUS开发教学实训实验箱

(四) USB CAN总线分析仪 。如图8所示：

图8 USB CAN总线分析仪Kvaser 立富L

Kvaser 立富L 是一款基于USB的单通道CAN总线分析仪，该分析仪携带方便、即插即用。

主要特点：

◆每个CAN消息均标有100μs精度的时间标签(time stamp)。

◆每秒可以处理高达8000个消息。

◆支持11位标识符(CAN 2.0A)的标准帧和29位标识符(CAN 2.0B active)的扩展帧。

◆支持数据帧和远程帧。

◆可检测错误帧。

◆具有*的EMC性能。

◆分析仪一端是110 cm (44 in.)长的USB线缆，另一端是30 cm (12 in.)长的CAN线缆。

◆使用DB 9针连接头接入CAN总线。

◆可选择带电隔离的CAN总线驱动器。

◆专为USB 2.0设计，兼容 USB 1.1。

◆低能耗。

◆安装快速、简易，即插即用。

◆为Kvaser硬件编写的应用程序兼容Kvaser CANlib。

◆多个Kvaser Leaf Light CAN总线分析仪可通过标准的USB 集线器连接到同一个PC机上。

软件和文档

◆Kvaser CANLIB SDK(Software Development Kit，软件开发包)包括了开发CAN总线分析仪软件所需要的所有资料，包括用C、 C++、C#、Delphi和Visual Basic描述的全部文档和大量的程序范例。所有的CAN总线分析仪使用一个通用的API库，适用于任何一款Kvaser CAN分析仪。

◆J2435应用程序接口。

◆RP1210A应用程序接口。

◆文档、软件和驱动均是免费的。升级软件会定期在我们的网站上发布 。

◆Kvaser CanKing是用于Windows系统的多功能CAN总线监测/分析软件，尤其是可以支持CanKingdom和DeviceNet。

应用软件支持

◆Kvaser CanKing

◆Warwick X-Analyser

◆ATI Apollo

◆ATI CANlab

◆ATI Vision

◆Ficosa CANica

◆National Instruments DIAdem

◆National Instruments LabVIEW

◆VAT 2000

◆Xtm

软件平台

◆Windows XP/2000/2003、Windows 98/ME

◆Linux (in progress)

产品类型

◆Kvaser立富L  HS (Item No. 0435-1)

带USB接口的单通道高速CAN总线分析仪 (ISO 11898-2)，速率为5K～1Mbit/s。

Kvaser 立富L HS技术参数。如图9所示：

图9 Kvaser 立富L HS技术参数

(五) CAN-BUS教学实训系统配套软件

1、Kvaser CanKing总线分析软件。如图10所示：

图10 Kvaser CanKing总线分析软件

注：Kvaser CanKing是一个免费的CAN总线监测器和通用诊断工具。它特别适合于交互式开发工作。您可以容易地发送CAN消息并研究它们在目标模块上的影响。你只需要一个Kvaser CAN接口。Kvaser CanKing免费。

主要特点：

基础版本使你能够在CAN总线上显示消息，并能够随意以几种不同方法格式化这些消息。你也可以通过填写对话框和压下OK来发送CAN消息。有很多消息排列选项。（ CanKingdom的用户将看到支持这里的几乎所有King页）

其它特点包括:

◆为你已经发送的消息列出历史表格

◆CAN总线统计（消息的编号、总线负载等等）

◆一个通讯量发生器用于研究总线处于重载下的系统

◆消息进和出的时间标记（时间标记可以按相对格式显示）

请注意CANKing不能替代全功能的CAN总线分析仪。它只是用于交互式开发，不是用于总线通讯量的重载记录。

CAN接口

  Kvaser的所有CAN接口都支持CANKing。

CANlib软件开发组合。如图11所示：

图11 CANlib软件开发组合

包括：

◆很多范例程序

◆调试你自己的使用 CANking（免费的总线监测器）的CAN工具

◆启动和参考文档

◆支持虚拟（无硬件）CAN通道，你可以用于测试或演示目的。现在就安装该虚拟驱动并体验一下。

◆包括16-bit (DOS, Windows 3.x) 支持PCI can系列板。

◆CANopen Master API用于我们现有的所有硬件。

◆用CANlib写的软件和我们现有的以及将来的硬件兼容。使用CANlib的应用项目可以用在另一个平台而不需要修改。

应用支持：

◆Kvaser LAPcan系列

◆Kvaser Leaf系列

◆Kvaser Memorator

◆Kvaser PCIcan系列

◆Kvaser PCcan系列

◆Kvaser USBcan系列

更多信息：

◆CANLIB 3.8帮助 (该帮助包含在CANLIB SDK中)

◆下载CANLIB SDK (包括文档，范例等等)

◆CANLIB结构一览

LabVIEW环境下基于CANlib用户二次开发软件。如图12所示：

图12 LabVIEW环境下基于CANlib用户二次开发软件

该开发指南主要介绍了关于labview开发的一些例子，能够帮助用户尽快熟悉有关labview二次开发的过程。在用户编写程序之前，首先要确保用户的电脑上已经正确安装了labview8.6或更新的版本，并成功对其进行注册。光盘里面的“kvCanVi”文件夹中的“kvCanStatExample”程序用于可以对总线上的数据进行收发。kvCanVI程序里面包含很多带有高级功能的子程序。用户可以利用这些子vi进行程序编写。版本的labview程序可以在广州智维电子科技下载）

(1)获取CAN报文ID、数据帧等信息

利用“kvCanRead.vi”或“kvCanReadWait.vi”可以获得CAN报文的ID、标志、数据。打开“kvCanStatExample”的程序框图，找到“kvCanRead”或“kvCanReadWait”子程序，该程序带有“Message Id”、“ Message Data”等接口，在其接口处右键——“创建”——“显示控件”，则可以通过显示控件来显示总线上的报文信息。

(2)获取教学台上各个模块对应的ID信号

将教学台与PC机通过Kvaser总线分析仪连接起来，打开CANKing软件，在显示窗口中右键选择“Fixed Positions”，将各个ID依次排列起来。观察显示窗口，当用户在教学台上按动不同模块的按钮，会有不同ID的数据发生变化。这些ID就是该模块对应的信号。

(3)利用布尔灯显示模块状态

将“kvCanRead.vi”或“kvCanReadWait.vi”的“Message Id”接口与模块的信号ID数值相比较，若相等则执行相应的的动作如“灯亮/灭”等，若不相等则直接忽略。由于在CAN总线上，同一个ID的报文并不是一直都在总线上持续发送，而是每次发送时都有一定的时间间隔。对于童锁、车门锁模块，为了能够准确反映出该模块的状态，必须使用“反馈节点”控件，保持模块原来的状态，直到有新的报文更新了模块的状态。

(4)通过按钮控制模块动作

在程序的前面板放置一个按钮，通过事件结构，选择触发动作“值改变”，将“kvCanWrite.vi”与要发送的报文(data0~data7)连接一起之后，放置在事件结构框图里面。当点动按钮时，“kvCanWrite.vi”程序就会把用户所要发送的报文通过总线发送出去，控制对应的模块动作

了解更多，搜索联系广州智维电子科技；